当植物遭遇干旱

水是植物体内最多的物质,也是最重要的、无法替代的物质。水分占植物体鲜重的60％-90％,既可作为各种物质的溶剂充满在细胞中,也可以与其他分子结合,维持细胞壁、细胞膜等的正常结构和性质,使植物器官保持直立状态。植物细胞内的物质运输、生物膜装配、新陈代谢等过程都离不开水。如果没有水,植物将无法顺利地散发热量,保护自己不受炎夏的烈日灼伤;如果没有水,     

植物对干旱胁迫的分子反应

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要因子,渗透保护剂的合成和积累,脱水伤害的修复,自由基清除酶和LEA蛋白基因表达的增量调节能增加植物的耐干旱性。植物在干旱条件下至少有4条信号转导途径,其中2条信号途径是依赖ABA的,另外2条途径是不依赖ABA的,在植物干旱胁迫的信号转导中,双组分的组氨酸激酶可能起渗透感受器的作用,Ca^2 和IP3可能是脱水信号的第2信使,转基因植物是一种评价编码蛋白功能的良好系统。     

植物体内干旱信号的传递与基因表达

干旱是严重影响植物生长发育的重要环境胁迫因子之一。干旱能影响植物的水分状态,使植物缺水遭受伤害。近年来,相继从拟南芥等植物中克隆出了一些受干旱诱导的基因,如蛋白激酶基因、光合基因、渗透调节基因、功能蛋白基因（如LEA基因）等。干旱等胁迫信号经历一系列的传递过程,最后诱导这些特定基因的表达。在植物体中,可能存在依赖ABA型和不依赖ABA型两条干旱信号的传递途径。近年来从高等植物中分离出一系列调控干旱相关基因表达的转录因子,通过转录因子之间以及与其它相关蛋白之间的相互作用,激活或抑制干旱等胁迫因子诱导的基因表达。     

植物膜水通道蛋白

活细胞含有80%以上的水分,水出入细胞和组织是生命代谢的基本过程。长期以来,普遍认为细胞中的水分子以简单的跨膜扩散方式透过脂双层膜。由于在一些研究中发现,生物膜的渗透水通透系数ｐｆ(Ｏｓｍｏｔｉｃｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ)远远大于其扩散水通透系数ｐｄ(ｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｌｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ),因此一些学者推测水分子并不仅以单一的跨膜扩散方式透过生物膜。但是,许多学者对这一看法持不同意见,他们认为水分子在细胞内或细胞间的跨膜扩散速度足以满…     

干旱能源植物的发掘与应用策略

随着人类社会的快速发展和对化石能源的不合理开采,化石能源整体可开采量锐减;另一方面,化石能源的大量使用造成日益凸显的环境污染问题,发展生物质能源对解决能源危机、促进社会可持续发展具有重要意义。囿于人口持续增长和粮食需求不断增加,发展能源植物的重要突破口在于大力开发不与粮食作物争地争水的干旱能源植物。因此,从能源植物概念及其意义入手,论述国内外干旱能源植物应用现状和在实际种植生产过程中存在的问题,综合分析适合作为干旱能源植物的新类型,进而提出干旱能源植物的应用策略。     

植物的干旱诱导蛋白

就干旱诱导蛋白的类型,产生,特性,定位,生理 功能,基因及表达调控方面作了简要的综述。     

植物干旱诱导蛋白研究进展

植物在干旱环境下会产生干旱诱导蛋白.干旱诱导蛋白与干旱诱导基因是当前植物逆境生理学研究的热点之一.根据近年的研究进展,本文就干旱诱导蛋白的类型、特性、功能作了简要综述.     

植物干旱胁迫响应机制研究进展——从表型到分子

干旱胁迫是抑制植物生长发育的主要限制因子之一,植物为适应干旱的外界环境,会依据自身的习性启动响应机制。从植物外部形态、生理代谢、生化过程、细胞及分子水平的变化阐述了植物对干旱胁迫的响应机制,详细阐述了生理及分子水平的响应机制,并对分子和遗传水平的响应机制和植物抗旱性关系的未来研究方向提出了展望,以期为植物抗逆性及遗传育种研究提供参考。     

植物水分利用效率和半干旱地区农业用水

干旱是一个全球性问题,人类面临的第一个生态问题就是水分不足。减少农业生产中水的需求量成为一个国际目标,我国的情况尤为严峻。我国水资源总量虽居世界第六位[1],但人均占有量仅为2400m3,相当于世界平均数的1／4,且时空分布不均。长江以北地区耕地面积占全国的64％．而水资源不足18％。我国的灌溉面积已达7.2亿亩,居世界首位,但灌溉水浪费严重,其利用系数只有0．5,致使整个农业用水量占到总用水量的85％,而一些发达国家仅占到50％左右。由于水资源短缺和生态环境恶化,1959年以来全国平均每年受旱面积呈增大趋势,在占国土面积…     

植物感应干旱信号的机制

干旱导致渗透胁迫,是造成作物减产的主要自然灾害。自达尔文时代,科学家开始探索植物感知和应答干旱胁迫的机制。现已阐明胁迫激素脱落酸信号途径,并逐步获得植物感知干旱和渗透胁迫的一些线索。本文总结了近年来干旱和渗透信号在植物中感知和传导的研究进展,对干旱胁迫可能的输入信号以及植物潜在的感知方式进行阐述,并提出了干旱胁迫信号研究中尚需解决的核心科学问题,期望为解析植物干旱信号感知和作物抗逆遗传改良提供线索。     

干旱下植物气孔运动的调控

概述了植物气孔对大气干旱和土壤干旱的反应,认为植物气孔对大气干旱的反应并不是一种反馈机制;并就干旱条件下植物气孔运动的水力学和化学信号调控机制进行了简要论述,认为虽然化学信号调控干旱下气孔运动更为广泛,但ABA不是唯一的化学信号,水分关系影响了信号的产生、运转和气孔对信号的敏感性,干旱条件下水力学和化学信号共同调控着植物的气孔运动。     

植物体内钙信号及其在调节干旱胁迫中的作用

钙作为植物体内第二信使广泛参与了植物响应的各种非生物和生物胁迫的信号传导。胁迫信号通过激活位于细胞质膜上的钙离子通道,产生胞质内特异性的钙信号,传递至钙信号感受蛋白,如钙调素(calmodulin,CaM)、钙依赖蛋白激酶(Ca2+-dependent protein kinases,CDPK)和类钙调磷酸酶B蛋白(calcineurin B-like protein,CBL)等,进而引起胞内一系列生理生化变化,最终对胁迫做出响应。钙信号在植物响应干旱胁迫信号系统中起枢纽作用,主要通过调节气孔运动,水通道蛋白(aquaporin,AQP)和抗氧化酶活性来减少水分流失,提高水分利用率,最终降低干旱对植物细胞的伤害,并具有一定的生态学功能。该文对近年来国内外有关植物体内钙信号的研究进展以及在干旱逆境中的调节作用进行综述,并对今后的研究做了展望。     

植物干旱胁迫下气孔关闭的信号转导

气孔关闭被认为是干旱胁迫的应答事件之一,根源ABA作为其原初信号之一,它向保卫细胞的运输受木质部汁液pH影响。而钙离子和阴离子通道则是ABA诱导气孔关闭的重要第二信使。     

杜鹃花属植物干旱胁迫研究进展

杜鹃花为世界三大高山花卉和中国十大传统名花之一,具有极高的观赏价值和广阔的园林应用前景。但是,杜鹃花大多自然分布于高海拔山地,受遗传机制制约,性喜冷凉湿润气候,干旱是制约其迁地保育和园林应用的关键因子。杜鹃花种类繁多、分布地域较广、生态类型多样,不同物种(品种)对干旱胁迫的响应机制存在差异。该文从种子发芽、形态与解剖特征、生理与生化指标、基因表达等方面综述了杜鹃花对干旱胁迫的响应机制以及外源物质提高杜鹃花抗旱性的国内外研究进展,分析了当前该研究领域存在的不足,提出了今后工作中应加强不同生态类型及不同抗旱性杜鹃的水分利用策略和抗旱机制,以及菌根真菌提高杜鹃花抗旱性的基因调控机制与优良菌株筛选等研究,为我国杜鹃花多样性保育、抗旱性资源发掘及园林应用等提供参考依据。     

探讨干旱胁迫下植物的信号转导和基因表达

本文主要研究植物在外界胁迫信号的影响下经过第二信使及其下游蛋白激酶的传导反应,对基因表达进行的调控,以及在干旱胁迫信号下植物的感知、传递及其诱导基因的表达调控作用。     

高温干旱复合胁迫及复水对刺槐幼苗水分运输的影响

近年来, 随着全球变暖, 部分地区干旱情况加重, 且高温干旱同时发生的概率增加, 对植物的生长与分布产生重要影响。采用室内模拟方法, 研究高温干旱复合胁迫对刺槐幼苗水分运输的影响。主要结果表明: 随胁迫程度增加, 比导率(K_s)、导水率(K_h)下降, 刺槐幼苗水分运输受阻, 40 ℃下田间持水量40%时 K_h、K_s 仅为对照的3.6%和5.3%; 气孔导度、蒸腾速率则在33 ℃下田间持水量70%时达到最大, 40 ℃下田间持水量40%时有所下降但仍高于对照; 复水后的补偿效应随胁迫的增加而降低, 轻度单一胁迫下各项指标在复水后均有所恢复, 但胁迫程度过大以及复合胁迫下补偿效应不明显。单一胁迫与复合胁迫之间存在差异, 高温干旱复合胁迫对刺槐幼苗水分运输影响较大, 且复水之后补偿效应不明显。     

西北干旱荒漠区种子植物科的区系分析

西北干旱荒漠区分布有种子植物82科、484属、1704种,优势现象明显,优势科11个,它们是菊科、豆科、禾本科、藜科,十字花科、蓼科,莎草科、毛莨科、蔷薇科、唇形科和百合科;表征科8个,它们是香蒲科,麻黄科,柽柳科、蒺藜科,胡颓子科、藜科、眼子菜科和蓼科。地理成分多样,其中以世界广布成分为主,共37科,占总科数的45.12%,其次为温带成分（包括热带至温带,亚热带至温带,温带,温带至寒带）,共有31科,占总科数的37.80%,热带成分,热带致亚热带成分较少,共14科,占总科数的17.07%。这些反映出植物的分布与本地区气候相适应的特点。     

木本植物应对干旱胁迫的响应机制：基于水力学性状视角

干旱最显著的影响表现在区域尺度的森林死亡事件中,可以在短时间内杀死数百万棵树木。鉴于未来极端干旱事件的频率和强度可能随温度的升高而增加,迫切需要明确树木对干旱胁迫的响应对策以及衰退死亡机理,揭示木本植物在干旱环境中存活和死亡的生理机制,了解树木在未来气候下的适应机制,提高预测树木对干旱反应的准确性。在常用植物功能性状的基础上,重点纳入与植物水分运输能力及耐旱性相关的水力学性状,系统总结了:1)植物木质部水分运输的物理机制;2)植物应对干旱胁迫的水力响应过程:3)干旱胁迫下木本植物水分利用对策;以及4)干旱胁迫下木本植物衰退/死亡机理。最后,提出3个尚待解决的主要问题:1)加强纳入水力性状阐明植物对干旱胁迫的响应和调节机制;2)加强从全株植物的角度考虑植物不同组织性状间的关系;3)深入探究树木干旱致死机理。     

植物的气孔振荡及其应用前景

介绍了植物气孔振荡的发现及其研究进展,并分析了气孔振荡发生的机制及在干旱农业区的应用前景。