miRNA在植物重金属胁迫应答中的作用

microRNA （miRNA）是一种新型的长度为20~24 nt的非编码RNA,通过对靶基因的表达调节进而参与调控植物体的多种生理代谢活动。重金属是一类重要的环境污染物,严重危害植物的生长发育,甚至导致植物死亡。植物在长期的进化过程中形成了抵御重金属胁迫的多种机制,如miRNA对特定基因转录后水平的调控就在逆境胁迫应答中发挥重要作用。本文综述了植物中参与重金属胁迫应答miRNA的种类及作用机制,为揭示重金属胁迫条件下基因表达调控机制,以及利用基因工程手段改良植物对重金属的耐受性提供了线索和依据。     

植物褪黑素：植物应答非生物胁迫的新兴信号分子

褪黑素（melatonin, MT）与其他传统五大类激素相比,其鉴定仅有20多年的历史,是一种新兴植物激素,是有机体中具有多种生理功能的多效信号分子。在植物中,MT被称为植物褪黑素（phytomelatonin）,它不仅调节种子萌发、根系构型、气孔运动、生物节律和开花与衰老,还通过激活抗氧化系统的活力,清除活性氧（reactive oxygen species, ROS）,从而减轻胁迫造成的氧化胁迫、渗透胁迫、蛋白变性和细胞损伤,最终使植物应答生物和非生物胁迫。本文基于MT代谢及其在植物应答非生物胁迫中的最新研究进展,总结MT在植物中的合成与分解代谢,归纳逆境胁迫下MT通过直接清除ROS和/或触发信号转导途径,上调抗逆相关基因表达,继而激活渗透调节系统和抗氧化系统的活力,促进逆境蛋白和次生代谢物质的合成,稳定光合作用和碳代谢,减少ROS的积累和细胞氧化损伤,最终提高植物对高温、低温、干旱、盐渍、重金属、紫外辐射和水涝等非生物胁迫的抵抗能力。本文为理解MT的代谢、生理功能及细胞信号转导途径奠定了理论基础,并指出未来的研究方向。     

药用红花幼苗对盐胁迫的生理响应机制

以红花为材料,研究了不同浓度NaCl(0、50、100和150 mmol·L-1)胁迫对红花幼苗叶片中的可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)及抗氧化酶系(T-AOC、SOD、CAT)的影响。结果表明:盐分对红花幼苗生长的抑制作用随NaCl浓度增加而加剧,且对地上部分的抑制作用大于根部。胁迫初期(10 d),各处理红花幼苗中的T-AOC的活性没有明显变化;但高盐胁迫显著提高了CAT的活性。与对照相比,盐胁迫明显提高了红花中的SS、SP的含量及SOD的活性,但各盐处理之间没有明显差异。胁迫中期(20 d),各处理间SOD的活性无明显变化;SS的含量随盐浓度的增加而明显增加,且处理间差异显著;SP的含量和CAT、T-AOC的活性与对照相比均有所增加。盐胁迫后期(30 d),SP和SS的含量在叶片中有积累的趋势,但T-AOC和SOD却相反,其活性较对照处理均有所下降,而盐处理的CAT的活性较对照处理无明显差异。因此,供试红花幼苗在盐胁迫初期主要是通过合成渗透调节物质和活性氧清除机制共同作用来抵御盐分胁迫,随着胁迫时间的延长则主要通过合成渗透调节物质来抵御盐害,其中可溶性糖对盐浓度的响应起到关键作用。     

植物螯合肽及其在重金属胁迫下的适应机制

概述了植物螯合肽的组成,结构、功能、生物合成过程以及分子生物学的研究进展。     

植物螫合肽及其在重金属胁迫下的适应机制

概述了植物螯合肽的组成、结构、功能、生物合成过程以及分子生物学的研究进展.     

活性硅缓解植物重金属胁迫及其生物学机制研究进展

土壤重金属污染可抑制植物的正常生长并增加其在食物链传播的风险。硅是重要的植物营养元素,可通过多种途径调节植物生理、生化和代谢功能,在缓解植物的重金属胁迫及促进植物生长方面发挥重要作用。论文从活性硅促进组织结构发育、调节基因表达、增强抗氧化防御系统及建立重金属内部隔离等方面进行分析,阐述活性硅缓解植物重金属胁迫的生物学机制。建议针对硅材料的施加方式、自然条件下硅缓解复合重金属污染胁迫机制、硅材料在土壤中的老化机理等方面,系统开展长期田间实验,以阐明活性硅缓解植物重金属胁迫作用机制并应用于农田土壤重金属修复。     

不同基因型水稻苗期抗氧化系统对低温胁迫的响应

以2个籼型水稻(Oryza sativa L. subsp. indica Kato)和2个粳型水稻(O. sativa L. subsp. japonica Kato)品种为材料,比较其幼苗经低温胁迫和恢复生长后的活性氧(ROS)代谢、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量和渗透调节物质的变化。结果显示,经低温胁迫后,4个水稻品种的H_2O_2含量均显著升高;抗氧化酶系统中的5种酶活性均有不同程度升高,且超氧化物歧化酶(SOD)的活性增加显著,而谷胱甘肽还原酶(GR)的活性增加不显著。抗氧化剂还原型谷胱甘肽(GSH)和还原型抗坏血酸(AsA)在‘明恢86’中显著增加。渗透调节物质脯氨酸的含量在‘黔恢1385’和‘日本晴’中变化不显著;可溶性糖含量在‘明恢86’中变化不显著。经过7 d恢复生长后,4个水稻品种的上述各生理指标均不同程度恢复到处理前的水平。研究结果表明,抗氧化酶活性的升高有效降低了ROS的水平,缓解了低温冷害对细胞膜的伤害。低温胁迫时细胞内维持了较高的可溶性糖含量,提高了胞内水势,减少因细胞失水而对植物造成的伤害。     

逆境条件下植物体内渗透调节物质的积累与活性氧代谢

本文介绍了逆境迫下植物体内渗透调节物质的积累和作用,及其对活性氧的产生与清除的影响,阐述以脯氨酸为代表的渗透调节物质对活性氧的直接清除作用,Ca^2 ,甜菜碱等对抗氧化酶活性及抗氧化剂含量的影响,近年来人们广泛利用转基因技术合成氨酸,甜菜碱,为提高作物的抗氧化能车及培育抗逆新品种提供了一条有效途径。     

逆境胁迫下向日葵的耐受机制

向日葵作为我国五大油料作物之一,具有极高的食用价值和油用价值。向日葵在我国的种植分布集中在东北、西北和华北地区,时常面临着干旱、盐碱、温度和重金属胁迫的问题。主要综述了近年来向日葵面临的几种主要逆境胁迫的最新研究进展,以及在不同逆境胁迫下向日葵的耐受机制,并根据不同逆境胁迫筛选出了相应的抗逆向日葵品种,同时进行了生理差异和基因信息分析。通过阐明向日葵在逆境胁迫下的耐受机制,以期对向日葵高产育种及耐逆育种提供理论依据和指导方向。     

Adaptive responses of <Emphasis Type="Italic">Populus przewalskii</Emphasis> to drought stress and SNP application

In this study we used the cuttings of Populus przewalskii Maximowicz as experimental material and sodium nitroprusside (SNP) as nitric oxide (NO) donor to determine the physiological and biochemical responses to drought stress and the effect of NO on drought tolerance in woody plants. The results indicated that drought stress not only significantly decreased biomass production, but also significantly increased hydrogen peroxide content and caused oxidative stress to lipids and proteins assessed by the increase in malondialdehyde and total carbonyl contents, respectively. The cuttings of P. przewalskii accumulated many amino acids for osmotic adjustment to lower water potential, and activated the antioxidant enzymes such as superoxide dismutase, guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase to maintain the balance of generation and quenching of reactive oxygen species. Moreover, exogenous SNP application significantly heightened the growth performance of P. przewalskii cuttings under drought treatment by promotion of proline accumulation and activation of antioxidant enzyme activities, while under well-watered treatment the effect of SNP application was very little.     

植物在渗透胁迫下的基因表达及信号传递

渗透胁迫是指由于环境因素的变化使植物不能得到充足水分的一种状况。常见的渗透胁迫因素有干旱、盐害及冻害等。渗透胁迫会严重影响植物的生长发育及产量。植物在长期的进化过程中形成了一些保护机制能减轻渗透胁迫造成的伤害。比如有些植物在形态上演化生成盐腺,能排出体内的过量盐分以逃避盐害。但在渗透胁迫下几乎所有的植物都能合成一些无毒性的小分子有机物作为渗透调节剂来维持细胞内渗透势的相对稳定。在分子水平上...     

丛枝菌根真菌对百喜草的生理特性的影响

采用盆栽法研究了丛枝菌根（AM）真菌摩西球囊霉（Glomus mosseae）对水分胁迫条件下百喜草（Paspalum notatum）生长、渗透调节及抗氧化酶的影响。结果表明：接种AM真菌显著提高了百喜草的株高、地上部与根部鲜重、地上部P、K、Mn及根部P、Ca、Mn含量,明显降低了地上部Zn及根部Fe、B、Cu水平;随着干旱程度的加深,接种株的地上部相对含水量及叶绿素含量相对稳定且均显著高于未接种株,接种株地上部相对电导率、MDA含量均显著低于未接种株,接种株的地上部POD活性与脯氨酸含量均显著增加且均显著高于未接种株,AM侵染对SOD活性的影响较小。可见,接种AM真菌Glomus mosseae提高了植株体内保护酶活性（如POD）及渗透调节能力（如脯氨酸、P、K、Ca等渗透调节物含量的增加）,从而显著增强了百喜草的抗旱性。     

丛枝菌根真菌对百喜草的生理特性的影响

采用盆栽法研究了丛枝菌根（AM）真菌摩西球囊霉（Glomus mosseae）对水分胁迫条件下百喜草（Paspalum notatum）生长、渗透调节及抗氧化酶的影响。结果表明：接种AM真菌显著提高了百喜草的株高、地上部与根部鲜重、地上部P、K、Mn及根部P、Ca、Mn含量,明显降低了地上部Zn及根部Fe、B、Cu水平;随着干旱程度的加深,接种株的地上部相对含水量及叶绿素含量相对稳定且均显著高于未接种株,接种株地上部相对电导率、MDA含量均显著低于未接种株,接种株的地上部POD活性与脯氨酸含量均显著增加且均显著高于未接种株,AM侵染对SOD活性的影响较小。可见,接种AM真菌Glomusmossecte提高了植株体内保护酶活性（如POD）及渗透调节能力（如脯氨酸、P、K、Ca等渗透调节物含量的增加）,从而显著增强了百喜草的抗旱性。     

蛋白质组学研究技术及其在植物抗渗透胁迫研究中的应用

蛋白质组学是功能基因组学研究的热点领域之一。该文介绍了蛋白质组学的基本的和新兴的研究技术方法如蛋白质组样品的制备、双向凝胶电泳、生物质谱技术、蛋白质芯片技术、酵母双杂交系统和生物信息学等,以及蛋白质组学技术在植物抗干旱、盐渍等渗透胁迫研究中的应用。     

土壤缓慢脱水对开花期小麦根系及叶片渗透调节及渗透调节物质的影响

以抗旱性不同的小麦品种为材料,在小麦的水分临界期开花期进行缓慢脱水处理,分别在脱水的不同阶段取样测定叶片及根系的渗透调节能力及渗透调节物质。结果表明：随着土壤含水量的降低,叶片与根系的饱和渗透势同步下降,表现出叶片与根系对水分胁迫反应的一到场生,但根系的渗透调节能力低于叶片。根系与叶片的渗透调节物质,一方面在物质总含量方面,表现出与渗透调节能力的一致性,另一方面各种物质的相对含量又有一定差异,叶片中可溶性糖与K＋含量及增加量都高于根系,而根系中的游离氨基酸与Ca^2 的相对增加量则大于叶片。     

干旱胁迫对不同玉米自交系苗期渗透调节的影响

以5个抗旱性不同的玉米骨干自交系黄早四、掖478、郑58、旱21、齐319为试验材料,对持续水分胁迫下玉米幼苗的叶片相对含水量、渗透调节能力(OA)、脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化规律进行了研究。结果表明:随着干旱胁迫的加重,叶片相对含水量呈现下降的趋势,渗透调节能力和可溶性糖含量呈现先上升后又下降的趋势,脯氨酸含量呈现持续上升的趋势;在持续干旱条件下,不同自交系各个指标的变化幅度不同,说明不同种质资源对干旱胁迫的响应方式不同,渗透调节能力也有差异。在水分胁迫的前7d中,渗透调节能力逐渐增加,第7天时达到最大值,OA从大到小的排列顺序为齐319郑58掖478旱21黄早四;但此后,除旱21外,其余4个自交系的OA都随之下降。旱21和齐319以可溶性糖和脯氨酸为主要的渗透调节因子,黄早四则以脯氨酸为主要的渗透调节物质。