非生物逆境胁迫下植物钙信号转导的分子机制

Ca^2＋作为植物细胞中最重要的第二信使,参与植物对许多逆境信号的转导。在非生物逆境条件下,植物细胞质内的钙离子在时间、空间及浓度上会出现特异性变化,即诱发产生钙信号。钙信号再通过其下游的钙结合蛋白进行感受和转导,进而在细胞内引起一系列的生物化学反应以适应或抵制各种逆境胁迫。目前在植物细胞中发现Ca^2＋／CDPK、Ca^2＋／CaM和Ca^2＋／CBL3类钙信号系统,研究表明它们与非生物逆境胁迫信号转导密切相关。本文通过从植物在非生物逆境条件下钙信号的感受、转导到产生适应性和抗性等方面,介绍钙信号转导分子机制的一些研究进展。     

非生物逆境胁迫下植物钙信号转导的分子机制

Ca2+作为植物细胞中最重要的第二信使, 参与植物对许多逆境信号的转导。在非生物逆境条件下, 植物细胞质内的钙离子在时间、空间及浓度上会出现特异性变化, 即诱发产生钙信号。钙信号再通过其下游的钙结合蛋白进行感受和转导, 进而在细胞内引起一系列的生物化学反应以适应或抵制各种逆境胁迫。目前在植物细胞中发现Ca2+/CDPK、Ca2+/CaM和Ca2+/CBL 3类钙信号系统, 研究表明它们与非生物逆境胁迫信号转导密切相关。本文通过从植物在非生物逆境条件下钙信号的感受、转导到产生适应性和抗性等方面, 介绍钙信号转导分子机制的一些研究进展。     

植物脯氨酸合成酶基因工程研究进展

逆境条件下植物细胞积累脯氨酸是植物适应逆境的一种反应,有利于减轻逆境对植物的伤害。简要回顾了生物体脯氨酸代谢过程和逆境下植物积累脯氨酸的作用,重点总结了植物体内脯氨酸合成酶基因吡咯啉-5羧-酸合成酶(P5CS)的克隆、表达和转基因研究进展。研究认为,P5CS是一个逆境胁迫应答基因,通过基因工程方法调节P5CS基因的表达有利于提高植物体脯氨酸的积累量,改善植物的抗逆性。因此,目前可以在大田植物中开展利用提高脯氨酸来改善植物抗逆性的研究。     

河南省植物逆境生物学重点实验室简介

河南省植物逆境生物学实验室为教育部重点实验室,拥有植物学博士学位授予权点。在实验室主任宋纯鹏教授的带领下,利用基因组学、细胞生物学、分子遗传学和农业生态学等实验技术,建立了有特色的实验模式体系,系统开展植物对环境因子应答的分子机理及其调控技术的研究。探讨在干旱、盐害和低温等逆境条件下,植物生长发育和逆境适应的分子遗传基础和细胞信号转导机制;提出了与逆境反应密切相关的H2O2作为信号分子参与了ABA诱导的气孔关闭过程;分析和鉴定与植物抗盐、抗旱等相关特异基因;阐明作物适应“多变低水”的生理及生态机制等。     

以体内叶绿素荧光检测植物的逆境因素

引言植物的生长和发育以及各个代谢途径(如光合作用)都有最适的条件。有利于植物生长和细胞新陈代谢的最适条件,要由许多环境因素和内在因素加以保证。在一定限度内,植物也能使它们的形态和习性以及特殊的器官和代谢途径去适应特殊的环境条件。植物所处的特殊环境有短期变化和长期变化。所有因素如温度,水供应、光强、土壤矿物质含量等,都很少或不能处于最适于植物生长的范围。因此。植物很少能在全部因素都处于最适条件下生长。但这未必就意味着植物是处于逆境下。光合速率的降低会引起植物生长速率的降低,但不会对植物产生伤害。而逆境通常是指引起伤害的偶然事件。由于代谢活性降低情况和真正逆境之间的转换可能是变数,因此,应当给出逆境的定义。一旦有了关于植物逆境和逆境作用的定     

蚕豆叶片几丁质酶活性的蚜虫诱导──植物生理应激反应的趋同性

在蚜虫和蚕豆构成的种群作用系统中,证实蚜虫的取食危害能诱导植物几丁质酶活性的增加,并且诱导反应的强度与昆虫危害程度相关．实验结果表明,诱导效应能在植物体内传导,诱导反应随时间呈动态变化．综合目前几丁质酶的诱导研究,认为几丁质酶不是特异性的抗性蛋白,而是应激反应的伴随产物,并提出在逆境条件下植物的应激反应模式．     

植物应答非生物胁迫的蛋白质组学研究进展

逆境对植物的生长发育产生不利影响,植物在长期适应环境中演化出了相应的机制。蛋白质是基因表达的最终产物,是细胞生命活动的基础,在逆境条件下,许多与逆境相关的蛋白质表达量发生变化。蛋白质组学技术的发展为鉴定和研究逆境响应相关蛋白提供了手段,为阐述逆境应答分子机理提供了重要的依据。本综述根据近年来采用蛋白质组学研究植物应答非生物胁迫(干旱,高盐和低温)的结果,总结并讨论了不同逆境下蛋白表达的组织特异性特点,旨在为理解植物的逆境胁迫响应机制提供更多信息。     

γ-氨基丁酸在高等植物逆境反应中的作用

动物中枢神经系统中的一种主要的抑制性神经递质γ－氨基丁酸（GABA）,也广泛存在于植物中。作者简要介绍在逆境条件下植物体内GABA积累的机制及其在植物对逆境响应中的可能作用。     

提取植物体内MDA的溶剂及MDA作为衰老指标的探讨

植物器官衰老时,或在逆境条件下,往往发生膜脂过氧化作用,丙二醛(MDA)是其产物之一,通常利用它作为脂质过氧化指标,表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。但是,由于测定条件和测定方法的     

植物小分子热休克蛋白

在热刺激下,真核和原核细胞都能产生一类小分子热休克蛋白(smallheatshockproteins,sHSPs),植物sHSPs数量、种类众多而且十分重要。目前已经发现植物中至少存在6种细胞内sHSPs。植物在特定的发育阶段或受到逆境条件的刺激产生sHSPs。大量研究表明sHSPs通过分子伴侣机制保护逆境中的细胞,在植物逆境忍耐中起着重要作用。     

蛋白质组学在研究植物响应逆境机理上的应用

逆境条件下植物可以通过改变其基因表达和相关代谢活动来适应,探讨植物基因和蛋白表达谱的变化就成为植物逆境响应机制研究中的重要内容,蛋白质表达谱反映了植物细胞和组织的实际状态,是植物基因表达和最终代谢的关键环节。随着蛋白质分离技术、质谱鉴定技术和植物生物信息学的迅速发展,蛋白质组学在植物响应逆境方面的研究中的应用已经比较成功,加深了人们对植物响应逆境机制的认识,并为人们提供了新的线索和思维。本文主要对蛋白质组学在植物响应非生物逆境(干旱、盐胁迫、低温胁迫、高温胁迫等)和生物逆境(病虫害)的机制研究的应用上进行了综述。     

植物microRNA功能及其在逆境条件下的研究进展

microRNA(miRNA)是一种内源性的小分子RNA,长度约为21到25个核苷酸大小,在动植物生长发育的各个过程中起重要的调控作用。近几年随着高通量测序技术的飞速发展,研究人员在许多物种中鉴定了大量的miRNA,未来miRNA的研究主要集中在功能研究方面,尤其是植物miRNA在逆境条件下的功能方面。就目前miRNA功能的主要研究方法,以及逆境条件下植物miRNA的研究进行了综合阐述。     

植物根系解剖结构对逆境胁迫响应的研究进展

通过对皮层组织、凯氏带、维管柱等根系主要解剖组织结构在逆境条件下发生的一系列适应性变化进行综合论述,揭示植物根系通过调节甚至改变自身结构特征以应对各种逆境,提出今后应从逆境条件变化的角度开展植物根系解剖结构的形态可塑性研究,同时结合形态、解剖及生理代谢指标,建立抗逆性品种筛选指标体系。     

植物逆境胁迫耐受性启动子的研究进展

逆境胁迫如干旱、极端温度、损伤等非生物胁迫和病虫害等生物胁迫严重影响植物的生长发育及产量。逆境胁迫耐受性启动子能够接受逆境条件下的诱导信号,激活植物体内胁迫应答基因的表达,使植物感知并适应逆境。本文对逆境胁迫耐受性启动子的克隆及功能研究情况进行综合分析,主要包括抗旱、耐盐、耐高温、抗冻、耐损伤、抗病和抗虫基因启动子。     

"总RNA提取和鉴定"的实验技巧及方法改进

植物总RNA提取,对实验室和实验器具的要求比较苛刻,如果没有专门的,RNA实验室,本科生实验课程在大实验室里有限的条件下,实验难以成功。有以下方法供参考。     

活性氧介导的植物蛋白质氧化修饰研究进展

蛋白质翻译后修饰是机体蛋白发挥各种功能的重要先行步骤。逆境胁迫下活性氧可对氧化还原敏感的蛋白质进行可逆和不可逆的氧化修饰。可逆氧化修饰对逆境下植物生物功能的正常发挥乃至适应都至关重要,目前对活性氧调节植物蛋白质的可逆氧化修饰研究取得了相应进展。综述了植物蛋白质氧化修饰的方式位点及参与蛋白的调节机理,旨在阐明蛋白质可逆氧化修饰对植物抵御逆境造成的氧化胁迫的重大意义,同时概括对蛋白质可逆氧化修饰研究的有效方法。当前可以通过特定位点的突变实验和蛋白质组学的方法确定有无可逆氧化修饰并测定氧化修饰程度;未来以期通过综合实验控制参与反应的蛋白质来解析其还原及再生机理。     

植物逆境miRNA研究进展

包括生物和非生物在内的多种逆境胁迫是植物正常生长和作物产量提高的重要限制性因素。植物在长期的进化过程中, 通过诱导表达某些抵御或防卫途径的关键基因来实现对胁迫的响应。研究表明, 逆境胁迫不仅会诱导植物蛋白质编码基因的表达, 也会诱导一些非蛋白质编码基因的表达, 这类非蛋白质编码基因的表达产物在植物的生长、发育和应对逆境胁迫等过程中起到重要的调控作用。miRNA(小分子RNA)就是这类非蛋白质编码基因产物中的重要类群, 研究发现, 多种逆境均会诱导miRNA的产生, 其作用是通过引导目的基因mRNA的降解和阻止翻译过程来调控靶基因, 最终通过形态或生理上的变化达到对逆境的适应。文章主要对植物逆境胁迫下miRNA的研究, 特别是逆境胁迫诱导miRNA的产生、靶基因调控以及miRNA在植物适应逆境胁迫过程中的作用进行了综述, 同时, 文章还对在逆境胁迫下植物miRNA的研究方法进行了初步的探讨。     

超声辅助双水相提取大黄中蒽醌类成分

建立了超声辅助结合水溶性小分子醇双水相提取大黄中蒽醌类成分的方法。采用高效液相色谱法测定总蒽醌含量,以蒽醌提取收率为指标,筛选出的最佳双水相体系为正丙醇/Na_2SO_4,加酸于体系同时水解和提取大黄蒽醌,考察了影响提取收率的多种因素并通过响应面优化出最佳提取条件,在提取温度75℃,提取时间30 min,液固比20 mL/g条件下,5种蒽醌成分最高收率达19.59 mg/g。实验结果表明,该方法具有快速、高效及低成本等优点,为植物中有效成分的提取工业化生产提供了新思路。     

植物丙酮酸磷酸双激酶研究进展

丙酮酸磷酸双激酶(pyruvate orthophosphate dikinase,PPDK)作为C4光合途径中一个非常重要的限速酶,其功能已经清楚,但在C3植物中以及逆境条件下的作用尚不明确。在阐述PPDK基本生物学特征的基础上,重点介绍了PPDK在C4植物和C3植物中的功能、活性调控、基因工程以及PPDK对逆境胁迫应答的研究进展,以期为植物抗逆基因挖掘及抗逆种质创制提供参考。     

外源甜菜碱与植物抗逆性

甜菜碱是一种季铵型生物碱,广泛存在于动物、植物和微生物体内.甜菜碱在高等植物体内是一种重要的非毒性渗透调节物质,具有稳定生物大分子的结构和功能以及降低逆境条件下渗透失水对细胞膜、酶及蛋白质结构与功能的伤害,从而提高植物对各种胁迫因子的抗性.该文对外源甜菜碱以不同的作用方式(灌根、浸种、喷施叶片)作用于逆境(如干旱、盐碱等)条件下的作物并提高作物抗逆性能进行了综述,经过全面系统的讨论,阐明外源甜菜碱提高逆境下作物抗逆的机理,为甜菜碱的农业利用提供理论依据.