组蛋白修饰调控植物对胁迫的记忆与警备抗性的研究进展

植物扎根土壤,面对不利的环境胁迫无法逃避。然而,植物已经进化出对环境胁迫的记忆(stress memory)与警备抗性(或防御警备defense priming)等机制适应环境。环境胁迫在短时间内无法改变植物的DNA碱基序列,因此表观遗传被认为是植物对环境胁迫产生记忆和产生防御警备的主要机制,而组蛋白修饰被认为是最重要的机制,为胁迫记忆提供了可能。本文综述了非生物和生物胁迫下植物分别以胁迫记忆和防御警备机制为主导的组蛋白修饰参与抵御不良环境的最新进展,并提出该研究领域存在的问题和今后研究的重点与方向。深入探究组蛋白修饰与植物适应环境胁迫的关系,可为提高植物抗性、植物表型塑造、器官再生和作物改良等方面提供理论和技术指导。     

NAC转录因子在植物抗病和抗非生物胁迫反应中的作用

NAC转录因子是植物特有的一类转录因子,其共同特点是在N端含有一段高度保守、由约150个氨基酸组成的NAC结构域,而C端为高度变异的转录调控区。研究表明,NAC转录因子不仅参与植物生长发育的调控,而且在植物抗逆反应中具有重要的调控作用。文章着重介绍NAC转录因子在植物抗逆反应中的作用及其调控机制,并简要讨论NAC转录因子生物学功能的研究方向。     

植物小RNAs及其抗胁迫机制研究进展

植物非编码小RNA(sRNAs)主要分为三类:微小RNA(m iRNAs)、小干扰RNA(siRNAs)和长小片段干扰RNA(lsiRNAs)。三者的生物合成和作用机制有所不同,但他们主要都通过介导靶mRNAs的剪切或抑制其翻译来调控基因的表达。这篇文章主要介绍小RNA研究的最新进展,并重点阐述其在非生物和生物胁迫中发挥的作用,如应对矿质元素缺乏、氧化胁迫、ABA胁迫以及病原菌入侵等生理过程。     

多胺与环境胁迫关系研究进展

多胺是植物对胁迫响应的重要物质,可以抵消胁迫引起的负效应.多胺预处理可缓解胁迫引起的伤害,通过转基因技术过量表达多胺可提高植物胁迫耐性.本文综述了生物胁迫和非生物胁迫条件下,多胺的合成、代谢、功能及其作为抗氧化剂减少胁迫诱导氧化损伤的研究现状.重点综述了病虫胁迫、盐胁迫、重金属胁迫、渗透胁迫,也简要的综述了其它胁迫如低氧胁迫、冷胁迫、酸胁迫、辐射胁迫等条件下植物体内多胺合成的变化及功能.     

Abiotic stress-associated microRNAs in plants: discovery, expression analysis, and evolution

Abiotic stresses such as drought, cold, and high salinity are among the most adverse factors that affect plant growth and yield in the field. MicroRNAs are small RNA molecules that regulate gene expression in a sequence-specific manner and play an important role in plant stress response. Identifying abiotic stress-associated microRNAs and understanding their function will help develop new strategies for improvement of plant stress tolerance. Here we highlight recent advances in our understanding of abiotic stress-associated miRNAs in various plants, with focus on their discovery, expression analysis, and evolution.     

L-阿拉伯糖对尿酸的调节作用

转录因子是一类在生物生命活动过程中起到调控作用的重要因子,参与了各种信号转导和调控过程,可以直接或间接结合在顺式作用元件上,实现调控目标基因转录效率的抑制或增强,从而使植物在应对逆境胁迫下做出反应。 WRKY转录因子在大多数植物体内都有分布,是一类进化非常保守的转录因子家族,参与植物生长发育以及响应逆境胁迫的生理过程。众多研究表明,WRKY转录因子在植物中能够应答各种生物胁迫,如细菌、病毒和真菌等;多种非生物胁迫,包括高温、冷害、高光和高盐等;以及在各种植物激素,包括茉莉酸( JA)、水杨酸( SA)、脱落酸( ABA)和赤霉素( GA)等,在其信号传递途径中都起着重要作用。 WRKY转录因子家族蛋白至少含有一段60个氨基酸左右的高度保守序列,被称为WRKY结构域,其中WRKYGQK多肽序列是最为保守的,因此而得名。该转录因子的WRKY结构域能与目标基因启动子中的顺式作用元件W￣box( TTGAC序列)特异结合,从而调节目标基因的表达,其调控基因表达主要受病原菌、虫咬、机械损伤、外界胁迫压力和信号分子的诱导。该文介绍了植物WRKY转录因子在植物应对冷害、干旱、高盐等非生物胁迫与病菌、虫害等生物胁迫反应中的重要调控功能,并总结了WRKY转录因子在调控这些逆境胁迫反应过程中的主要生理机制。     

ERF转录因子在植物对生物和非生物胁迫反应中的作用

ERF（ethylene responsive factor）转录因子是植物AP2/ERF转录因子超家族的一个亚家族,其特征是蛋白序列中含有一个高度保守的58或59个氨基酸组成的ERF结构域,广泛参与植物生长发育及各种逆境胁迫反应的调控。文章简要介绍ERF转录因子在植物抗生物和非生物胁迫反应中的作用及其可能机制,并讨论了今后的研究重点。     

茉莉酸在植物抗逆性中的研究进展

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种植物内源合成的脂类激素，在植物响应胁迫的调控中发挥着重要作用。本文概括了JA的生物合成与代谢途径及其调控机制；总结了JA信号的传导通路；系统归纳了JA在植物响应生物和非生物胁迫应答中的作用机制和调控网络，重点关注了最新的研究进展。此外，本文梳理了JA与其他植物激素在植物抗逆性调节过程中的信号交流。最后讨论了JA信号通路介导的植物抗逆性研究中亟待解决的问题，并展望了新的分子生物学技术在调控JA信号通路增强作物抗性中的应用前景，以期为植物的抗逆性研究和改良提供参考。     

植物根边缘细胞的抗逆性研究进展

综述了近几年来国内外有关植物根边缘细胞抗逆性方面的研究,重点概述植物根边缘细胞对生物与非生物胁迫的响应及其相应的抗性机理。在生物胁迫下,边缘细胞能吸引和固定病原根结线虫,排斥或约束致病性细菌,可作为真菌感染的假目标,减少或避免各种病原菌对根尖的伤害。在非生物胁迫下,边缘细胞通过分泌粘液、诱导ROS产生刺激细胞死亡以抵抗铝毒,并通过其数量的改变来调节高温、高浓度CO2等多种生理反应。最后在当前植物根边缘细胞研究的基础上,提出了今后的研究方向。