WOX家族基因调控植物生长发育和非生物胁迫响应的研究进展

WOX(WUSCHEL-related homeobox)家族是植物特有的一类转录因子家族,其含有由65-66个氨基酸残基组成的同源异型结构域（Homeodomain,HD）。植物WOX家族成员通过在转录水平上调控靶基因表达,从而参与植物的生长发育和对非生物胁迫的响应等重要生物过程。综述了植物WOX家族成员的分类、结构特征,重点介绍了其在植物生长发育（根、茎、叶、花、果实、种子、胚胎）的调控及植物响应非生物（干旱、盐、冷）胁迫方面的功能研究进展,并对研究WOX转录因子的意义及有待解决的问题进行了展望,旨在为进一步研究WOX家族基因的功能提供参考。     

红光和远红光在调控植物生长发育及应答非生物胁迫中的作用

光作为重要的环境因子之一,不仅为植物光合作用提供能量,而且作为信号影响植物对外界环境的响应。该文综述了红光和远红光对植物生长发育和非生物胁迫响应的调控作用,重点阐述了光敏色素及下游光信号转录因子整合激素等内源信号调控植物种子萌发、下胚轴伸长、芽发育及开花的分子机制,以及红光和远红光在植物响应盐、干旱及温度胁迫中的作用机制。在挖掘植物感知和响应光环境机理的基础上,利用LED光谱技术对作物进行精确补光,有望提高作物产量、品质和抗逆性,同时推进实现“双碳”目标,减少能源消耗和环境污染。     

表观遗传调控植物响应非生物胁迫的研究进展

植物的生长发育容易受到外界环境变化的影响。非生物胁迫发生时, 表观遗传机制对胁迫应答基因的表达调控发挥了十分重要的作用。近年来, 调控植物非生物胁迫应答的表观遗传机制研究取得了一系列重要进展, 为进一步深入解析植物响应非生物胁迫的分子机制奠定了基础。该文对DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等主要表观遗传调控方式在植物响应非生物胁迫中的作用进行了简要综述。     

microRNA在植物逆境胁迫应答中的作用

逆境胁迫严重影响着全世界范围内的作物产量。为减少逆境胁迫损伤,植物在长期的进化过程中形成了多级别（转录、转录后和翻译、翻译后）的基因表达调控应答机制。最近研究发现,内源microRNA（miRNA）在植物逆境胁迫应答中具有重要的调节作用。在逆境胁迫发生时,一些miRNA会表达上调,而另一些miRNA会表达下调;miRNA正是通过下调胁迫应答过程的负调节子靶基因和上调胁迫应答过程中的正调节子靶基因,来执行生理调控功能。通过综述miRNA在植物逆境应答中的作用,以期全面的了解逆境胁迫调控网络。     

NO在植物生长发育和环境胁迫响应中的作用

一氧化氮(NO)是具有生物活性和信号转导作用的气体活性分子,它不仅对植物的许多生命活动如种子萌发、生长和衰老等具有直接的生理调节功能,而且作为防御反应中的关键信使,参与了植物对外界环境胁迫的响应,如干旱胁迫、热胁迫、盐胁迫、UV-B辐射、臭氧胁迫、重金属胁迫、机械损伤以及植物抗病反应。NO与各种激素如乙烯、脱落酸、水杨酸、生长素和细胞分裂素等,在调节植物的生理活动与信号转导方面有明显的协同作用,通过激素起作用可能是植物内源NO作用的机理之一。探明在正常生长状况下植物内源NO对植物生长发育的调控机制及其参与信号转导的生理机制是目前研究的重点。     

禾本科植物响应非生物胁迫的转录调控网络

分子和遗传研究表明,转录因子在响应非生物胁迫的基因表达调控中起着重要的作用,并且大部分转录因子在禾本科植物和拟南芥中是相同的.禾本科植物包括许多重要的农作物,对禾本科植物的转录因子进行研究,可增强重要农作物对非生物胁迫的耐受性.综述了禾本科植物响应非生物胁迫的转录调控网络,包括响应寒冷胁迫的DREB1/CBF调节子、响应脱水和高盐胁迫的DREB2调节子,ABA介导反应的ABRE及其伴侣元件、响应ABA的AREB/ABF调节子,响应脱水、高盐和寒冷胁迫的NAC调节子.     

BRs在植物响应非生物胁迫中的作用

油菜素甾体(brassinosteroids,BRs)是植物界普遍存在的一类多羟基化的植物甾体激素,不仅调节植物的生长发育过程,还参与植物对生物和非生物胁迫的响应.概述了BRs的生物合成途径以及信号转导途径,重点阐述了BRs参与非生物胁迫应答的分子机制,展望了BRs未来的研究方向,为深入理解BRs介导的非生物胁迫调控网...     

油菜素内酯调控作物农艺性状和非生物胁迫响应的研究进展

植物对不利环境的适应依赖于将外部胁迫信号传递到内部信号通路中,在进化过程中形成一系列的胁迫响应机制。其中,油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)是一种类固醇激素,广泛参与植物生长发育和逆境响应过程。BRs被包括受体BRI1和共受体BAK1在内的细胞表面受体感知,继而触发信号级联,导致蛋白激酶BIN2的抑制和转录因子BES1/BZR1的激活,BES1/BZR1可直接调控数千个下游响应基因的表达。在模式植物拟南芥中的研究表明,BR的生物合成和信号转导通路成员,特别是BIN2和其下游的转录因子BES1/BZR1,可以被各种环境因子广泛地调节。本文系统总结了BR相关的最新研究进展,对BR的生物合成和信号转导是如何被复杂的环境因子所调节,以及BR与环境因子如何协同调控作物重要农艺性状、冷胁迫和盐胁迫的响应进行了综述。     

植物microRNAs在植物发育和非生物胁迫响应中的作用

microRNAs(miRNAs)是一类内源的长度约为22个核苷酸的非编码小分子RNA,其通过对靶基因mRNA进行切割或翻译抑制调节mRNA的表达,在植物中起到重要的作用.主要介绍了植物miRNAs的特征、合成和作用机制,综述了miRNAs在植物生长发育和非生物胁迫响应中的作用.     

一氧化氮在植物生长发育和抗逆过程中的作用研究进展

NO不仅在植物的抗病过程中发挥重要作用,同时也参与植物生长、发育和对干旱、高盐、高温、低温等非生物胁迫的响应等过程。该文对近年来国内外有关NO在植物生长、发育、非生物胁迫抗性过程中的作用及其与植物激素之间的互作关系等方面的研究进展进行综述,为相关研究提供信息和资料。     

玉米分子伴侣基因ZmBiP1的表达模式和功能研究

以抗旱玉米自交系旱21为材料,克隆获得玉米分子伴侣基因Zm Bi P1,通过荧光定量PCR技术研究Zm Bi P1基因的表达模式,并将Zm Bi P1基因转入拟南芥中研究其功能。荧光定量PCR结果表明,Zm Bi P1基因在玉米自交系旱21的不同组织器官中均有表达,且在子房中表达量最高。Zm Bi P1基因受甘露醇胁迫诱导上调表达,受盐胁迫诱导下调表达。转基因拟南芥功能验证结果表明,过表达Zm Bi P1基因导致拟南芥在种子萌发时期对盐和甘露醇胁迫的耐受能力减弱。这些结果表明Zm Bi P1基因可能是逆境反应信号传递途径的负调节因子。     

MicroRNA在植物营养胁迫中的作用

microRNA是具有重要功能的一类非编码小RNA,不仅在植物生长发育过程中具有重要的调控作用,而且在植物营养胁迫中发挥作用。本文综述了microRNA在3种大量元素——氮、磷、硫胁迫中的作用。     

植物逆境胁迫相关miRNA研究进展

MicroRNAs(mi RNAs)是一类内源性小分子的非编码RNA,它通过对其靶基因mRNA的降解或抑制翻译来调控基因表达,进而参与调控植物相关生理活动。在逆境胁迫下,植物中的一些miRNA通过迅速表达并作用于某些与逆境相关的基因,以启动植物的某些抗逆信号系统,进而提高植物对不良环境的适应能力。就miRNA的产生、作用方式、研究方法及其在植物在逆境胁迫中的抗逆作用机制研究进行了综述,并对植物miRNA的研究发展趋势进行了展望。     

WRKY转录因子与植物逆境响应

WRKY转录因子是高等植物特有的一类转录调控因子,也是植物生命活动中不可或缺的调控枢纽。研究发现,WRKY转录因子参与植物生长发育过程及多种生物与非生物逆境响应。本文分析了WRKY转录因子的分类及结构,对其多种作用机制包括上游调控、下游调控、蛋白质相互作用等进行了归类,总结了近年来在各类植物上发现的WRKY转录因子调控植物生长发育和参与植物响应生物及非生物逆境的多重功能。并针对目前WRKY转录因子的研究所存在的问题,提出部分意见,为进一步挖掘WRKY家族的功能机制奠定了基础。     

Comprehensive Expression Analysis of Rice Armadillo Gene Family During Abiotic Stress and Development

Genes in the Armadillo (ARM)-repeat superfamily encode proteins with a range of developmental and physiological processes in unicellular and multicellular eukaryotes. These 42 amino acid, long tandem repeat-containing proteins have been abundantly recognized in many plant species. Previous studies have confirmed that Armadillo proteins constitute a multigene family in Arabidopsis. In this study, we performed a computational analysis in the rice genome (Oryza sativa L. subsp. japonica), and identified 158 genes of Armadillo superfamily. Phylogenetic study classified them into several arbitrary groups based on a varying number of non-conserved ARM repeats and accessory domain(s) associated with them. An in-depth analysis of gene expression through microarray and Q-PCR revealed a number of ARM proteins expressing differentially in abiotic stresses and developmental conditions, suggesting a potential roles of this superfamily in development and stress signalling. Comparative phylogenetic analysis between Arabidopsis and rice Armadillo genes revealed a high degree of evolutionary conservation between the orthologues in two plant species. The non-synonymous and synonymous substitutions per site ratios (Ka/Ks) of duplicated gene pairs indicate a purifying selection. This genome-wide identification and expression analysis provides a basis for further functional analysis of Armadillo genes under abiotic stress and reproductive developmental condition in the plant lineage.