植物非共生血红蛋白的研究进展

植物非共生血红蛋白（nsHb）基因在植物界广泛存在。许多生物和非生物胁迫可以诱导nsHb的表达。nsHb在植物的生长发育和逆境胁迫中具有重要功能,其作用机制与NO的代谢密切相关。文章综述了非共生血红蛋白的表达特性、生物学功能及其作用机制等方面的研究进展。     

一氧化氮对植物重金属胁迫抗性的影响研究进展

一氧化氮(NO)作为一种重要的信号分子,在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用。综述了NO在植物体内的产生途径,重金属胁迫下植物体内内源NO含量的变化以及外源NO与内源NO对植物重金属胁迫抗性的影响。大量研究表明外源NO能够增强植物对重金属胁迫的抗性,一方面是通过增强植物细胞的抗氧化系统或直接清除活性氧,另一方面是通过影响植物对重金属的吸收以及重金属在植物细胞内的分布。然而内源NO在调节植物重金属胁迫抗性上的功能角色仍存在争议。有些研究表明内源NO是有益的,能够缓解重金属胁迫诱导的毒性;但是也有证据表明内源NO是有害的,能够通过促进植物对重金属的吸收以及对植物螯合素进行S-亚硝基化弱化其解毒功能,从而参与重金属诱导的毒害反应和细胞凋亡过程。     

植物的血红蛋白

近几年来,植物血红蛋白的研究进展十分迅速,豆科植物中与共生固氮无关的血红蛋白基因和包括禾本科植物在内的许多非豆科植物血红蛋白基因的发现使人们对植物血红蛋白有了新的认识,进而把植物血红蛋白分为共生血红蛋白和非共生血红蛋白两种类型。对这两种血红蛋白的性质、功能、基因结构及表达等方面的研究不仅对共生固氮中植物与微生物的相互关系和固氮工程研究;而且对植物细胞的呼吸代谢和耐涝机理等研究有重要价值。     

一氧化氮在植物体内的来源和功能

一氧化氮(nitric oxide,NO)是生物体内重要的活性分子。NO参与了动物体内血管松弛、神经传递及免疫防御反应等一系列生理功能而被认为是可扩散的多功能第二信使。在植物体内NO也是一种广泛存在的信号分子,参与调节了许多重要的生理过程如生长、发育、抗病防御反应、细胞程序性死亡和抗逆反应。对NO在植物体内的来源、信号转导、调节植物生长发育和对胁迫的响应方面所发挥的作用进行了综述,并讨论了其潜在的一些功能。     

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。     

独脚金内酯调控植物根系发育的分子机制研究的进展

独脚金内酯(strigolactones,SLs)是近年来发现的新型植物激素,参与调控植物生长发育过程,SLs在调控根系形态方面具有重要的作用。该文重点综述了SLs对植物主根、侧根、根毛及不定根的调节,特别是SLs与其他信号分子如生长素、乙烯、NO等的相互作用,以及SLs在氮磷胁迫条件下对根系调控的研究进展,为进一步深入了解SLs对植物生长和发育的调节奠定基础。     

环境胁迫下植物的化感作用及其诱导机制

植物化感作用是生态学研究中一个十分活跃的领域,对植物为什么和在什么条件下释放化感物质这一重要问题有不同的认识。在对环境胁迫下植物化感作用的变化及环境胁迫因子对化感物质听诱导机制等方面进行了评述后,指出植物化感化质的产生和释放是植物在环境胁迫的选择压力下形成的,植物化感作用是植物在进化过程中产生的一种对环境的适应性机制。     

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。     

NO对植物生长发育的调控机制

一氧化氮(NO)是具有生物活性和信号转导作用的易扩散分子,它不仅对植物的许多生命活动如种子萌发、叶片扩展、根系生长、逆境生理以及细胞的程序性死亡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应答。近期研究表明,NO与激素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。本文主要通过对NO的产生及其对生理活动的调节机制和在代谢中的信号转导作用等方面来阐述NO在植物生长发育中的作用。     

透明颤菌血红蛋白基因的研究与应用

总结了近 15年来透明颤菌血红蛋白的研究结果 ,包括它的分布、结构、功能、合成等分子生物学以及在基因工程中的应用。透明颤菌的血红蛋白是 2 0世纪 70年代被发现的 ,由于它具有结合氧的特性 ,可使透明颤菌这一专性好氧的革兰氏阴性菌在贫氧环境中生长。透明颤菌血红蛋白是同型二聚体形式的可溶性血红蛋白分子 ,每分子透明颤菌血红蛋白由两个分子量为 15 775的亚基和两个b型血红素组成。透明颤菌血红蛋白的功能是为透明颤菌强大的呼吸膜增加氧的流量。完整的有功能的血红蛋白由血红蛋白亚基和血红素组成 ,血红蛋白亚基由基因vgb编码 ,血红素由生化代谢合成。透明颤菌血红蛋白基因在野生透明颤菌中是以单拷贝的方式随染色体一起复制表达的。透明颤菌血红蛋白基因已经被克隆和测序。同时也讨论了将透明颤菌血红蛋白基因整合到异源宿主菌中增加重组蛋白产量和发酵产量方面的研究。最后 ,概述了当透明颤菌血红蛋白在植物中表达时 ,转基因植物表现出生长增加以及代谢物产量发生变化的情况。     

透明颤菌血红蛋白的研究与发展前景

在缺氧条件下,透明颤菌血红蛋白(VHb)通过促进氧输送增强呼吸和能量代谢,并在各种宿主中表达,显示出改善增长,蛋白质分泌,代谢产物的生产力和提高宿主抗逆性等的生理效应,从而使蛋白质在代谢工程尤其在优化植物代谢中应用前景广阔.概括了VHb在生物技术工业的诸多研究领域中的应用潜力,探讨VHb功能的细胞机制,并显示出各领域所采取的各种方法.     

一氧化氮与植物耐盐性

盐胁迫是制约植物生长发育的主要环境因子之一,信号分子一氧化氮（NO）参与调节植物的耐盐性,本文介绍近年来NO合成及其与植物耐盐性关系的研究进展,并讨论了NO可能的作用机制。     

植物响应水分胁迫的主要功能蛋白

植物对水分胁迫的响应蛋白根据其在抗逆机制中的作用不同分为调节蛋白和功能蛋白,本文就植物抵抗和适应水分胁迫的活性氧清除机制、渗透调节机制及膜修饰机制相关的主要功能蛋白作一综述。     

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。     

中介体复合物在植物非生物胁迫应答中的功能

中介体复合物作为真核生物转录机器中的重要共激活子，起着连接RNA聚合酶II和不同转录因子从而调节基因转录的作用。当植物遭遇各种非生物胁迫时，中介体复合物通过整合胁迫信号并激活或抑制靶基因的表达，进而帮助植物适应环境胁迫。本文总结了植物中介体复合物的发现，及其在干旱、盐、极端温度下的功能及调节机制，并探讨了中介体复合体的未来研究方向，有助于理解中介体复合物在非生物胁迫应答中的重要功能。     

透明颤菌血红蛋白的研究进展

血红蛋白广泛存在于动植物、微生物中,是一种氧结合蛋白。透明颤菌血红蛋白是20世纪70年代后期发现的一种血红蛋白,该蛋白质能使细菌在低氧的情况下生存,并保持较高的生长速率。随着作用机理研究深入,透明颤菌血红蛋白在发酵工业和植物转基因等生物工程领域有着广泛的应用。     

α血红蛋白稳定蛋白的功能

α血红蛋白稳定蛋白(α-hemoglobin-stabilizingprotein,AHSP)是α血红蛋白分子伴侣,它能与α血红蛋白结合,维持α血红蛋白的稳定性,保持α血红蛋白可溶性,减弱α珠蛋白沉积对细胞膜的破坏作用。AHSP的结构、功能和作用机制的研究,对β地中海贫血的治疗具有重要的价值。     

质膜H+-ATPase与环境胁迫

植物根系质膜H -ATPase在调节细胞内pH值,促进养分吸收、同化物运输等方面具有重要作用。对质膜H -ATPase的结构、功能和分子机制进行综述,并讨论了质膜H -ATPase在信号传递过程及植物适应环境胁迫中的作用,最后就植物质膜H -ATPase的研究及应用提出几点看法。     

植物水通道蛋白的干旱应答机制研究进展

干旱胁迫是严重影响全球作物生产的非生物胁迫之一,研究植物耐旱机制已成为一个重要领域。水通道蛋白是一类特异、高效转运水及其它小分子底物的膜通道蛋白,在植物中具有丰富的亚型,参与调节植物的水分吸收和运输。近10年来,水通道蛋白在植物不同生理过程中的作用,一直受到研究人员的关注,特别是在非生物胁迫方面,而研究表明水通道蛋白在干旱胁迫下对植物的耐旱性起着至关重要的作用,能维持细胞水分稳态和调控环境胁迫快速响应。水通道蛋白在植物耐旱过程中的调控机制及功能较复杂,而关于其应答机制和不同亚型功能性研究的报道甚少。该文综述了植物水通道蛋白的分类、结构、表达调控和活性调节,分别从植物水通道蛋白响应干旱表达调控机制、水通道蛋白基因表达的时空特异性、水通道蛋白基因的表达与蛋白丰度,水通道蛋白基因的耐旱转化四个方面阐明干旱胁迫下植物水通道蛋白的表达,重点阐述其参与植物干旱胁迫应答的作用机制,并提出水通道蛋白研究的主要方向。     

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.