中国科学院遗传所、微生物所植物生物技术实验室

近年来,国际上植物生物技术发展很快,植物分子生物学已成为分子生物学的新的生长点之一。在这个时期里,发展的主要特点是植物生物技术和植物分子生物学研究并驾齐驱,相辅相承。在此基础上,植物基因工程取得了很多令人鼓舞的成果。当前植物分子生物学最为活跃的领域包括:①基因组的结构基因的定位、表达的调控;②植物和微生物的相互作用;③植物细胞及其分化的分子生物学。我国的植物生物技术是在“七五”期间,通过“七五”攻关和“863”生物高技术计划的布局发展起来的,主要着眼于应用和对国外的跟踪,取得了一些突     

植物抗真菌基因工程研究进展

自从人类开始种植农作物以来,真菌病害就是造成作物损失的主要原因之一。目前控制真菌病害的主要方式不外乎轮作、培育抗真菌品种、施用化学农药等。虽然这些方法在不同时期都发挥了各自的作用,但由此而产生的各种弊病日益显著。随着人们对环境的关注及降低生产成本的愿望的不断增强,激励着育种家们寻求新的育种途径。建立在分子生物学技术基础上的基因工程方法,是培育抗病植物品种的一条全新而有效的途径。近年来由于对植物抗病反应机制及植物病原真菌致病机理的深入研究,该领域的研究者们提出了较多利用基因工程技术控制植物真菌病害的设想。目前。要从以下几种途径获取和利用抗真菌基因：从常规育种已确知但其产物未知的小种一品种特异的抗性基因;参与对真菌有毒性的化合物的合成酶基因;对真菌生长具有直接抑制作用的蛋白质基因、真菌酶抑制物基因、植保素基因等。该文就此方面的策略及进展做一综述。     

高等植物开花时程的基因调控(Ⅱ)

主要探讨如下几个问题:转基因植物中的拟南芥开花时程基因;拟南芥中的甲基化与实验胚胎学研究;高等植物开花时程控制的可能机制.目前本领域已成为植物发育分子生物学的前沿热点研究领域之一.结合有关工作,对这一世界性热门领域进行了系统的评述,希望能为国内同行提供有关参考,赶超世界的植物分子生物学先进水平,对分子水平与生物技术角度改良黄土高原生态环境有指导意义.     

植物病原真菌的菌核研究进展

真菌菌核是相关真菌在特殊环境下由营养体菌丝交织和聚集形成的具有抵御恶劣环境能力的休眠结构,在真菌生活史及病原真菌的病害循环中具有重要的生物学和生态学意义。许多引起严重植物病害的病原真菌能够形成菌核,这类真菌通过菌核度过逆境。菌核在适宜条件下萌发形成子囊盘和孢子或菌丝,造成植物的侵染。本文从形成菌核的真菌种类、生物学特性、黑色素及分子生物学等方面进行综述,旨在为深入研究真菌菌核及其在真菌学、植物病理学及药用真菌学等领域应用提供研究思路和参考依据。     

外生菌根对干旱胁迫的响应

从外生菌根真菌、外生菌根共生体以及外生菌根的间接作用等方面阐述外生菌根如何抵制干旱胁迫,并对未来我国外生菌根的研究提出了建议。干旱可以抑制外生菌根真菌的生长并降低其群落中真菌的多样性,干旱胁迫下外生菌根真菌子实体可以利用深度30cm以下的土壤水,子实体的表面积和体积比可作为筛选抗旱真菌的一个重要因子;在遭受干旱胁迫时,外生菌根共生体可以发生形态变化来应对干旱,同时增加了植株水分的吸收并改善了植物的光合作用、活性氧以及激素等相关代谢;外生菌根对植物生长的促进作用、增加土壤碳汇以及对其他根际微生物生长的促进作用等对宿主植物应对干旱胁迫有利。未来我国外生菌根研究应加强对干旱区优良菌-树组合的筛选工作,同时加大对乡土外生菌根真菌资源的调查力度,未来研究应重点向分子生物学领域推进。     

真菌基因组研究进展

真菌在自然界中分布极为广泛,它们存在于土壤、水、空气和生物体内外.自然界存在真菌超过10万种.真菌在环境有机质降解中发挥了关键作用,参与了从原核生物到植物乃至动物的共栖共存.有些真菌能转化土壤中的有机物质;有的在发酵工业、食品加工业、抗生素生产中已为人类创造了巨大的利益;有些真菌具有严重的破坏作用,如有的引起植物麦锈病的真菌,有的引起动物和人类的皮肤真菌病等,因此合理利用有益真菌,消灭和预防有害真菌具有重要的经济价值,需要进一步研究真菌的免疫预防,化害为利,造福人类.     

组学技术在核盘菌研究中的应用

核盘菌Sclerotinia sclerotiorum是一种典型的死体营养型植物病原真菌,全球分布且寄主范围广泛,严重危害多种植物,对农业生产造成严重损失。核盘菌研究主要集中在真菌生物学及病理学等方面。近年来,随着高通量分析技术的不断改进,多种组学技术为系统生物学研究提供了平台。文中主要综述利用多种组学研究方法在植物病原真菌核盘菌研究中的应用及研究进展,探讨开展植物病原物及病害发展的系统性研究思路,以期为核盘菌的分子生物学及致病机理等研究提供参考,同时也为其他植物病原物及病害系统研究提供理论依据。     

植物内生菌及其防治植物病害的研究进展

综述了植物内生菌及其防治植物病害的研究进展.植物内生菌分布广,种类多,几乎存在于所有目前已研究过的陆生及水生植物中,目前全世界至少已在80个属290多种禾本科植物中发现有内生真菌,在各种农作物及经济作物中发现的内生细菌已超过120种.感染内生菌的植物宿主往往具有生长快速、抗逆境、抗病害、抗动物危害等优势,比未感染内生菌的植株更具生存竞争力.植物内生菌的防病机理主要表现在通过产生抗生素类,水解酶类,植物生长调节剂和生物碱类物质,与病原菌竞争营养物质,增强宿主植物的抵抗力以及诱导植物产生系统抗性等途径抑制病原菌生长.另外,对植物内生真菌和内生细菌的分离、筛选和检测方法;利用植物内生菌控制植物病害的途径如人工接种内生菌,利用内生菌代谢产生的抗生素以及将内生菌作为基因工程的载体菌等进行了综述.同时,对植物内生菌作为生物防治因子未来发展前景及存在的问题进行了讨论.利用植物内生菌作为生物防治因子进行大田防病,需要考虑它的病理学、生态学和形态学等方面的影响.     

AM真菌在植物病虫害生物防治中的作用机制

丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与大约80%的陆生高等植物形成共生体。由土传病原物侵染引起的土传病害被植物病理学界认定为最难防治的病害之一。研究表明,AM真菌能够拮抗由真菌、线虫、细菌等病原体引起的土传性植物病害,诱导宿主植物增强对病虫害的耐/抗病性。当前,利用AM真菌开展病虫害的生物防治已经引起生态学家和植物病理学家的广泛关注。基于此,围绕AM真菌在植物病虫害生物防治中的最新研究进展,从AM真菌改变植物根系形态结构、调节次生代谢产物的合成、改善植物根际微环境、与病原微生物直接竞争入侵位点和营养分配、诱导植株体内抗病防御体系的形成等角度,探究AM真菌在植物病虫害防治中的作用机理,以期为利用AM真菌开展植物病虫害的生物防治提供理论依据,并对本领域未来的发展方向和应用前景进行展望。     

AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理

土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用.丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90％以上的陆生高等植物形成共生体.研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性.当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注.基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望.