植物重力生物学的Cholodny—Went假说研究进展

本文着重介绍生长素在植物向重性生长反应中作用的研究进展、存在问题和研究方向。     

我国空间生物学效应研究的历史回顾

介绍了我国空间生物学效应的研究进展,包括植物向重性机理研究,空间环境对动物、植物和微生物的细胞结构和生长、发育、代谢等的影响,以及受控生态生命保障系统的研究。     

重力钝感的水稻突变体在重力和微重力条件下淀粉体的观察分析

植物向重性的研究一直受到关注,主要的研究集中在双子叶模式生物拟南芥中,而对单子叶植物的研究却很少。植物对重力感受的方式存在多种解释,但目前大量证据表明淀粉体—平衡石理论较为合理,它认为淀粉体作为平衡石在植物向重性反应中发挥了重要的作用。经过100多年的研究,现已从生理学与遗传学的角度证实了含有淀粉体的根冠中柱细胞和茎的内皮层细胞是植物重力感受的部位,淀粉体作为重力感受器被越来越多的实验证据证明。地球上重力无处不在,要研究微重力对植物体极性生长的影响只能借助于能模拟失重环境的回转器。近年来,人们对植物向重性机制的了解主要来自缺失或缺少     

重力钝感的水稻突变体在重力和微重力条件下淀粉体的观察分析（简报）

植物向重性的研究一直受到关注,主要的研究集中在双子叶模式生物拟南芥中,而对单子叶植物的研究却很少。植物对重力感受的方式存在多种解释,但目前大量证据表明淀粉体一平衡石理论较为合理,它认为淀粉体作为平衡石在植物向重性反应中发挥了重要的作用。经过100多年的研究,现已从生理学与     

植物向重性地基研究

植物向重性的机理研究与植物在微重力环境下的生长发育有关。本文在地基1×g重力场上进行了幼苗重力反应实验,结果表明：重力引起水平放置的幼苗过氧化物酶在根尖组织上、下侧的差异分布;在重力场上水平放置的幼苗其根尖向高钙(Ca2+)—侧弯曲生长;当给倒置幼苗的顶端照光时其负向地性消失。     

RACE法克隆甜菜NR基因及生物信息学分析

硝酸还原酶是氮素代谢的关键酶和限速酶,研究硝酸还原酶的功能对提高甜菜的产量具有重要作用。运用RACE法克隆出甜菜的硝酸还原酶基因,并利用生物信息学对甜菜NR进行主要结构分析和功能预测,并使其在拟南芥中表达,观察根对向重性应答过程中的弯曲情况。结果表〖JP2〗明,利用RACE法克隆得到甜菜NR cDNA全长为2 760 bp;甜菜NR为易溶、亲水性强的蛋白;二级结构预测结果显示,甜菜NR为混合型蛋白;甜菜NR含有钼辅因子、细胞色素b5、FAD及NADH结合域,具有跨膜区域,但不含有信号肽;利用拟南芥突变体观察到野生型比突变体的弯曲较快,暗示甜菜的NR基因可能通过调节NO积〖JP〗累参与植物向重性应答。     

植物向重性地基研究

植物向重性的机理研究与植物在微重力环境下的生长发育有关。本文在地基１ ×ｇ 重力场上进行了幼苗重力反应实验,结果表明：重力引起水平放置的幼苗过氧化物酶在根尖组织上、下侧的差异分布;在重力场上水平放置的幼苗其根尖向高钙（Ｃａ２＋） 一侧弯曲生长;当给倒置幼苗的顶端照光时其负向地性消失。     

参与植物膜泡运输的蛋白质家族及功能研究进展

真核细胞的内吞和分泌途径中蛋白质和脂类的运输主要由膜泡运输介导。参与膜泡运输的蛋白质家族包括SNARE蛋白家族、RAB蛋白家族、被膜蛋白复合体、Sec1蛋白家族、Arf蛋白家族。这些蛋白质家族在进化中高度保守,并且在植物中已经鉴定了许多哺乳动物和酵母蛋白的同源物。近年来一些研究发现这些蛋白质不仅仅调节植物细胞的膜泡运输,还影响植物的许多生理活动和功能,例如向重性生长、胞质分裂、激素极性运输、气孔运动以及抗病性等。现主要阐述迄今在植物中研究这五类蛋白质家族功能的最新进展。     

植物向光性反应的研究进展

本文对近年来有关植物向光性反应的研究结果作一综述:1)向光素和隐花色素是植物向光反应中的主要光受体,光敏色素在植物向光性反应中也起一定的作用;2)对植物的光辐照度-弯曲度曲线的分析,可知植物的正向光性运动有两种反应,即第一次正向光性弯曲和第二次正向光性弯曲;3)拟南芥(Arabidopsisthaliana)和水稻(Oryza sativa)等植物的根系具有负向光性的特性,根的负向光性倾斜生长角度为负向光性生长和向重性生长相互作用的矢量和;4)生长素的胞间运输依赖于生长素载体,生长素载体的不对称分布和动态运动是生长素极性运输和向性运动的分子基础.     

植物向光性反应的研究进展

本文对近年来有关植物向光性反应的研究结果作一综述：1) 向光素和隐花色素是植物向光反应中的主要光受体,光敏色素在植物向光性反应中也起一定的作用; 2) 对植物的光辐照度-弯曲度曲线的分析,可知植物的正向光性运动有两种反应,即第一次正向光性弯曲和第二次正向光性弯曲; 3) 拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)等植物的根系具有负向光性的特性,根的负向光性倾斜生长角度为负向光性生长和向重性生长相互作用的矢量和; 4) 生长素的胞间运输依赖于生长素载体,生长素载体的不对称分布和动态运动是生长素极性运输和向性运动的分子基础。     

生长素介导OsRGP1和OsSuS参与水稻地上部基部向重陛弯曲生长

在水稻幼苗被放平后,地上部重力响应部位(地上部基部)的上半部生长比下半部生长慢,从而导致地上部基部发生向上弯曲,发生不对称生长的向重性反应.通过抑制差减杂交(SSH)实验发现,水稻地上部基部向重性弯曲生长过程中,反复糖基化多肽OsRGPl和蔗糖合成酶OsSuS在基部上下部有不对称表达.我们还采用Reahime PCR开展进一步研究.实验结果显示OsRGP1和OsSuS的表达受到IAA的调控.通过生物信息学分析也发现OsRGP1和OsSuS的启动子上存在着生长素的调控元件,生长素极性运输抑制剂TIBA处理能够消除OsRGP1和OsSuS在向重性过程中的不对称表达,这进一步说明向重性过程中不对称分布的生长素介导了OsRGP1和OsSuS基因的不对称表达.另外,向重性反应过程中,检测到基部下半部的己糖浓度增加.因此,OsRGP1的不对称表达可能有助于下半部细胞壁多糖的积累,进而促进了下半部细胞壁的扩张.OsSuS不对称表达也有可能会引起己糖在上下半部的不对称分布.己糖和细胞壁多糖在下半部的积累可能在下部细胞扩张从而导致向重性弯曲生长中起一定的作用.     

生长素介导OsRGP1和0sSuS参与水稻地上部基部向重性弯曲生长

在水稻幼苗被放平后,地上部重力响应部位（地上部基部）的上半部生长比下半部生长慢,从而导致地上部基部发生向上弯曲．发生不对称生长的向重性反应。通过抑制差减杂交（SSH）实验发现．水稻地上部基部向重性弯曲生长过程中,反复糖基化多肽OsRGP1和蔗糖合成酶OsSuS在基部上下部有不对称表达。我们还采用Realtime PCR开展进一步研究。实验结果显示OsRGP1和0sSMS的表达受到IAA的调控。通过生物信息学分析也发现OsRGPl和OsSuS的启动子上存在着生长素的调控元件．生长素极性运输抑制剂TIBA处理能够消除OsRGP1和OsSuS在向重性过程中的不对称表达．这进一步说明向重性过程中不对称分布的生长素介导了OsRGP1和OsSuS基因的不对称表达。另外．向重性反应过程中,检测到基部下半部的己糖浓度增加。因此,OsRGP1的不对称表达可能有助于下半部细胞壁多糖的积累,进而促进了下半部细胞壁的扩张。OsSuS不对称表达也有可能会引起己糖在上下半部的不对称分布。己糖和细胞壁多糖在下半部的积累可能在下部细胞扩张从而导致向重性弯曲生长中起一定的作用。     

露水对植物的作用效应研究进展

概述了国内外露水对植物作用效应争议的两个方面,一是露水有利于促进植物生长,二是露水对植物生长具有负效应。前者主要包括干旱胁迫下植物生长重要的水资源、调节植物体内水分、改善土壤水分平衡、调节森林植物生长环境、有利于农作物管理及其病虫害防治等生态效益;后者包括导致植物发病、降低植物产量和质量等。文章还指出了露水对植物作用效应研究存在的问题,并提出了今后研究的方向：（1）露水对植物作用效应的机理研究;（2）干扰条件下露水对植物作用效应研究包括酸露对植物作用效应研究和城市热岛条件下露水对植物作用效应研究;（3）露水对植物多样性的影响研究;（4）露水在生物防治中的应用研究。     

土壤有机污染植物修复的机理与影响因素

在综述大量国内外文献的基础上,分析了土壤有机污染植物修复的机理,重点介绍了国内外在植物吸收转运、植物根际降解和植物修复模型的研究进展。同时,从污染物的物理化学性质、植物种类、土壤性质、共存有机物和气象条件5个方面分析了影响土壤有机污染植物修复的主要因素,并展望了该领域的研究方向：深化植物修复机理,完善植物修复模型。加强植物-微生物协同修复的机理研究和技术应用,利用表面活性剂提高植物修复效率,加强复合有机污染植物修复研究。     

植物中多氯联苯的来源、分布及代谢研究进展

研究植物中多氯联苯（PCBs）的来源、分布和代谢特点,可以更好地发挥植物在PCBs环境监测中的被动采样平台作用,丰富植物修复PCBs污染的基础理论。对植物中PCBs的来源途径方面的已有研究进行了总结,阐述了植物吸收PCBs的机制及影响因素,论述了植物不同部位中PCBs的分配特点,概括了PCBs的代谢机理和应用的研究现状,最后指出了目前存在的问题和未来的研究方向。     

植物来源抗虫基因的研究进展

植物抗虫基因工程为农林业生产中的害虫防治提供了新的途径,随着研究的不断深入,已经获得了很多抗虫基因。本文综述了目前源于植物的抗虫基因的种类,归纳了研究较多的抗虫基因的作用机制及其在转基因植物中的应用,提出了植物抗虫基因在虫害防治中面临的问题及相应的解决策略,展望了植物抗虫基因工程研究发展的方向和前景。     

植物内生细菌对植物健康的作用

植物内生菌是一个多样性十分丰富的微生物类群,存在于没有外在感染症状的健康植物组织内,并与宿主植物协同进化.随着研究领域的不断拓宽和研究方法的不断更新,植物内生菌与植物健康的关系以及应用逐渐成为研究热点.本文主要综述了内生细菌的多样性、进入植物组织内的机制以及内生细菌的主要功能及应用,提出了现阶段内生菌研究存在的问题,并展望了内生菌研究的前景.     

植物几丁质酶的基因工程与分子生物学研究进展

植物几丁质酶具有广泛的生理活性,尤其在植物的抗病性方面具有重要作用,因而植物几丁喷酶基因工程或为目前抗真菌基因工程研究的热点。本介绍了植物几丁质酶基因结构的研究进展,综述了植物几丁质酶基因工程和微生物产几丁质酶转入植物的基因工程研究成果,概述了植物几丁质酶分子比较和分子进化研究,并展望了植物几丁质酶基因工程的应用前景。     

全球变化下植物物候研究的关键问题

总结了全球变化下植物物候研究的主要进展,针对该领域国内外的几个热点问题进行了讨论。植物物候研究的重心从以前的野外观测和初步统计分析逐步过渡到以揭示物候周期的调控机制和环境效应为主,研究手段从植物物候对环境变化做出反应的表象描述转移到多尺度、多要素耦合关系的综合分析。随着学科交叉研究的不断深入,植物物候研究从植物个体及居群适应性研究转向植物物候变化对生态系统、气候演变、农业生产乃至人类健康等方面影响的系统评估。并且在该转变过程中出现了几个关键性问题,如不同温度带大气温度与光周期对植物物候期贡献力问题、植物物候变化对气候变暖的非线性响应特征、群落水平上植物物候研究的复杂性、以及农业生态系统中作物物候研究的重要性等。对我国植物物候研究现状和管理体系中亟待解决的问题提出了建议。     

食虫植物研究的现状和趋势

综述了食虫植物的研究概况 ,包括研究历史、食虫植物的捕虫与消化机制 ,食虫的效果以及食虫植物与环境的生态关系 ,旨在促进我国关于食虫植物的研究