植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸（abscisic acid,ABA）是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素（如生长素、乙烯等）互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素（如GA等）互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

土壤干旱胁迫对作物影响的模拟研究进展

用于模拟土壤干旱胁迫对作物影响的模型分为两类,一是水分管理模型,此类模型并不模拟作物的生长发育,但可以用于灌溉管理;二是作物生长模拟模型,这类模型模拟作物生长的主要过程(如叶片生长、生物量的积累与分配等),通常以实际蒸腾与潜在蒸腾的比值估算土壤干旱胁迫对作物光合的影响,近年来发展的耦合模型将植物的碳同化、蒸腾、能量平衡以及气孔行为相耦合,使得土壤干旱胁迫对作物影响的模拟更具机理性。本文从不同模型模拟土壤干旱对作物影响的原理入手,阐述了水分管理模型(FAO水分生产函数模型)、作物生长模型(Aqua Crop模型、CERES-Maize模型、WOFOST模型、EPICphase模型、耦合模型)等具有代表性模型是如何模拟土壤干旱胁迫对作物生长发育和(或)产量影响的,提出了作物模型模拟土壤干旱胁迫影响时应着力解决的问题:完善干旱对作物物候的影响模拟;考虑花期不遇对作物产量影响的模拟;考虑后续持续影响的模拟机制;发展更加基于物理和生理过程的模型。提出:作物模型的发展还需要多领域如模型程序员、田间试验、植物生理学家的相互协同与发展,田间试验研究是作物模型发展不可或缺的数据来源与坚实基础。     

植物激素调控丛枝菌根发育的作用机制研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）是土壤中AM真菌和绝大多数维管植物根系长期进化过程中相互识别、相互作用形成的互利共生体。AM的发育与功能效应依赖AM真菌-寄主植物之间精准的“分子对话”,同时受到环境条件特别是土壤养分水平、干旱和盐渍化的制约。植物激素作为低浓度的小分子有机物,是参与调控AM共生过程的重要信号分子。其中,主要有9种植物激素参与AM发育过程且分工各有不同：独脚金内酯（strigolactones,SLs）参与AM真菌-寄主植物之间最初的共生识别,脱落酸（abscisic acid,ABA）和油菜素内酯（brassinosteroid,BR）促进前期的菌丝入侵,但水杨酸（salicylic acid,SA）和乙烯（ethylene,ET）抑制前期的菌丝入侵,生长素（auxin,Aux）、ABA和BR促进随后的丛枝形成而ET和赤霉素（gibberellin,GA）的作用则相反,茉莉酸（jasmonic acid,JA）对菌丝入侵与丛枝形成均可能存在正调控或负调控作用。目前细胞分裂素（cytokinin,CTK）在AM发育中的作用尚不明确。更为复杂的是,通常植物激素信号之间的交叉互作决定AM的发育进程。本文针对AM发育过程总结了不同植物激素的调控作用特点和不同植物激素信号之间的互作（协同或拮抗）,以及胁迫条件下不同植物激素信号的可能调控机制。深入研究和系统阐明植物激素调控AM真菌-寄主植物共生的生理/分子机制,将有助于促进生物共生学理论研究及菌根技术的应用。     

植物激素对分枝发育的协同调控作用研究进展

植物分枝与其适应环境、生存竞争能力及产量形成密切相关。近年的研究表明植物激素信号在调控植物分枝发育过程中起关键作用。文章主要介绍了生长素、细胞分裂素以及独脚金内酯协同调控植物分枝发育的研究进展,为深入了解植物分枝发育的调控机制提供参考。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展北大核心CSCD

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥( Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

植物激素与谷类作物籽粒发育

介绍了细胞分裂素、赤霉素、生长素和脱落酸与谷类作物籽粒发育之间的关系。     

干旱胁迫下喷施外源植物激素对甘薯生理特性和产量的影响

为探讨不同时期干旱胁迫下喷施外源植物激素对甘薯生理特性和产量的影响,明确喷施外源植物激素的最佳时期,在人工控水条件下研究了移栽后20(前期)、60(中期)和100 d(后期)干旱胁迫下喷施6-苄氨基嘌呤(6-BA)、α-萘乙酸(NAA)和脱落酸(ABA)对甘薯内源激素含量、光合荧光特性和产量的影响。结果表明: 与喷清水相比,喷施外源植物激素均能显著提高甘薯产量,以6-BA增幅最大,其次是NAA和ABA;前期喷施效果好于中期和后期。不同时期干旱胁迫下,喷施外源植物激素可显著提高甘薯叶片的光合和叶绿素荧光参数,缓解因干旱引起的玉米素核糖核苷(ZR)和生长素(IAA)含量下降的现象。逐步回归分析表明,内源激素和光合特性是影响甘薯产量的关键指标。通径分析表明,前期干旱胁迫下喷施外源植物激素主要通过影响净光合速率(P_n)、IAA、ZR、最大光化学效率和光化学性能指数来影响甘薯产量。生长前期喷施6-BA可调控甘薯内源激素含量,提高光合特性,有效缓解干旱造成的产量损失。     

植物激素受体研究进展

植物激素对植物的生长发育以及在植物应对逆境方面具有重要的调节作用,植物激素受体是植物激素信号转导途径中的一个关键环节,倍受关注。近年来,由于生物化学与分子生物学和遗传学结合,使得植物激素受体的研究取得了很大进展。综述了5种经典植物激素受体以及油菜素内酯和茉莉酸受体在生物化学、遗传学和分子生物学三个层面上的研究成果,旨在为进一步研究植物激素作用机制提供参考资料。     

干旱条件下小麦根系的形态解剖学研究

经历严重干旱危害的冬小麦,返青至拔节期分布于耕层以内密集根系都已枯黄萎缩,其表皮细胞全部剥落,皮层细胞也严重受损,只有内部输导组织仍然健全,表明上层根此时已丧失了吸收功能。而位于深层的根由于所处土层较为湿润,外观为嫩白色,根的表皮和皮层细胞健全,春季降水（≥２０ｍｍ）后,上层已受扣迪的根不能恢复其原有的表皮和皮层组织,但能从分蘖节处产生新的次生根,恢复其吸收功能。     

作物根系形态与非生物胁迫耐性关系的研究进展

从水分、铝、磷等非生物胁迫方面综述了作物根系形态与非生物胁迫耐性之间的关系及主要研究进展,阐明了根系形态在作物逆境胁迫中的重要作用,对根系形态性状进行改良将是进一步提高作物产量潜力的重要方面之一。     

非均匀水势下作物根系吸水模型分析

根据土壤-根系统中水分守恒和水势对水分运输作用的原理, 建立了土壤中非均匀水势作物根系吸水模型。在该模型中, 分别对一次函数和指数函数两种不同的非均匀土壤水势的表达形式建立模型, 并对非均匀水势和均匀水势下模型的解析解之间的关系进行了探讨; 利用该模型讨论根系的吸收阻力和木质部传导阻力的比率对根吸水的影响; 运用阻力比率的合理生理范围确定根生长的优化长度。结果表明: 在特定情况下, 非均匀水势下的根系吸水模型可以用于均匀水势, 对Poiseuille公式进行修正后得到的根的优化长度接近实际值。     

基于根系发育分级的砂壤土下成熟林木根系构型分析

基于根系发育分级标准分析不同等级根系的形态特征和各级根系的生长发育策略, 可以为未来成熟林木根系预测和模型构建提供参考。该研究以30多年生的两个毛白杨(Populus tomentosa)和一个刺槐(Robinia pseudoacacia)的根系系统为研究对象, 通过全挖法获取研究材料, 以Rose (1983)提出的发育分级标准作为根系分级标准, 分析了不同等级根系的基径、根长、连结长度、根系数量等形态特征以及不同等级根系间的拓扑关系。研究结果表明: 1) 3个根系系统的修正拓扑指数q_a、q_b均接近于0, 拓扑指数TI均接近于0.5, 说明3个根系系统均呈现叉状分支; 3个根系系统垂直分布最深达到5.7-6.4 m, 水平分布最长达到7.6-13.5 m; 同一树种根系存在连生关系。2) 3个根系系统能够分支到7-8级根; 一级根基径和长度显著高于后几级根, 一级根基径是后几级根的5.79-36.92倍, 一级根长度是后几级根的1.45-9.11倍; 根系数量随着根系等级增加先增后减, 在三级根上达到最大值。3)在前三级根中, 各级根上的连结长度从根基到根尖变化不大, 说明子级根在母级根上分布均匀, 能够充分高效地吸收土壤资源。4)母级根对子级根的基径拟合线性方程斜率, 一级根最小(平均斜率0.15), 二级根和三级根的斜率相差不大(平均斜率0.34、0.35), 说明一级根优先发育自身直径, 达到锚固和支撑的作用, 二、三级根则会优先发育子级根, 通过不断增强子级根以达到高效占领土壤空间的目的。5)基径对长度的拟合线性方程斜率随着根系等级增加而增加(平均斜率从10.46增长至90.43), 说明高级别根系会倾向于发展根系长度来达到探索资源、拓展空间的目的。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种“花育22号”、“唐科8号”和干旱敏感型品种“花育23号”3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应.结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积.干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反.干旱胁迫显著增加抗旱型品种“花育22号”20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但“唐科8号”相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种“花育23号”40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于“花育22号”.花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关.土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用.     

植物激素糖基化修饰研究进展

植物激素对植物的生长发育有重要的调节作用。由于激素的作用依赖于其浓度, 所以植物内源活性激素的水平必须受到严格控制, 而糖基化修饰被认为是调控激素活性水平的重要方式之一。随着植物激素糖基化修饰相关糖基转移酶基因不断被克隆与鉴定, 多种植物激素的糖基化修饰机制和功能作用逐渐被揭示。该文重点介绍了近年来植物生长素、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸等植物激素的糖基转移酶活性鉴定与功能研究进展。同时, 对植物激素糖基化修饰领域存在的问题和发展前景进行了讨论。     

植物激素脱落酸受体的研究进展

脱落酸（abscisic acid,ABA）广泛参与植物生长发育的调控和对多种环境胁迫的适应性反应。有关ABA受体的研究已经在检测受体位置、纯化ABA特异性的结合蛋白和克隆ABA受体基因方面做出了许多重要的工作。最近相继发现一种RNA结合蛋白FCA和一种编码Mg离子螯合酶（Mg-chelatase）H亚基的CHLH作为两种不同的ABA受体分别调控植物的开花时间和介导种子萌发、幼苗生长及叶片的气孔运动。本文从实验策略的角度重点分析总结了研究脱落酸受体相对有效的途径与方法,同时就有关的研究结果给予了评论和展望。     

植物激素相关microRNA研究进展

microRNA（miRNA）是22nt左右的非编码RNA,主要在转录后水平调节基因的活性。miRNA通过与靶基因的互补位点结合从而降解靶基因mRNA或抑制其翻译。近年的研究发现,miRNA在植物生长发育中发挥着重要的调控作用。目前已知一些miRNA参与植物激素信号途径的切入点,这为我们了解miRNA和植物激素在植物发育中的作用提供了新思路。本文综述了miRNA参与植物激素信号应答及生物合成的研究进展,并对一些miINA在植物激素信号应答中可能的作用进行了讨论。     

施氮对干旱胁迫下毛竹幼苗生物量和根系形态的影响

为探讨氮素添加对水分胁迫下毛竹幼苗地上生物量及地下根系形态的调控作用,选取1年生毛竹实生苗为材料,采用水分和施氮双因素完全随机区组设计,以田间持水量的80%～85%作为水分对照(CK)、50%～55%为中度干旱(MD)、30%～35%为重度干旱(HD)设置3个水分水平,氮处理分未施氮(N0,0 mg N·kg^-1)和施氮(N1,100 mg N·kg^-1)2个水平,通过盆栽试验,测定毛竹实生苗根系形态特征及各器官生物量。结果显示：施氮显著增加了同一水分下毛竹幼苗叶、根及整株生物量,其中,N1MD和N1HD分别较N0MD和N0HD地上生物量增加15.6%、11.9%,总生物量分别增加36.7%、25.0%(P<0.05);施氮降低了相同水分处理下毛竹的比根长、茎叶比,显著促进了中度和重度干旱下根冠比的增加(P<0.05);水分胁迫下,除根生物量比显著增加外,茎、叶生物量比均随氮素添加呈减小的趋势;施氮对毛竹幼苗根系形态特征(根长、根表面积、根体积)具有不同程度的促进作用;施氮对中度干旱下毛竹幼苗干物质积累的缓解作用比重度干旱大,但在...     

干旱条件下接种AM真菌对小马鞍羊蹄甲幼苗根系的影响

为了探讨岷江干旱河谷丛枝菌根真菌(AMF)对寄主植物幼苗根系的影响,通过接种购买的AMF摩西球囊霉菌(Funneliformis mosseae)到优势乡土灌木小马鞍羊蹄甲(Bauhinia faberi var.microphylla)幼苗,在重度、中度和轻度干旱条件下培养3个月,研究不同干旱条件下AMF对幼苗根系形态特征、结构特征、功能性状的影响。方差分析结果表明:(1)3种干旱胁迫条件下,接菌均显著增加了幼苗的根总长、根表面积、根分枝数、根尖数(P0.001),在中度胁迫和轻度胁迫下,接菌显著促进根鲜重、根体积的增加(P0.001),轻度胁迫条件下接菌幼苗的根鲜重、根总长、根表面积、根体积、根尖数最高并显著高于其它处理,但接菌与未接菌的根平均直径之间没有显著差异;(2)接菌幼苗根系趋向于叉状分支结构,在重度胁迫时,叉状分支趋势更显著(P0.001);(3)接菌幼苗的根比例都显著小于未接菌的,但幼苗比根长不存在显著差异。相关分析结果表明:菌根侵染率与根鲜重、根总长、根表面积、根体积、根分枝数、根尖数呈极显著正相关(P0.001),与拓扑指数、根比例呈极显著负相关(P0.001)。研究表明,在干旱条件下,AMF虽然没有提高生长初期的根系的吸收效率,但接种AMF显著影响幼苗根系形态特征和结构特征,更利于植物适应干旱环境,并且AMF对幼苗根系的促生作用随着干旱胁迫程度减轻而提高。     

干旱胁迫下外源茉莉酸甲酯对玉米幼苗根系吸水的影响

茉莉酸类化合物作为环境信号分子,不仅参与植物生长发育的调控,同时受到环境胁迫的诱导,参与植物对逆境胁迫的响应和防御。本研究以北方广泛种植的玉米品种‘郑单958’为材料,通过对根系外源施加茉莉酸甲酯的方式,探究干旱胁迫下茉莉酸甲酯对玉米幼苗抗旱性以及根系吸水的影响。结果表明,外源茉莉酸甲酯可提高玉米幼苗光合速率、蒸腾作用和气孔导度,增强抗氧化酶活性,降低H_2O_2和丙二醛的含量,从而缓解干旱胁迫对植株造成的损伤。通过测定根系水导、氯化汞处理的蒸腾速率的变化以及水通道蛋白的表达量,发现干旱胁迫下外源茉莉酸甲酯可增强根系水通道蛋白的表达,进而增强玉米幼苗的根系吸水能力,从而缓解干旱胁迫造成的叶片水分含量的下降和水势的降低,提高了玉米幼苗的抗旱性。