脱水导致的胞内溶质变化与植物耐干性的获得

植物耐干性是指许多植物个体和部分植物种子能在含水量极低的条件下存活,在回水的过程中迅速启动修复机制,细胞经重新水合修复所受损伤的能力。在脱水过程中,植物会合成和积累某些小分子物质、碳水化合物和特殊的蛋白质;在极度脱水状态下,多组分参与的玻璃化的形成和两性物质的重新分配、耐干性植物中特有的抗氧化机制都是植物获得耐干性的重要条件。复苏植物(resurrection plant)和部分被子植物种子是当前研究植物耐干性的模式材料。     

更苏被子植物的光合作用

更苏植物是一类在极度干燥条件下组织会迅速脱水后遇水又能很快复苏的植物。极少数被子植物有这种能力,在双子叶植物中尤其罕见,而且脱水时叶绿素含量和叶绿体完整性变化较少,称为叶绿素保持型(HDT)。该类植物的复苏机理简单,研究方便,因而得到更广泛注意。更苏被子植物光合作用的最新研究进展说明,光化学活性是研究更苏植物脱水复苏生理状态的灵敏指标。和普通植物一样,在光下,更苏被子植物的光化学活性随着叶片失水而受到抑制,但奇怪的是在失去95％以上的水分后复水仍可迅速复活。在脱水过程中叶黄素循环和抗氧化系统的上调以及光合膜完整性和稳定性的保持,可能对更苏被子植物的耐脱水性起非常重要的作用。磷酸盐对复苏的影响也表现在复水阶段而且与上述两种保护机理关系不大,因此应该加强更苏被子植物复水阶段的研究。     

更苏被子植物的光合作用

更苏植物是一类在极度干燥条件下组织会迅速脱水后遇水又能很快复苏的植物.极少数被子植物有这种能力,在双子叶植物中尤其罕见,而且脱水时叶绿素含量和叶绿体完整性变化较少,称为叶绿素保持型(HDT).该类植物的复苏机理简单,研究方便,因而得到更广泛注意.更苏被子植物光合作用的最新研究进展说明,光化学活性是研究更苏植物脱水复苏生理状态的灵敏指标.和普通植物一样,在光下,更苏被子植物的光化学活性随着叶片失水而受到抑制,但奇怪的是在失去95%以上的水分后复水仍可迅速复活.在脱水过程中叶黄素循环和抗氧化系统的上调以及光合膜完整性和稳定性的保持,可能对更苏被子植物的耐脱水性起非常重要的作用.磷酸盐对复苏的影响也表现在复水阶段而且与上述两种保护机理关系不大,因此应该加强更苏被子植物复水阶段的研究.     

两种不同生境苦苣苔科植物的复苏特性及其对水分的光合和生理响应

复苏植物可以耐受极度干旱的环境,脱水至10％相对水分含量后仍然可以复苏.苦苣苔科植物包含有较多复苏植物,不同类群的复苏机理可能存在差异.该文选择分布在亚热带和温带石灰岩地区的锈色蛛毛苣苔(Paraboea rufescens)和心叶马铃苣苔(Oreocharis cordatula)两种苦苣苔科植物,并对这两个物种的叶...     

脱水和复水对复苏植物牛耳草离体叶片光合作用的影响

复苏植物是研究植物耐脱水机制的良好材料 ,因为它们能忍耐极度干旱 ,以一种类似休眠的方式度过严酷的干旱期 ,在水分适宜时重新恢复生活力[1- 3] 。正是因为在完全脱水后还可复苏 ,所以它们在脱水复水过程中所独具的生理生化特点必然具有某种适应意义。深入研究这些特点不但可     

种子耐税水性的研究（综述）

种子耐脱水性是近年植物生理学中的一个研究热点。本文综述种子发育、热稳蛋白、糖的积累以及抗氧化系统等与耐脱水性的关系。同时针对顽拗性种子具有明显的对脱水的敏感性,介绍了提高种了耐脱水性的可能途径。     

复苏植物旋蒴苣苔棉子糖合酶基因的克隆和表达

复苏植物是研究植物耐脱水机制的特殊模式植物和宝贵的耐旱基因资源植物。以复苏植物旋蒴苣苔(Boea hygrometrica) 为材料研究其在脱水和复水过程中棉子糖系列寡糖含量的变化, 并克隆了旋蒴苣苔棉子糖合酶基因BhRFS。荧光定量PCR检测表明, BhRFS受干旱、低温(4°C)、高盐(200 mmol·L^–1NaCl)和ABA(100 μmol·L^–1)诱导表达上调, 而高温(37°C)抑制其表达, H₂O₂(200 μmol·L^–1)处理对其没有影响。研究结果表明, BhRFS可能参与了多种非生物逆境胁迫抗性反应, 并受到ABA依赖的信号通路调控。     

铝对植物毒害及植物抗铝作用机理

综述了有关铝对植物的毒害及植物耐铝机理的研究成果。铝可以从植物的不同生物水平上影响植物的生长;不同植物耐受铝的能力不同,耐受性植物可在机体内形成各种耐受机制,以抵抗环境中铝的压力。这在受损土壤环境中的生态系统恢复具有应用前景。     

植物重金属胁迫耐受机制

重金属是一类会对植物产生毒害作用的污染物,植物在长期进化过程中演变出耐受重金属胁迫的相关机制。以植物重金属耐受性为基础,对近几年来国内外植物响应重金属胁迫的耐受机制研究作一简要综述。主要概述了重金属对植物的胁迫影响及植物抗氧化系统,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质和不同类型基因家族等方面对植物耐受重金属胁迫机制的研究进展。以期为提高植物耐重金属胁迫能力及研究植物修复重金属污染土壤的应用奠定一定的基础。     

植物的低温蛋白

综述了与植物耐冻性有关的一些植物内源蛋白质或多肽 ,包括低温防护蛋白、抗冻蛋白、植物脱水素、膜关联耐冻性多肽蛋白质。结果表明 ,植物的耐冻性与其低温蛋白 (cold induced proteins)有着密切的关系 ,并指出了抗冻蛋白行使功能的两种可能的作用方式。同时 ,耐冻性与除低温外的其它环境胁迫因子的植物抗性如抗干旱、抗病虫、高盐耐性、乙烯耐性等密切相关     

分离和收集耐铝植物细胞的方法

日本Ｙａｍａｇａｔａ大学的科学家Ｔ．Ｗｎｇａｔｓｕｍａ及其同事描述了一种从铝－耐受和铝－敏感植物细胞混合物中收集耐铝植物细胞的新技术。基于以前发现耐铝品种的原生质体比铝－敏感品种的原生质体质膜表面的负电荷少,Ｗａｇａｔｓｕｔｍａ小组用新准备的带正电的二氧化硅小珠与来源于水稻（Ａｌ－耐受）,玉米（中等Ａｌ－耐受）或豌豆（Ａｌ－敏感）根细胞的纯化原生质体混合,然后以一个Ｆｉｃｏｌｌ不连续梯度高心混合物。他们从离心管底部级分得到来自铝－耐受植物（水稻）的原生质体,从上部级分得到来自铝－敏感植物（豌豆）…     

细菌有活力但不可培养状态及其机制研究进展

有活力但不可培养(viable but non-culturable,VBNC)状态是细菌遭遇逆境时进入的一种特殊状态,该状态下的菌体在条件适宜时可复苏并恢复其致病性,被认为是细菌躲避不良环境的一种生存策略。VBNC状态菌体对人类医学和工农业生产具有巨大的潜在威胁,开展关于VBNC状态的检测及诱导、复苏及其机制研究可为减少或避免该状态细菌的危害提供理论基础。本文简要综述了细菌VBNC状态在诱导、复苏及致病性等方面的研究进展,并结合本实验室及国内外相关团队近年来在植物病原细菌VBNC状态研究中的结果,详细总结了VBNC状态细菌的形成和复苏机制,对植物病原细菌在环境胁迫下的存活机制、病害田间初侵染来源分析及VBNC状态菌体在病害循环中的作用等相关研究具有重要参考意义。     

植物复苏性状的分子机理研究进展

复苏性状是某些生物应对水分剧烈变化恶劣环境的一种特殊适应能力,在植物界广泛分布于苔藓和蕨类低等植物,一些高等植物也具有这种性状。复苏植物可以在损失体内95％以上的水分后,遇水而复苏,以此度过环境恶劣的时段。复苏性状的分子机制一直让人们着迷,但对其认知还十分有限。近年来的研究表明,一些小分子代谢物和特殊蛋白的大量积累在复苏植物脱水过程中对生物膜和大分子结构起保护作用;复苏性状中的信号转导与基因调控可能包括ABA在内的一系列信号分子和途径。随着“组学”技术的发展,更宽广角度的研究将会极大的促进人们对复苏性状的认知。对于复苏性状的深入研究,可能为农作物和蔬菜的改良提供一个全新的方向,具有很大的潜在应用价值。     

锰毒及植物耐性机理研究进展

综述了近些年国内外关于锰毒及植物耐锰机理的研究成果,并指出了存在的问题和发展前景。锰毒是酸性土壤上限制作物产量的重要因子,国内外针对锰毒及植物耐受机制进行了相关研究,但进展较为缓慢。锰对植物的毒害效应体现在不同的细胞组织及生理生化水平上,不同植物耐受锰的机理也存在差异性,但大都集中在有机酸的螯合解毒、内部积累、外部排斥及氧化等方面。某些锰胁迫所诱导的基因也被筛选出来,并且部分生物学功能得以鉴定。此外,锰与其他营养元素间的协同或拮抗作用也得以阐述,伴随锰超富积植物-商陆在中国的发现,对锰毒及植物耐性机理的深入研究和探讨,将会对植物修复技术的开展产生理论和实践意义。     

一株具有良好粘附性的植物乳杆菌的生物学特性及应用

本文研究了植物乳杆菌AR326的最适生长温度、最适接种量、生长曲线、最适初始pH、胆汁耐受性、NaCl耐受性,并进一步探究了单菌株发酵酸奶的性能。结果显示植物乳杆菌AR326生长较快,4 h进入对数期,14 h进入稳定期,最适生长温度为30℃,在初始pH 3.0~7.0范围可生长,适宜的接种量为1.5%~2.0%,耐受胆盐浓度达0.2%,耐高渗透压能力强,可在含NaCl 8%的MRS培养基中生长。发酵乳中菌落数和对照组一致,脱水收缩性优于对照组,因而可用于商业上生产功能性酸奶。     

植物耐盐相关基因克隆与转化研究进展

土地盐渍化是农作物产量降低的一个重要因素。从盐分对植物的伤害、植物耐盐的机理、耐盐相关基因的克隆及转耐盐基因植物等方面论述了植物的耐盐机理及转耐盐基因植物的研究现状,分析了耐盐性状的复杂性,并对前景进行了展望。     

塔里木盆地荒漠植物花花柴和碱蓬耐盐、耐旱性比较

本研究对塔里木盆地的泌盐植物花花柴(Karelinia caspica)和真盐生植物碱蓬(Suaeda turkestanica)在各个生长发育期中与耐盐、耐早相关的生理生化指标进行测定.研究结果表明,两种植物从苗期到衰老期的根、茎及叶各个器官中的含水量、脯氨酸(Pro)含量呈下降趋势,Pro的积累具有明显的组织差异性,在根中的含量明显高于茎和叶中的含量;POD、SOD活性呈上升趋势,茎中POD、SOD活性明显高于叶和根中的活性;MDA含量在生育期呈下降趋势,在根中累积较高;在苗期和花期,两种供试植株各器官中的电导率都比较高,在成熟期急剧下降,衰老期又迅速升高.在同一发育期碱蓬根、茎和叶中Pro和MDA的含量,SOD及POD活性明显高于花花柴,而两种植物电导率和含水量差异不明显,表明它们均可在逆境中保持必需的水分及细胞膜的完整性.探讨这两种植物耐盐、耐旱相关生理生化指标的差异将有助于揭示泌盐植物和真盐生植物在自然状态下对逆境耐受的生理机制.     

辐射污染区盐爪爪根际可培养细菌群落组成及功能特性

【背景】我国西北某辐射污染区存在着丰富多样的耐辐射微生物资源,部分区域覆盖着耐盐植物盐爪爪,其根际存在明显的"离子岛"效应,开展其根际微生物相关研究对进一步挖掘污染区微生物资源及揭示盐爪爪的盐适应性和"离子岛"的形成具有重要的意义。【目的】分析辐射污染区盐爪爪根际微生物群落组成,挖掘潜在的微生物资源和功能特性。【方法】通过可培养方法,共选择了10种筛选培养基开展盐爪爪根际微生物的分离筛选,并对所获得的细菌进行了16S rRNA基因序列分子鉴定,进而进行相关菌株的抗逆特性、产酶特性和植物促生特性分析。【结果】分离获得的267株细菌归属于放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)等3个菌门中的20个属,发现潜在新种8个,其中放线菌门所含种属最丰富,说明盐爪爪根际存在着丰富的微生物多样性。相关抗逆性分析表明,分离得到的菌株70%以上可耐受10%NaCl,40%的菌株可耐受不同浓度的重金属胁迫。同时,研究获得了一批可产蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的菌株以及植物促生菌株,可为相关酶制剂的筛选和微生物菌肥的研制提供丰富的材料。【结论】辐射污染区盐爪爪根际存在大量潜在的宝贵微生物资源,有待挖掘和开发。     

耐有机溶剂微生物的耐受机制、改造策略和应用

耐有机溶剂微生物在生物燃料生产、全细胞催化、酶制剂的开发和生物修复等领域具有非常重要的作用。该文简要介绍了耐有机溶剂微生物及其耐受机制,并从基因过表达、基因敲除和全局转录机制三个方面总结了增强微生物有机溶剂耐受性的方法。通过对耐有机溶剂微生物应用的局限性进行分析,认为未来研究中应注重将微生物耐受表型和具体利用相结合,达到有机溶剂耐受和实际产出的最佳平衡状态,为耐有机溶剂工程菌的改造和选育提供参考。     

与种子耐脱水性有关的基础物质研究进展

耐脱水的获得和维持与种子的类型有关,正常型种子耐脱水,而顽拗形种子对脱水高度敏感。正常型种子的脱水耐性随发育过程而变化,种子成熟时胚的脱水耐性增强,而萌发时胚变为不耐脱水。当种子获得脱水耐性时,糖、LEA蛋白质和抗氧化防御系统等保护性物质积累。但脱水耐性是一种复杂的数量的特性,任何一种单一的机制都不能充分地解释脱水耐性,各种保护性物质协同调节脱水耐性。本文综述了近几年来关于种子耐脱水性与保护性物质相关性的研究进展。