红光和远红光在调控植物生长发育及应答非生物胁迫中的作用

光作为重要的环境因子之一,不仅为植物光合作用提供能量,而且作为信号影响植物对外界环境的响应。该文综述了红光和远红光对植物生长发育和非生物胁迫响应的调控作用,重点阐述了光敏色素及下游光信号转录因子整合激素等内源信号调控植物种子萌发、下胚轴伸长、芽发育及开花的分子机制,以及红光和远红光在植物响应盐、干旱及温度胁迫中的作用机制。在挖掘植物感知和响应光环境机理的基础上,利用LED光谱技术对作物进行精确补光,有望提高作物产量、品质和抗逆性,同时推进实现“双碳”目标,减少能源消耗和环境污染。     

光敏色素A调控光响应基因表达及其翻译后修饰研究进展

光是调节植物生长发育最重要的环境信号因子之一。植物通过光受体感受自然环境中光的强度、方向以及光周期等信号的变化,从而调控其生长发育过程。光敏色素A (phytochrome A, PHYA)是植物中唯一的远红光受体蛋白,具有在黑暗下在细胞质中合成,而在照光后快速入核和降解的特性,并通过多种途径精确调节了植物光响应基因的转录网络。同时,蛋白质翻译后修饰在调节PHYA稳定性和活性的过程中发挥了重要的作用。该文论述了PHYA调节光响应基因表达以及PHYA翻译后修饰方向的研究进展,并展望了PHYA在农作物分子设计育种中的应用前景。     

光受体介导信号转导调控植物开花研究进展

光照是影响植物生长发育的重要环境因子, 开花是高等植物生活史上最重要的事件。植物通过光受体感知外界环境中的光照变化, 激活一系列信号转导过程从而适时开花。该文介绍了高等植物光受体的种类、结构特征和生理功能的研究进展, 并系统阐述了红光/远红光受体光敏色素、蓝光受体隐花色素以及FKF1/ZTL/LKP2等介导光信号调控植物开花的分子机制, 包括光受体对CO转录及转录后水平调控和对FT转录水平的调控等。此外, 还介绍了光受体整合光信号与温度和赤霉素等信号调控植物开花的研究进展, 并展望了未来的研究方向。     

光质对植物光合作用的调控及其机理

光合作用是植物生长发育的基础.光质对植物光合作用的调控主要包括可见光对植物气孔器运动、叶片生长、叶绿体结构、光合色素、D1蛋白及其编码基因和光合碳同化等的调节,以及紫外光对植物光系统Ⅱ的影响.蓝光和红光能促进气孔的开张,而绿光能够逆转这种作用.蓝光有利于叶绿体的发育,红、蓝、绿复合光有利于叶面积的扩展,而红光更有利于光合产物的积累;不同光质对不同植物、不同组织器官叶绿素积累的影响不同.蓝光和远红光可以促进psbA基因转录物质的积累.大多数高等植物和绿藻在橙、红光下光合速率最高,蓝紫光其次,绿光最低.紫外光可以导致光系统Ⅱ的电子传递活性下降.此外,针对光质与光合作用研究领域中存在的问题,对今后的研究方向进行了讨论.     

不同光质对黍子(Panicum miliaceum)叶绿体光系统发育及psbA基因转录物稳态含量的影响

本文以一种C4植物——黍子(Panicum miliaceum)为材料,在白光、红光、蓝光、远红光和黑暗5种不同条件下培养黍子幼苗,叶片采收后用于叶绿素积累、叶绿体吸收光谱、叶绿体低温荧光发射光谱和高分子量cpRNA积累的测定以及psbA基因的Northern Blot分析。结果表明:白光、红光和蓝光下生长的黍子,它们的叶绿体都有功能完善的光合系统;而远红光下生长的黍子,已有光系统Ⅱ的发射峰,只是强度和波长都与白光、红光和蓝光下的有所不同;不同光质促进叶绿素积累和高分子量cpRNA积累的效率是平行的,其中红光较蓝光和远红光有效,而复合光(白光)的作用效果最好。当以白光诱导的积累量为100％时,可以分别求出不同光质诱导叶绿素积累和高分子量cpRNA积累的相对量,结果表明,高分子量cpRNA的积累对光的依赖性要比叶绿素积累对光的依赖性大得多。psbA基因的Northern Blot分析表明,不同光质下psbA转录物的积累与高分子量cpRNA的积累是一致的。据此我们推测,在黍子叶绿体的光诱导发育过程中,psbA的转录过程可能不受光信号的直接调控,而是受叶绿体整体发育状态的控制。     

红光下拟南芥光敏素调节基因的蛋白质鉴定与mRNA分析

光敏素是植物体内一种重要的光受体家族,它们可介导植物对外界红光和远红光的应答,在植物的生理发育过程中发挥重要作用.基因芯片分析结果表明,PHYA和PHYB在转导红光信号至光应答基因的过程中起关键作用.为了获得与PHYA,PHYB相关的光应答基因,本研究采用双向电泳技术比较分析了在持续红光下生长7天的拟南芥光敏素双突变体phyAphyB和野生型col-4幼苗的全蛋白图谱.采用基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱（MALDI-TOF-TOF）进行肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定到了32个差异蛋白点.选取其中的10个蛋白点,对应于10个不同的基因,进行了RT-PCR分析,并用Q-PCR对其中的2个基因表达情况进行了验证.结果表明,光敏素可能从mRNA水平或蛋白质水平来调节基因的表达.蛋白质组学分析为寻找光敏素依赖基因提供了新的途径。     

隐花色素

光形态建成是光辐射影响下的植物生长发育过程,首先被人们观察到的是光对植物形态结构方面的影响。光照使黄化植物转绿而茁壮生长、影响种子萌发、并且调节植物的开花进程。这三类重要的现象推动这个领域的研究深入发展,通过红光和远红光可逆生理作用的认识导致了植物光敏色素的发现。使光敏色素活     

mRNA选择性剪切在植物发育中的作用

mRNA选择性剪切（altemativesplicing）是生物体基因转录调控的基本方式之一,随着新一代测序技术的广泛应用,越来越多的基因的选择性剪切现象被揭示。在植物发育的不同阶段及其应对外界逆境胁迫的过程中,许多基因发生了选择性剪切,产生植物各个发育阶段所需的特定蛋白质来完成不同的发育过程和形成不同应答因子以适应外界环境的变化。本文从种子发育、器官形态发育、开花时间、生物钟调控、环境胁迫等方面综述选择性剪切在植物发育中的研究进展。     

光敏素的作用机理

植物的发育和生理过程不仅为遗传信息所控制。而且也为环境的物理和化学因子所控制。在这些环境因子中,光照是最明显的和决定性的因子。在植物体中能接受光信号刺激从而调节植物生长发育的是一种被称为光敏素的蛋白质色素。它广泛存在于植物体中,参与很多形态建成及其它受光控制的生理反应,例如需光种子的萌发、下胚轴钩的形成、节间伸长、叶的发端和生长、开花、小叶运动和花青素合成等。光敏素有生色团和脱辅基蛋白质两部分组成,生色团具有独特的吸光特性,但这与蛋白质的结合是分不开的。光敏素有两种形式,一种是吸收红光(bbonm)的形式:P_(660)或P_1。另一种吸收远红光(730nm)的形式:P_(730)     

植物光敏色素PHYA、PHYB研究进展

光是植物生长发育过程中一个重要的环境信号,光敏色素能够把外界的红光和远红光转变成生物体内的信号。介绍近年来光敏色素结构和其相互作用蛋白的研究进展。