双子叶植物幼苗顶端弯钩发育的分子机制

幼苗顶端弯钩的形成是双子叶植物暗形态建成过程中的一个重要事件。它保护双子叶植物幼嫩的子叶和脆弱的顶端分生组织在幼苗出土时免受机械损伤,进而保证幼苗的出苗率和成活率。幼苗顶端弯钩的形成是由于下胚轴顶端的两个对立面之间细胞分裂和延伸的不对称所引起的。目前,关于双子叶植物幼苗顶端弯钩发育分子机制的研究已有较大进展：发现生长素在顶端弯钩内外侧组织的梯度分布是顶端弯钩两侧细胞差异生长的重要驱动力;乙烯、赤霉素和油菜素内酯促进顶端弯钩的形成和维持;茉莉酸抑制顶端弯钩的形成;而光照则促进弯钩的打开;无弯钩1 (hookless1, HLS1)、乙烯不敏感3以及EIN3 相似蛋白1 (ethylene insensitive 3 /EIN3 like 1, EIN3/EIL1)、DELLA、组成型光形态发生1(constitutive photomorphogenic 1, COP1) 和光敏色素相互作用因子(phytochrome interacting factors, PIFs) 等多种因子已被发现参与顶端弯钩的发育过程,并介导了多种激素之间的互作。本文综述了双子叶植物幼苗顶端弯钩发育过程中的重要作用因子及调控网络,并对该领域的研究前景进行了展望。     

植物幼苗顶端弯钩形成机制研究的重要进展

正顶端弯钩的形成对于幼苗的成功出土至关重要,顶端弯钩形成缺陷突变体(如hookless1突变体,hls1)不能从土壤中出土见光生长,因此难以存活。过去研究发现,植物激素在调控顶端弯钩形成的过程中发挥重要作用,其中乙烯通过稳定其信号通路核心转录因子EIN3/EIL1进而促进顶端弯钩形成,而茉莉素抑制顶端弯钩形成并拮抗乙烯的促进     

生长素的极性运输及其在植物发育调控中的作用

生长素是已知的植物激素中唯一具有极性运输方式的激素。利用生长素极性运输抑制物和生长素极性运输突变体,使人们获得大量有关生长素及其极性运输在植物生长发育调控中具有重要作用的资料。与生长素极性运输有关的基因的克隆及其表达调控的研究将进而在分子水平上阐明其作用的机理。     

生长素调控植物株型形成的研究进展

高等植物通过调节顶端分生组织和侧生分生组织的活性建立地上株型系统,分生组织的活性受环境信号、发育阶段和遗传因素的综合调控,植物激素参与这些信号的整合。顶端优势是植物分枝调控的核心问题,而生长素对顶端优势的形成和维持发挥关键作用。本文综述了近几年与植物地上部分株型形成相关的生长素合成代谢、极性运输及信号转导领域的研究进展,并提出了展望。     

生长素调控植物株型形成的研究进展

高等植物通过调节顶端分生组织和侧生分生组织的活性建立地上株型系统, 分生组织的活性受环境信号、发育阶段和遗传因素的综合调控, 植物激素参与这些信号的整合。顶端优势是植物分枝调控的核心问题, 而生长素对顶端优势的形成和维持发挥关键作用。本文综述了近几年与植物地上部分株型形成相关的生长素合成代谢、极性运输及信号转导领域的研究进展, 并提出了展望。     

植物根毛发育调控机制的研究进展

根毛是植物根表皮细胞的管状延伸结构,在植物固着土壤、吸收水分和无机盐,以及协助植物根部和外界进行信息交流等过程中起到十分重要的作用。植物根毛的发育过程具有很强的可塑性,多种植物激素和环境因素都可以影响植物根毛的发育过程。得益于根毛结构和功能的特点,其也常被作为研究植物细胞顶端生长和命运分化的模式对象。因而,根毛的发育调控机制一直是植物学研究领域的热点。该文梳理了近20年来植物根毛发育调控领域的研究进展。     

芸薹属植物发育过程中顶端结构的解剖学研究

本文采用解剖学方法研究花椰菜、青花菜、结球甘蓝和大白菜在生长发育过程中顶端分生组织结构的变化及之间存在的差异。结果显示它们的顶端分生组织结构都是由最初幼苗的原套-原体结构逐渐发育到过渡型分区结构、典型化五个分区结构,至开始进入生殖生长时期的四个分区结构(形成层状细胞区消失)。四种植物在进入生殖生长后,顶端分生组织细胞行为不同:大白菜和甘蓝顶端亚外套两侧细胞分裂分化形成顶生叶原基,在顶生叶原基内侧的细胞将进行分裂产生花序侧枝原基。花椰菜和青花菜顶端亚外套两侧细胞分裂形成花序分生组织,花序分生组织增生即为花球体;内部解剖结构表现为分生组织不断分裂增多的过程。这些结果为研究花序表型发生的解剖学本质及分子生物学研究分生组织发育方向奠定了基础。     

蔬菜植物果实发育的激素调控

概述了果菜蔬菜果实中的激素来源以及激素对茄果类,瓜类,豆类蔬菜和草莓果实发育的调节作用。     

植物侧枝发育的调控研究进展

植物侧枝的发育在植物形态建成中具有十分重要的地位,侧枝的形态直接影响植物的产量。侧枝的发育由生长点干细胞持续分裂和分化形成,包括侧生分生组织特化,侧生分生组织起始和侧生分生组织外生。侧枝的发育受到内部生长因子和外部环境信号的共同调节。文中总结了侧枝发育过程中侧生生长点干细胞起源、形成和休眠等过程的基本问题,综述了转录因子、激素、表观遗传、外界环境共同决定侧生分生组织形成和发育中的作用机制,为探讨植物侧枝的形成机理提供参考。     

NO对植物生长发育的调控机制

一氧化氮(NO)是具有生物活性和信号转导作用的易扩散分子,它不仅对植物的许多生命活动如种子萌发、叶片扩展、根系生长、逆境生理以及细胞的程序性死亡等具有直接的生理调节功能,而且作为防御反应中的关键信使．参与了植物对外界环境胁迫的应答。近期研究表明,NO与激素在调节植物的生理活动与信号转导方面有明显的协同作用,通过激素起作用可能是植物内源NO作用的机理之一。本文主要通过对NO的产生及其对生理活动的调节机制和在代谢中的信号转导作用等方面来阐述NO在植物生长发育中的作用。     

植物叶缘和叶脉发育调控的研究进展

通常可通过植物叶片的形态来区分不同植物的种类。叶片由茎顶端分生组织侧翼发育而成,为多种多样大小和形状的扁平结构。叶片的结构看似简单,但调控叶片形态和结构发育的分子机理错综复杂,叶片的发育受植物激素、转录因子、一系列蛋白因子及环境的共同调控。本文回顾了叶片边缘形态和叶脉发育研究的最新进展。在叶边缘形态方面,Aux/IAA生长素响应抑制家族蛋白通过调节生长素浓度最大点的离散分布影响小叶的起始和生长以及叶边缘结构;NAM/CUC转录因子促进叶边缘锯齿的分离以及复叶中小叶的分离和分化,NAM/CUC和Aux/IAA通过不同通路实现对生长素的调控;拟南芥RAX1基因/番茄Potato-leaf基因和拟南芥JAG基因/番茄LYR基因促进叶边缘锯齿发育;RCO调控复叶小叶的发育不通过改变生长素的分布来实现;在番茄中反式小干扰RNA途径中的因子参与叶边缘形态发育;另外,在拟南芥中,mir164A、CUC2、PIN1、DPA4、SVR9-1及SVR9L-1构成复杂的调控网络影响叶边缘锯齿的发育。在叶脉发育方面,PIN1能否正确的定位会影响叶脉发育;AS1和AS2共同参与叶片远近轴极性的分化;另外AXR6、MP、BDL、CVP因子功能的缺失影响叶脉发育;生长素、PIN1、Aux/IAA、MP、ATHB8构成反馈循环调控子叶叶脉的形成。     

独脚金内酯调控植物根系发育的分子机制研究的进展

独脚金内酯(strigolactones,SLs)是近年来发现的新型植物激素,参与调控植物生长发育过程,SLs在调控根系形态方面具有重要的作用。该文重点综述了SLs对植物主根、侧根、根毛及不定根的调节,特别是SLs与其他信号分子如生长素、乙烯、NO等的相互作用,以及SLs在氮磷胁迫条件下对根系调控的研究进展,为进一步深入了解SLs对植物生长和发育的调节奠定基础。     

植物干细胞调控的分子机制

植物干细胞位于茎尖分生组织区和根尖分生组织区,是植物胚后发育中新的器官产生的源泉.近几年,在干细胞及其周围组织区发现了一些与干细胞稳态维持有关的基因,这些基因产物与外源性信号（如生长素）一起组成复杂的调控网络控制植物的生长和发育.表观遗传修饰作为控制基因表达的一种方式也对植物干细胞有重要的影响.该文介绍近几年植物干细胞分化调控的最新进展.     

植物叶脉发育的分子机制

叶脉在高等植物发育过程中扮演着为叶片输送水分和营养及支撑叶片的重要角色。植物叶片的形态构造看起来简单,而叶脉发育的分子机理却十分复杂。大量研究表明,植物叶脉发育与生长素的极性运输紧密相关,此外,还受到众多转录因子、小分子RNA以及细胞分裂素、油菜素内酯等因素的调控。综述了近年来叶脉发育的分子机制研究进展,以期了解叶脉发育的调控网络。     

侧根的发生及其激素调控

本文概述了侧根发生及其植物激素调控的研究进展。侧根的发生起源于特定的中柱 鞘细胞,其发生过程可简单地分为侧根发生的起始、侧根原基的形成、侧根分生组织的形成和活化等几个关键时期。参与侧根发生调控的植物激素主要是生长素,它影响到侧根发生过程的各个时期。茉莉酸对侧根的发生也有一定的调控作用。     

植物重力反应的分子调控机制

重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因子。植物感受到重力刺激后可以通过重力反应来协调自身各个器官的生长方向与重力方向之间的最适角度。植物重力反应过程分为重力信号的感受、重力信号的转导、生长素不对称分布的形成和重力反应器官的弯曲生长4个阶段。近年来,随着大量重力反应缺陷突变体的鉴定及其控制基因的功能解析,重力信号的感受和生长素不对称分布的分子机制等方面的研究取得了重要进展。作为植物适应环境变化的重要手段之一,重力反应还可以通过调节水稻(Oryza sativa L.)的分蘖角度实现对水稻株型和产量的调控。因此,研究植物的重力反应,不仅有助于解析植物生长发育的调控机制,对于作物株型的改良也具有重要的指导意义。然而,重力反应的分子机制及其调控网络仍不清楚。本文综述了近年来植物重力反应的调控机理及其调控水稻分蘖角度的作用机制,并对该领域未来的研究方向和热点进行了展望。     

植物器官脱落的激素调控

评述国内外关于植物激素调控脱落的研究进展。离区中,激素在转录和翻译水平上调节基因表达控制着水解酶类的合成和分泌。在对应的器官中,激素间的协调和平衡又通过源库关系支配着有机物质的运输而发生间接作用。     

植物气孔发育的分子调控机制

气孔是陆生植物表皮上可以调节的小孔,也是植物进行气体交换的主要通道。气孔不仅对植物的光合作用起着非常关键的作用,而且对全球的碳循环和水循环具有重要的影响。气孔分布和形态结构在单、双子叶植物间也有较大的差异,这些差异因植物种类不同影响着气孔发育的精细调控。本文综述了调控气孔前体细胞命运的分子网络、细胞极性分裂和表观遗传机制,归纳了外界环境信号通过与内源信号通路互作介导气孔发育的过程,提出了气孔发育基于多水平控制的气孔发育模型。     

植物侧根发育的研究进展

侧根是植物根系的重要组成部分,其发生和发育受到内源植物激素和外界环境因素的共同影响。生长素在侧根发生起始、侧根原基的发育和侧根突破母体表皮等阶段均发挥关键作用。研究侧根的发育和形态解剖结构以及信号调控途径等,都具有重要的理论和实践意义。本文结合近年来的研究进展,综述了拟南芥和水稻侧根发育的详细过程和影响因素,重点关注生长素在侧根原基发生和发育过程中的作用。     

独脚金内酯调控植物侧枝发育的分子机制及其与生长素交互作用的研究进展

对独脚金内酯（strigolactones,SLs）调控植物侧枝发育的分子机制及其与生长素相互作用的相关研究结果进行了总结和归纳,在此基础上提出今后的重点研究方向。相关的研究结果显示：在拟南芥[Arabidops~thaliana（Linn．）Heynh．]、豌豆（Pisum sativum Linn．）和水稻（Oryza sativa Linn．）等植物多枝突变体中SLs作为可转导信号参与侧枝发育的分子调控,从这些植物中已克隆获得参与SLs生物合成及信号应答途径的一些基因。作为一种植物激素,SLs在侧枝发育调控网络中与生长素相互作用;腋芽发育与其中生长素的输出密切相关,SLs通过调控芽中生长素的输出间接抑制腋芽发育和侧枝生长,而生长素则在SLs生物合成中起调节作用。