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相似文献
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1.
利用蛋白质组学技术揭示的植物高温胁迫响应机制   总被引:1,自引:1,他引:0  
高温是限制植物生长和产量的主要非生物胁迫因子.近年来,蛋白质组学研究为我们从系统生物学水平深入认识植物高温胁迫应答的复杂的分子机制提供了重要信息.目前,已经分析了模式植物拟南芥、主要粮食作物(大豆、水稻和小麦)、耐热植物(匍匐剪股颖、马齿苋、假虎刺),以及野生毛葡萄、胡杨、苜蓿、半夏等应答高温胁迫过程中的蛋白质组变化特征.这些研究共鉴定到838种响应高温胁迫的蛋白质,其中534种蛋白质表达受到高温诱导,304种蛋白质表达受到抑制.本文整合分析了上述植物在应对不同程度高温胁迫(30~45 ℃处理0~10 d)时蛋白质表达模式的变化特征,为解释高温胁迫应答网络体系中重要的信号与代谢通路(如:信号转导、胁迫防御、糖类与能量代谢、光合作用、转录、蛋白质合成与命运、膜与转运等)的变化提供了证据和线索,为深入认识植物应答高温胁迫的分子调控机制奠定了坚实的基础.  相似文献   

2.
蛋白质组学在研究植物响应逆境机理上的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
徐刚  姚银安 《广西植物》2009,29(3):372-376
逆境条件下植物可以通过改变其基因表达和相关代谢活动来适应,探讨植物基因和蛋白表达谱的变化就成为植物逆境响应机制研究中的重要内容,蛋白质表达谱反映了植物细胞和组织的实际状态,是植物基因表达和最终代谢的关键环节。随着蛋白质分离技术、质谱鉴定技术和植物生物信息学的迅速发展,蛋白质组学在植物响应逆境方面的研究中的应用已经比较成功,加深了人们对植物响应逆境机制的认识,并为人们提供了新的线索和思维。本文主要对蛋白质组学在植物响应非生物逆境(干旱、盐胁迫、低温胁迫、高温胁迫等)和生物逆境(病虫害)的机制研究的应用上进行了综述。  相似文献   

3.
植物响应盐胁迫组学研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
盐胁迫对植物生长的影响主要表现在离子毒害、渗透胁迫以及次级氧化胁迫等,植物遭受盐胁迫时迅速启动相关基因,进行转录调控,进而合成相应蛋白质来控制代谢物合成和离子转运以调节渗透平衡。随着现代分子生物学迅速发展,对植物耐盐机理研究也深入到了转录组、蛋白质组、代谢组及离子组等水平,"组学"研究为耐盐基因鉴定及标志性代谢物的挖掘等提供了有力手段。该文对近年来国内外有关转录组学、蛋白质组学、代谢组学、离子组学的主要研究方法及在盐胁迫中的应用研究进展进行综述,以揭示植物耐盐机理,为优良耐盐碱植物的筛选与培育提供支持。  相似文献   

4.
植物逆境miRNA研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
包括生物和非生物在内的多种逆境胁迫是植物正常生长和作物产量提高的重要限制性因素。植物在长期的进化过程中, 通过诱导表达某些抵御或防卫途径的关键基因来实现对胁迫的响应。研究表明, 逆境胁迫不仅会诱导植物蛋白质编码基因的表达, 也会诱导一些非蛋白质编码基因的表达, 这类非蛋白质编码基因的表达产物在植物的生长、发育和应对逆境胁迫等过程中起到重要的调控作用。miRNA(小分子RNA)就是这类非蛋白质编码基因产物中的重要类群, 研究发现, 多种逆境均会诱导miRNA的产生, 其作用是通过引导目的基因mRNA的降解和阻止翻译过程来调控靶基因, 最终通过形态或生理上的变化达到对逆境的适应。文章主要对植物逆境胁迫下miRNA的研究, 特别是逆境胁迫诱导miRNA的产生、靶基因调控以及miRNA在植物适应逆境胁迫过程中的作用进行了综述, 同时, 文章还对在逆境胁迫下植物miRNA的研究方法进行了初步的探讨。  相似文献   

5.
植物甾醇是一类重要的生理活性物质,对植物的生长发育具有重要作用,对响应植物逆境胁迫也具有重要功能.植物甾醇是细胞膜和脂质筏的重要组分,与膜的稳定性密切相关,主要通过甾醇含量的相对变化维持膜的稳定性及影响脂质筏的生物功能响应逆境胁迫.植物甾醇作为信号分子参与逆境胁迫中的信号传导,油菜素内酯类(BRs)是植物甾醇合成途径的重要产物,作为一种重要的信号分子调控植物甾醇合成酶基因的表达以响应逆境胁迫.  相似文献   

6.
植物的生长发育容易受到外界环境变化的影响。非生物胁迫发生时, 表观遗传机制对胁迫应答基因的表达调控发挥了十分重要的作用。近年来, 调控植物非生物胁迫应答的表观遗传机制研究取得了一系列重要进展, 为进一步深入解析植物响应非生物胁迫的分子机制奠定了基础。该文对DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等主要表观遗传调控方式在植物响应非生物胁迫中的作用进行了简要综述。  相似文献   

7.
BURP蛋白家族是由一组在C-端含保守的BURP结构域的蛋白质组成,为植物界所特有。这类蛋白质在植物中普遍存在,参与植物的多种生物学过程,并在植物对胁迫的响应过程中起重要作用。该文在简要介绍了BURP蛋白结构特点及分类的基础上,对非生物胁迫下BURP蛋白基因的表达模式、BURP蛋白的细胞定位、功能及与植物耐受非生物胁迫的关系进行了综述。  相似文献   

8.
植物应答非生物胁迫的蛋白质组学研究进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
逆境对植物的生长发育产生不利影响,植物在长期适应环境中演化出了相应的机制。蛋白质是基因表达的最终产物,是细胞生命活动的基础,在逆境条件下,许多与逆境相关的蛋白质表达量发生变化。蛋白质组学技术的发展为鉴定和研究逆境响应相关蛋白提供了手段,为阐述逆境应答分子机理提供了重要的依据。本综述根据近年来采用蛋白质组学研究植物应答非生物胁迫(干旱,高盐和低温)的结果,总结并讨论了不同逆境下蛋白表达的组织特异性特点,旨在为理解植物的逆境胁迫响应机制提供更多信息。  相似文献   

9.
盐芥叶片响应干旱胁迫的蛋白质组学初步分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
盐芥是新兴起的植物非生物逆境研究模式植物,研究盐芥叶片蛋白质组对于干旱胁迫的响应,以推进对植物干旱耐受机制的认识。该研究应用双向电泳技术分析了干旱胁迫对于盐芥叶片蛋白质组的影响,结果共鉴定了63个干旱胁迫差异表达蛋白,包括丰度上调的31个,新出现的蛋白点14个,丰度下调的15个,消失的蛋白点3个。应用生物质谱分析技术确定了包括硫氧还蛋白,铁蛋白-1和凝集素在内的9个干旱胁迫响应蛋白的身份,对这些干旱胁迫响应蛋白的功能分类分析表明,盐芥的耐旱机制可能涉及自由基清除能力的增强、能量代谢的调整以及光合作用的维持。  相似文献   

10.
microRNA(miRNA)是一类由20-24个核苷酸组成的小的非编码RNA,通常通过序列互补降解或抑制其靶标基因转录后的翻译过程,从而在转录后水平上调控基因的表达。miRNA在植物基因组中普遍存在,作为一类重要的调节因子参与到植物的生长发育与逆境响应中。目前,已有研究表明高温除了诱导植物编码基因表达发生改变之外,一些非编码RNA的表达也发生了显著改变,其中miRNA作为重要的非编码RNA,参与了植物的高温胁迫响应。对植物miRNA的合成途径,作用机制以及主要功能进行了扼要阐述,重点阐述了高温胁迫下植物miRNA的作用机制,旨在为mi RNA在植物抵抗高温胁迫中的研究与应用提供新的思路。  相似文献   

11.
Heat stress is a major abiotic stress limiting plant growth and productivity in many areas of the world. Understanding mechanisms of plant adaptation to heat stress would facilitate the development of heat-tolerant cultivars for improving productivity in warm climatic regions. Protein metabolism involving protein synthesis and degradation is one of the most sensitive processes to heat stress. Changes in the level and expression pattern of some proteins may play an important role in plant adaptation to heat stress. The identification of stress-responsive proteins and pathways has been facilitated by an increasing number of tools and resources, including two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry, and the rapidly expanding nucleotide and amino acid sequence databases. Heat stress may induce or enhance protein expression or cause protein degradation. The induction of heat-responsive proteins, particularly heat shock proteins (HSPs), plays a key role in plant tolerance to heat stress. Protein degradation involving various proteases is also important in regulating plant responses to heat stress. This review provides an overview of recent research on proteomic profiling for the identification of heat-responsive proteins associated with heat tolerance, heat induction and characteristics of HSPs, and protein degradation in relation to plant responses to heat stress.  相似文献   

12.
Heat stress is a major abiotic stress limiting plant growth and productivity in many areas of the world. Understanding mechanisms of plant adaptation to heat stress would facilitate the development of heat-tolerant cultivars for improving productivity in warm climatic regions. Protein metabolism involving protein synthesis and degradation is one of the most sensitive processes to heat stress. Changes in the level and expression pattern of some proteins may play an important role in plant adaptation to heat stress. The identification of stress-responsive proteins and pathways has been facilitated by an increasing number of tools and resources, including two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry, and the rapidly expanding nucleotide and amino acid sequence databases. Heat stress may induce or enhance protein expression or cause protein degradation. The induction of heat-responsive proteins, particularly heat shock proteins (HSPs), plays a key role in plant tolerance to heat stress. Protein degradation involving various proteases is also important in regulating plant responses to heat stress. This review provides an overview of recent research on proteomic profiling for the identification of heat-responsive proteins associated with heat tolerance, heat induction and characteristics of HSPs, and protein degradation in relation to plant responses to heat stress.  相似文献   

13.
转录调控是植物生长发育、逆境反应、信号转导、抗病性等一系列基因表达的最主要调控形式,转录因子是参与基因转录水平调控过程的重要反式因子。单锌指(DNA binding with one finger,DOF)转录因子是植物特有的一类转录因子,包含一个C_2-C_2锌指结构,其N-末端保守的DOF结构域是能与DNA和蛋白相互作用的双重功能域,在植物生长发育过程中参与多种生物学过程。尽管已有研究报道DOF家族基因参与植物抗逆响应,但其在禾谷类重要粮食作物中的作用机制还极不明确。本文通过对禾本科植物DOF家族基因系统进化分析及组织表达和诱导表达分析,综述了DOF家族基因参与植物胁迫应答方面的相关研究进展,为进一步深入了解禾本科植物抗逆机制提供重要参考。  相似文献   

14.
植物质膜蛋白质组的逆境应答研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
邱丽丽  赵琪  张玉红 《植物学报》2017,52(2):128-147
质膜作为原生质体与外界环境的屏障, 除了维持正常的细胞内稳态和营养状况, 还参与感知和应答各种环境胁迫。近年来, 植物质膜蛋白质组学研究为深入分析植物应答不同生物和非生物胁迫的分子机制提供了重要信息, 已经报道了模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)等10种植物质膜应对生物胁迫(白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)感染)与非生物胁迫(冷、盐、水淹、渗透、高pH值、Fe缺乏及过量、氮素、脱落酸、壳聚糖和壳寡糖)过程的蛋白质丰度模式变化。通过整合分析植物质膜响应逆境的蛋白质组学研究结果, 揭示了质膜在植物应答逆境胁迫过程中的重要作用。植物通过调节转运蛋白、通道蛋白及膜泡运输相关蛋白的丰度变化促进细胞内外的信号传递、物质交换与运输; 同时利用膜相关的G蛋白、Ca2+信号、磷酸肌醇信号途径及BR信号途径等多种信号通路, 通过蛋白质可逆磷酸化作用感知和传递胁迫信号, 调节植物抵御胁迫。研究结果为从蛋白质水平认识质膜逆境应答分子调控机制提供了新线索。  相似文献   

15.
细胞内的囊泡运输是生命活动中一个极其复杂的动态生物学过程,参与各种植物发育过程和对环境的响应,包括植物组织细胞特异性和防御响应。该文从蛋白质分选、分泌蛋白的合成和囊泡运输的特异性对植物囊泡运输与植物的先天性免疫的关系进行了详细阐述。  相似文献   

16.
ER stress and diseases   总被引:1,自引:0,他引:1  
Yoshida H 《The FEBS journal》2007,274(3):630-658
Proteins synthesized in the endoplasmic reticulum (ER) are properly folded with the assistance of ER chaperones. Malfolded proteins are disposed of by ER-associated protein degradation (ERAD). When the amount of unfolded protein exceeds the folding capacity of the ER, human cells activate a defense mechanism called the ER stress response, which induces expression of ER chaperones and ERAD components and transiently attenuates protein synthesis to decrease the burden on the ER. It has been revealed that three independent response pathways separately regulate induction of the expression of chaperones, ERAD components, and translational attenuation. A malfunction of the ER stress response caused by aging, genetic mutations, or environmental factors can result in various diseases such as diabetes, inflammation, and neurodegenerative disorders including Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and bipolar disorder, which are collectively known as 'conformational diseases'. In this review, I will summarize recent progress in this field. Molecules that regulate the ER stress response would be potential candidates for drug targets in various conformational diseases.  相似文献   

17.
植物DNA甲基化变异对生物和非生物胁迫的响应机制   总被引:1,自引:0,他引:1  
高等植物具有复杂的机制使其对环境的变化做出响应,这种机制是通过长期进化建立起来的.它们能够对出现的生物和非生物胁迫产生响应.在分子水平上,植物对各种胁迫的响应是受多基因表达变化调控的,包括植物激素水杨酸、脱落酸等信号途径在整合、协调植物胁迫过程中起关键作用.近年来的研究表明,在植物响应胁迫这一过程中还进行着表观遗传调控...  相似文献   

18.
19.
Germination is a complex process, highly dependent on various environmental factors, including temperature and water availability. Germinating soybean seeds are especially vulnerable to unfavorable environmental conditions and exposure to long-term abiotic stresses may result in diminishing much of the yield and most importantly – restrained germination. In the present study, a proteomic approach was employed to analyze influence of cold and osmotic stress on roots of germinated soybean (Glycine max, L.) seeds. Seeds were germinating under continuous conditions of cold stress (+10 °C/H2O), osmotic stress (+25 °C/−0.2 MPa) as well as cold and osmotic stress combined (+10 °C/−0.2 MPa). Proteome maps established for control samples and stress-treated samples displayed 1272 CBB-stained spots. A total of 59 proteins, present in both control and stress-treated samples and showing significant differences in volume, were identified with LC/nanoESI-MS. Identified proteins divided into functional categories, revealed 9 proteins involved in plant defense, 8 proteins responsible for plant destination and storage and 10 proteins involved in various tracks of carbohydrate metabolism. Furthermore, a number of proteins were assigned to electron transport, range of metabolic pathways, secondary metabolism, protein synthesis, embryogenesis and development, signal transduction, cellular transport, translocation and storage. By analyzing differences in expression patterns, it was possible to trace the soybean response to long-term abiotic stress as well as to distinguish similarities and differences between response to cold and osmotic stress.  相似文献   

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