植物对硅的吸收转运机制研究进展

硅(Si)能缓解生物与非生物胁迫对植物的毒害作用,Si的吸收转运是由Si转运蛋白介导的.最近,多个Si转运蛋白(Lsi)基因相继在水稻、大麦和玉米中被克隆出来,并在Si的吸收转运机制方面取得了很大进展.水稻OsLsi在根组织中呈极性分布,OsLsi1定位在根外皮层和内皮层凯氏带细胞外侧质膜,负责将外部溶液中的单硅酸转运到皮层细胞内.OsLsi2定位在凯氏带细胞内侧质膜,在外皮层中负责将Si输出到通气组织质外体中,在内皮层与OsLsi1协同作用将Si转运到中柱中.导管中的Si通过蒸腾流转运到地上部,再由定位在叶鞘和叶片木质部薄壁细胞靠近导管一侧的OsLsi6负责木质部Si的卸载和分配.在大麦和玉米中,ZmLsi1/HvLsi1定位在根表皮和皮层细胞外侧质膜负责Si的吸收,然后Si通过共质体途径被转运到内皮层凯氏带细胞中,再由ZmLsi2/HvLsi2输出转运到中柱中.ZmLsi6在细胞中的定位和活性与OsLsi6相似,推测其可能具有类似的功能,但大麦Lsi6至今未见报道.所以,Si转运机制仍需要进一步研究.     

植物凯氏带的研究进展

凯氏带是植物内皮层细胞径向壁和横向壁的带状增厚部分 ,近年来对其细微结构、化学成分、生理功能以及在植物体的存在部位等方面的研究工作已成为国内、外的研究热点。本文就凯氏带上述诸方面的研究进展 ,作一详尽的论述 ,同时还着重对凯氏带研究的新方法和新技术作了评述。最后对凯氏带的进一步研究工作提供新的启示     

植物凯民带的研究进展

凯氏带是植物内皮层细胞径向壁和横向壁的带状增厚部分,近年来对其细微结构、化学成分、生理功能以及在植物体的存在部位等方面的研究工作已成为国内、外的研究热点。本文就凯氏带上述诸方面的研究进展,作一详尽的论述,同时还着重对凯氏带研究的新方法和新技术作了评述。最后对凯氏带的进一步研究工作提供新的启示。     

植物根中质外体屏障结构和生理功能研究进展

综述了近10年来植物根中质外体屏障结构和功能的研究进展。质外体屏障指根中内、外皮层初生壁的凯氏带,或次生壁栓质化和木质化,以及植物体表角质层组成的保护组织,能隔绝水、离子和氧气不能自由进出植物体的屏障结构,具有保护植物体的生理功能。根中凯氏带的分子发育机理研究表明根内皮层类似哺乳动物上皮组织的保护作用。植物根中质外体保证内部各种生理代谢在稳定的内部环境中进行,是植物适应各种逆境的重要屏障结构。根中质外体屏障在植物适应干旱、洪涝灾害、离子胁迫和病虫害的侵袭等方面具有重要作用,在探索适应并修复极端生态环境的植物资源中有广阔的应用前景。     

WRKY转录因子功能研究进展

植物各种诱导型基因的表达主要受特定的转录因子在转录水平上的调控.转录因子结构和功能的研究近年来成为植物分子生物学、细胞分子生物学和分子遗传学研究领域的重要内容.WRKY转录因子在拟南芥中有74个成员,水稻中有100多个成员,在生物胁迫及非生物胁迫方面发挥着非常重要的作用.该文就近年来国内外关于WRKY转录因子家族的结构与起源进化和在植物损伤、衰老、发育及代谢等过程中参与的调控功能,以及在植物防御反应中对防御相关基因表达的调控及参与的植物激素类信号途径等方面的研究进展进行了综述,为全面解析WRKY转录因子家族的结构与功能提供了新的视点.     

蒙古黄芪营养器官的解剖结构研究

通过对蒙古黄芪营养器官解剖结构研究表明,根为典型的双子叶植物根的结构,初生结构由表皮、皮层和维管柱组成,初生木质部和初生韧皮部在分化过程中呈外始式,初生木质部四原型,皮层内具凯氏带;茎由表皮、皮层和维管柱组成,维管束为外韧无限维管束;叶为异面叶,由表皮、叶内和叶脉组成,栅栏组织排列紧密且整齐,细胞呈长柱形,海绵组织排列疏松且不整齐,细胞呈海绵状,有大量气隙,叶脉维管束发达,为外韧无限维管束,叶上下表皮均具有气孔.     

牛膝根的发育解剖学研究

应用植物解剖学方法研究了牛膝(Achyranthes bidentataBlume.)根的发育过程.研究结果表明,牛膝根的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生结构、次生结构和三生生长5个发育阶段.原分生组织具有典型分生组织的细胞特征;初生分生组织包括根冠原、表皮原、皮层原和中柱原;初生结构由表皮、皮层和中柱组成.其内皮层细胞上凯氏带明显.初生木质部多为二原型;次生结构从外到内由周皮和次生维管组织组成,其木栓形成层由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成,次生结构中,次生维管组织占主要地位;牛膝根的进一步加粗主要是由于三生结构的发生和分化.第一圈额外形成层产生于次生韧皮部外侧的薄壁组织细胞和射线细胞,以后的每一圈由前一圈向外衍生的薄壁组织细胞产生.额外形成层无纺锤状原始细胞和射线原始细胞之分,在切向纵切面上呈叠生排列.三生维管束以离心方式排列成整齐的同心环状,由薄壁结合组织将其彼此分开,其圈数与额外形成层的圈数是一致的,随着根的个体发育而不断增加.     

皮层蛋白介导斑马鱼(Danio rerio)原肠化细胞运动

在胚胎发育过程中, 细胞运动对指导原肠期胚胎细胞的时空定位并决定其发育命运具有核心作用, 然而活体状态下原肠化过程中细胞运动的调控机制目前并不清楚. 微丝结合蛋白皮层蛋白(cortactin)是微丝核化过程的重要调控分子, 它通过激活微丝相关蛋白2/3复合物(Arp2/3 complex)促进微丝在细胞前导缘区域迅速组装, 从而直接作用于细胞运动. 为阐明斑马鱼(Danio rerio)原肠化细胞运动的分子调控机制, 本研究首先检测了皮层蛋白在斑马鱼胚胎发育过程的表达水平. Western blotting分析证明皮层蛋白在斑马鱼原肠期胚胎中大量表达; 整装胚胎抗体染色结果表明在斑马鱼原肠化过程中, 皮层蛋白主要分布于胚胎背侧胚盾区域的细胞中, 在发生活跃运动的上皮层细胞和下皮层细胞中含量较高;在亚细胞水平, 皮层蛋白和Arp2/3复合物共同定位于运动的皮层区域, 并在细胞连接处也有大量分布. 此外, 研究还发现皮层蛋白在发育中的中枢神经系统中表达量较高. 本研究结果首次表明皮层蛋白和Arp2/3复合物介导的微丝聚合参予了斑马鱼原肠化细胞运动, 并在中枢神经系统发育中扮演重要角色.     

单子叶植物根的内皮层及其观察方法

裸子植物和具有少量次生长的双子叶植物根的内皮层细胞通常都具有径向壁和横壁加厚而成的凯氏带结构。但多数单子叶植物和少数双子叶植物(没有次生生长的种类)根的内皮层细胞只有在发育的早期(幼根)具有凯氏带,发育的后期(较老的根)内皮层细胞壁内敷贴了一整层栓质层,随后细胞壁又经过了五面加厚(只有邻接皮层一面的壁没有加厚)或六面加厚(即全部细胞壁都加厚),加厚部分都经过了木质化,因此这时就看不到凯氏带了。由于内皮层细胞内敷贴了一整层栓质层,这类植物根的维管柱似乎被一层不透水的套子所隔开了。实际不然,因为并不是全部内皮层细胞都具有五面或六面加厚的壁,通常有一部分内皮层细胞,就是在根的横切面上靠近木质部角端的那一部分内皮层细胞,仍有未栓质化、未加厚、只有凯氏带的纤维素薄壁,这一部分内皮层细胞     

植物凯氏带形成分子机制及功能特点的研究进展

凯氏带位于被子植物初生根内皮层细胞,环绕细胞1周,是与质膜紧密结合的非极性带状增厚结构。凯氏带作为植物根中离子径向运输障碍,调节离子的质外体吸收途径,迫使土壤中的离子通过内皮层细胞膜,选择性地进入中柱。凯氏带发现于1865年,但直至拟南芥凯氏带蛋白的发现和凯氏带阻滞作用物质基础被揭示,凯氏带的形成机理和功能才逐渐为人们所认知。凯氏带的物质基础为木质素,其形成需要由凯氏带蛋白和受体激酶组成的合成平台。细胞内部的木质素单体经ABCG载体运输到凯氏带的形成区,经ESB1dirigent蛋白、RBOHF氧化酶和PER64过氧化物酶等催化,合成木质素。该文对近年来国内外有关凯氏带形成的分子机制和功能特点方面的研究进展进行综述,为进一步理解和解析凯氏带的形成机理和功能提供参考。     

菖蒲营养器官的解剖结构特征及其生态适应性

采用石蜡切片法和组织离析法观察湿地植物菖蒲Acorus calamus营养器官的解剖结构特征,并探讨与菖蒲生态适应性的关系。结果表明,菖蒲根状茎具有不定根,不定根的表皮由一层细胞组成,排列紧密;皮层由多层薄壁细胞组成,薄壁细胞破裂形成多数的通气道;内皮层存在细胞壁马蹄形加厚的凯氏带,维管柱具5原型初生木质部,具4~10个大型导管,形成发达的通气组织。根状茎外层表皮细胞类方形,外壁增厚;基本组织近表皮有厚壁细胞团,皮层薄壁细胞呈链状排列,中间有较大的通气组织,内皮层形成凯氏带,有大量导管附着在凯氏带周围;维管束散生于基本组织,中柱维管束为周木型。根状茎部分区域存在与内生菌共生形成的结瘤。叶是等面叶,叶肉组织薄壁细胞破裂形成大的通气组织,叶脉具有限外韧维管束,中间有一较大的导管。菖蒲的解剖结构特点与其湿地生长环境相适应,根状茎存在结瘤状内共生菌,具有净化污水作用,不定根发达适于分株繁殖。     

脑功能成像用于疼痛相关情绪的研究进展

本文综述了近年来脑功能成像技术应用于疼痛情绪研究的进展,介绍了不同的皮层亚区和皮层下结构在疼痛相关情绪的产生和调控中的作用.指明了扣带回、前额叶皮质、岛叶、海马结构和杏仁核在疼痛相关情绪产生以调控过程中所起的作用.     

热胁迫下沙门菌细胞结构和特性变化研究进展

沙门菌(Salmonella)是一种非常重要的食源性致病菌.由于食品基质的保护作用,有些沙门菌可以抵抗热胁迫而存活下来.存活细胞往往因为热胁迫或应激而导致细胞结构、生理特性、基因及蛋白表达发生变化,并会进一步对食品原料和加工环境造成持续污染.本文主要综述沙门菌在热胁迫前后细胞形态、菌体组分、细胞壁和细胞膜结构等方面的变...     

硅对大麦根系中离子的微域分布的影响及其与大麦耐盐性的关系

运用X射线电子探针研究了硅对盐胁迫下两个耐盐性不同的大麦品种根系中离子微域分布的影响及其与大麦耐盐性的关系. 结果表明, 不管是盐敏感品种还是耐盐品种, 盐胁迫(120 mmol/L NaCl)处理的根系表皮、皮层和中柱细胞中钠、氯离子的X 射线峰均较高, 且主要集中分布在表皮和皮层细胞中, 而钾峰较低; 盐胁迫处理加入1.0 mmol/L硅后, 根系表皮、皮层和中柱细胞中钠、氯离子的X射线峰显著降低, 且钠、氯离子在根系表皮、皮层和中柱细胞中呈现均匀分布, 而钾峰则大幅度提高. 这一结果为作者先前得到的结果, 即硅降低盐胁迫大麦对钠离子的吸收, 提高对钾离子的吸收提供了有力的证据, 表明硅对根系中离子含量及其微域分布的影响是硅提高大麦对盐胁迫抗性的机制之一.     

植物非生物胁迫诱导启动子顺式元件及转录因子研究进展

顺式作用元件(cix-acting element)是与结构基因串联的特定DNA序列,是转录因子的结合位点,它们通过与转录因子结合调控基因转录的精确起始和转录效率,在植物基因表达调控过程中起着重要的作用.非生物胁迫诱导基因的表达受其上游启动子顺式作用元件及转录因子的调控,目前已发现了多种与非生物胁迫相关的顺势作用元件及转录因子,如DRE元件及DREB类转录因子、MYB元件及MYB类转录因子、GT-1元件及GT-1类转录因子等.顺式作用元件及转录因子的研究对研究植物非生物胁迫相关基因的表达调控具有重要意义,综述植物非生物胁迫诱导启动子功能元件及转录因子的研究进展.     

ABA与植物胁迫抗性

ABA是一种重要的植物激素,受到生物胁迫和非生物胁迫的调控,在植物对胁迫耐受性和抗性中发挥着重要作用。本文着重阐述了植物胁迫对ABA的生物合成和代谢的调控、ABA在调控气孔关闭和调控基因表达从而调控植物耐逆性方面的作用,以及植物胁迫信号转导途径间的联系和交叉。     

WRKY对糖调控园艺作物冷适应的研究进展

植物的糖既能参与细胞的碳和能量代谢,又能作为信号分子促进植株生长发育并参与调控植物对逆境胁迫的响应。目前诸多研究表明抗寒锻炼中可溶性糖的积累有助于保护植物抵御冻害,黄瓜等园艺作物的抗冷性在外源施糖后提高,但具体机制尚未明确。糖能够促进植株通过表观形态、生理生化及分子水平等方面对非生物逆境胁迫响应、调控植株的抗性。糖代谢过程与脱落酸(ABA)等植物激素的调控密切相关。WRKY作为ABA相关逆境应答信号通路中的核心转录因子,同是糖代谢调控机制中的重要因子,或许在响应冷胁迫的相关代谢机制中参与发挥着重要作用。综述了糖对园艺作物冷适应的响应及调控的分子机理,并分析讨论了WRKY家族对园艺植物糖调控冷适应效应响应的机理。     

植物盐胁迫应答蛋白质组学分析

土壤盐渍化是限制植物生长和分布的关键因素之一,揭示植物盐胁迫应答的分子机理是借助分子生物学手段提高植物耐盐性的基础.近年来,人们利用高通量蛋白质组学技术分析了拟南芥、水稻等19种植物的盐胁迫应答蛋白质表达图谱.从植物类群(盐生植物和甜土植物)、组织器官(根、地上部分/茎、胚根和胚轴、叶片、花序和配子体)、细胞(悬浮培养细胞、愈伤组织细胞和单细胞生物)和亚细胞结构(叶绿体、质膜和质外体)几方面整合分析了植物盐胁迫应答蛋白质组表达模式特征,主要特征包括:(1)盐生植物通过全面调节细胞骨架重塑、离子转运和区隔化、渗透平衡、活性氧(ROS)清除、信号转导、光合作用和能量代谢等信号与代谢网络体系,获得相对较高的抗/耐盐能力;(2)植物地上部分(叶片、茎、配子体)或光合组织细胞(悬浮培养细胞、愈伤组织细胞和单细胞盐藻)通过调节参与光合作用、碳和能量代谢、ROS清除过程蛋白质的表达模式应对盐胁迫环境;(3)植物地下部分(根、胚根)通过调控信号转导和离子转运相关蛋白质感知/传递盐胁迫信号并维持离子平衡;(4)花序中参与渗透调节、转录调控、蛋白质加工和ROS清除的蛋白质在盐胁迫条件下变化显著;(5)叶绿体通过调控参与光合作用、蛋白质加工和周转,以及氧化还原系统平衡等过程应对盐胁迫;(6)质外体中参与细胞壁代谢、胁迫防御和信号转导过程的蛋白质受盐胁迫影响明显;(7)细胞膜中参与维持膜结构稳定、物质/离子运输和信号转导过程的蛋白质对植物盐胁迫应答具有重要作用.这些分析为深入研究植物耐盐的分子机制提供了重要信息.     

可变剪接与细胞凋亡调控

细胞凋亡(apoptosis)是多细胞生物的一种基本生命活动,在机体的生长发育、免疫调节及维持内环境稳定等各方面扮演着重要的角色.遗传和生化研究表明,细胞凋亡受到复杂而精细的调控.转录水平、翻译后水平等各种层次的调控,构成了一个复杂的凋亡调控网络.     

ABA 与植物胁迫抗性

ABA是一种重要的植物激素, 受到生物胁迫和非生物胁迫的调控, 在植物对胁迫耐受性和抗性中发挥着重要作用。本文着重阐述了植物胁迫对ABA的生物合成和代谢的调控、ABA在调控气孔关闭和调控基因表达从而调控植物耐逆性方面的作用, 以及植物胁迫信号转导途径间的联系和交叉。