植物响应缺钾胁迫的机制及提高钾利用效率的策略

钾是植物体内含量最大的阳离子,在植物生长发育过程的诸多生理生化反应中起关键作用。缺钾会抑制植株根系的生长,使根冠比降低;同时阻碍光合产物的合成和向韧皮部转运,导致生物量下降。因此,提高植物钾营养的吸收转运和利用效率对于作物品种改良和增产具有重要的理论和生产实践意义。该文综述了植物响应低钾的生理机制和提高植物钾利用效率的四大策略,并对改善钾营养吸收利用以提高作物产量和品质进行了讨论及展望。     

高等植物胁迫诱导型启动子的研究进展

逆境胁迫严重影响植物生长发育,降低作物产量。目前在植物抗逆基因工程中,大多使用组成型启动子驱动目的基因表达,组成型启动子的表达虽然能提高转基因植株的抗逆性,但持续过量地表达转化的外源基因有时会阻碍植物的生长且降低其产量。因此,诱导型启动子的研究具有重要的应用价值。该文对近年来植物在逆境胁迫处理下,一些诱导型启动子的种类和功能,可能具有的顺式作用元件,反式作用因子及其研究方法进行了综述。     

植物阶段发育理论在小麦生产实践中的应用

李森科院士的植物阶段发育理论,正确地揭露了植物生长与发育的本质及其相互联系,因而使人们已能控制植物的生长和发育,主动地进行作物生产。大家都知道,为了放牧而种植的牧草,要达到高额的收获,就必须创造条件,使牧草能旺盛地生长而具有较少的发育;而以籽实为主要经济收益的作物,只有在繁旺的生长和充分的发育条件下,方能达到高额产量。因为作物的收获物是生长和发育在一定程度上结合的结果,人们只有对植物的生长发育了解得愈清     

Mogen成为首家生产抗真菌侵染的遗传工程植物的公司

荷兰植物生物技术公司Mogen International nv获得了大量抗真菌侵染的遗传工程植物。该公司是首先用番茄检测对镰孢属Fusarium wilt(每年造成作物减产损失达数百万美元的一种真菌)耐受性的。结果证明,植物生物技术手段有可能优于常规育种方法。已证实常规方法不能防治一些植物中的Fusarium。Mogen希望利用其技术生产对真菌侵染敏感性低的农学和园艺学植物品种,使种植者能够栽培现不能栽培的某些植物并提供取代杀真菌剂的生防剂。     

2—氯乙基三甲基氯化銨(CCC)及其有关化合物对植物生长的抑制作用及其应用

最近发展的一类植物生长抑制物质(growth retarding substances)如Amo-1618、phosfon、CCC~(**)及其他有关化合物,能对許多植物的生长起抑制作用,使植株莖杆粗短,叶色深綠。在許多情况下,不但不影响开花結实,且能使作物产量提高。关于这类物质的性质及作用最近已由Cathey作了較详細的評述。     

对于作物生产的生态学思考

在人类发展的不同时期,作物产量的判别标准也是不同的(Evans,1993)。产量指标的变化意味着产量限制因子的变化,同时受到青睐的植物性状也将随之发生改变。1　作物产量指标的演变a)前农业时期:收获速度　当人类最早在野生小麦植丛中收获籽粒时,他们可能更关注的是在籽粒脱落之前被收集的速度。是否易于收获决定了植物被驯化的早晚。b)农业早期:收获的种子量与播种量比率　一旦种植开始,新的标准就产生了。可以说自从有农业以来,大多数时间人们采用的产量指标都是收获量与播种量的比率。粮食总产的提高主要是通过扩大耕地面积而实现的。c)现…     

正交试验分析不同作物的产量、含硒量与土壤酸碱度、硒酸盐、亚硒酸盐含量的相关性

采用正交试验研究了碎米荠、韭菜、大豆、马铃薯的产量、含硒量与土壤酸碱度、硒酸盐、亚硒酸盐含量的关系。结果表明:影响作物含硒量最大的因素是作物品种,不同作物间差异极显著。在土壤中施用硒酸钠和亚硒酸钠均能够提高作物含硒量,用量均以1.0 mg/kg为宜;硒酸钠会使作物产量降低,用量过高使作物硒吸收总量下降;土壤pH值增加有利于植物对硒的吸收,但综合考虑作物产量、含硒量和硒摄入总量,土壤适合的pH值应在6.7～7.9之间。     

试论麦类作物非水力根信号与生活史对策

从植物非水力根信号的生理调节作用和生活史进化解度看,在水分亏缺条件下,自然选择会导致植物产生大量根系以增加对水分的竞争能力,而浅根系则可在干旱来临时,以快速反应的根信号来调节和平衡植株水分状况,度过干旱时期。但是,自然选择压力下的植物特征往往不利于作物籽粒产量这一种群水平上的属性的改善。作物产量的提高过程是一个不断加强的人工选择过程。在作物生产中,作物水环境得到了改善,强大的多年生竞争者基本消失,     

植物镁离子转运及镁胁迫响应机制研究进展

镁离子是植物生长发育所必需的矿质元素,参与植物光合作用、碳水化合物代谢等一系列生理生化反应.缺镁严重影响植物生长发育及作物产量和品质.植物细胞中镁含量过高也会抑制植物生长,导致植株产生镁中毒症状.因此,植物细胞中镁离子动态平衡对于维持植物正常生长发育极其重要.植物细胞中镁离子动态平衡由定位于细胞膜及不同细胞器膜的镁离子...     

伤根对玉米光合作用和水分利用效率的影响

1　引　　言在世界范围内 ,水资源的短缺日益受到人们的关注 ,农业水资源的高效利用已是世界农业亟待解决的主要问题 .因此 ,现代农业不应再单纯满足于高产 ,还应着眼于节约资源 ,提高水资源利用效率 .近年来 ,为了提高产量及水分利用效率 ,农业科技工作者在植物 水分方面做了大量的工作[1～ 3 ,5～ 7,9～ 12 ] .在人类的农业生产实践中 ,水稻插秧、幼苗移栽以及对作物的中耕等都可以使植株生长状况好转 ,作物产量提高 ,而这些措施都会对植物根系产生一定的影响 .对作物根系进行人为的伤害 ,也可能会改善作物生长状况 ,调节作物对有限土壤水…     

减量施氮对玉米-大豆套作体系中作物产量及养分吸收利用的影响

通过田间试验研究了种植方式(玉米单作、大豆单作、玉米-大豆套作)和施氮水平(0、180、240 N kg·hm-2)对玉米和大豆产量、养分吸收及氮肥利用的影响.结果表明:与单作相比,玉米-大豆套作体系中玉米籽粒产量、地上部植株N、P、K吸收量及收获指数略有降低,而大豆籽粒产量、地上部植株N、P、K吸收量及收获指数显著提高.玉米-大豆套作系统的套作优势随施氮量的增加而降低,与当地农民常规施氮量(240 kg·hm-2)相比,减量施氮(180kg·hm-2)处理下玉米和大豆产量、经济系数,以及N、P、K吸收量和收获指数、氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率显著提高,土壤氮贡献率降低;与不施氮相比,减量施氮降低了玉米带土壤的全N、全P含量,提高了大豆带土壤的全N、全P、全K含量和玉米带土壤的全K含量.减量施氮水平下,玉米-大豆套作系统的周年籽粒总产量、地上部植株N、P、K总吸收量均高于玉米和大豆单作,土地当量比(LER)达2.28;玉米-大豆套作系统的氮肥吸收利用率比玉米单作高20.2%,比大豆单作低30.5%,土壤氮贡献率比玉米和大豆单作分别低20.0%和8.8%.玉米-大豆套作减量一体化施肥有利于提高系统周年作物产量和氮肥利用率.     

干旱,半干旱地区作物育种的困惑与出路

粮食问题主要取决于一年生谷类作物产量。作物产量低而不稳的原因主要是病虫害及各种胁迫生境,其中干旱缺水为最大的产量限制因素,提高作物生产力的途径有二：其一是改善作物的生长环境,其二是通过育种手段选育在各肿胁迫环境中具有优良表现的基因型（品种）。矮秆化育种手段使水肥充裕区小麦产量有显著的提高,是通过提高收获指数获得的。干旱、半干旱地区育种却未能获得显著效果,要提高干旱、半干旱地区小麦育种的成效,对干旱     

设施作物响应UV-B辐射的研究进展

基于生态学和能量角度,早期对增强UV-B辐射影响植物生长发育及光合能力的报道多为负面性报道,例如,损伤DNA、改变蛋白质结构;增加活性氧及细胞膜透性;破坏光合作用;使植株矮化、株型缩小,抑制生长等。然而,UV-B并不是只对植物有不利影响,特别是在设施内UV-B不足或缺乏的情况下,适量补充反而有利于作物体内修复机制的激活,表现出对生长、产量和品质的正向调控。本文综述了设施栽培作物的信号转导、次生代谢物质、光合能力、生长发育、果实品质及产量等响应UV-B的研究进展,以期为设施栽培生产中UV-B的合理利用提供参考。     

使植物如何耐盐

含盐土壤是作物种植者的一个主要难题,任何能在这样的毒性环境下成活的植物必将大规模增产。加利福尼亚大学(San Diego)的Francisco Rubio、Walter Gassmann和Julian I.Schoeder使小麦蛋白基因发生耐盐突变,可最后导致作物发生遗传变异以抵御含盐土壤。     

植物中DREBs类转录因子及其在非生物胁迫中的作用

低温、干旱、高盐等非生物胁迫能够严重影响植物的生长及作物的产量。最近发现了许多调控多种与逆境相关基因表达的转录因子, 其中DREBs类转录因子能够通过与含有DRE/CRT顺式作用元件的抗逆相关基因启动子区相互作用, 进而调控一系列抗逆基因的表达, 使植物品质得到综合改良从而提高植物对非生物胁迫耐受力。文章通过对DREBs的结构、表达调控、作用方式及机理进行总结, 并结合其在植物胁迫信号通路中的作用以及提高转基因植株胁迫耐受性的最新研究成果加以综述, 并对其在农业生产中的应用前景进行展望。     

植物中的活性氧研究概述

活性氧作为有氧代谢的副产物不断在植物体内产生。在正常的生长环境条件下,植物将产生活性氧(reaction oxygen species, ROS)作为信号代谢分子以调控不同的代谢反应,例如病毒防御、细胞程序性死亡和气孔开闭等;当氧化胁迫发生时,胞内活性氧稳态受到严重破坏,影响作物的生长发育,从而降低作物产量及品质。为了降低因过量活性氧对植物体所造成的伤害,植物体内进化出了两种活性氧清除系统:酶清除系统和非酶清除系统。本文就此对植物在生长发育过程中ROS的产生、利弊、清除机制以及在作物改良上应用的可能性进行了系统的讨论。     

中国四川旱坡地植物篱农作系统能流特征

关于农业生态系统能流特征的研究很多,但关于植物篱农作系统能流特征的研究很少。在四川盆地雨养丘陵农区,2/3的耕地土壤侵蚀严重,为了控制土壤侵蚀和提高耕地生产力,该区域大量栽种了植物篱。该研究通过了解作物与植物篱之间的能流交付作用,通过系统能量投入水平提高与结构优化,建立环境友好的农作系统,最终实现坡地农业的可持续。通过两年田间小区试验,详细记录所有劳力投入、化肥投入、农药投入、农事管理活动以及落叶的数量并折算为标准能量单位。作物收获后所有生物产量的能量根据其各部分的转换值折算为标准能量。系统能流特征及效率通过统计分析完成。通过研究主要获得了以下3个结论:1)“作物-植物篱”系统产出能和输入能的数量和结构变化主要受植物篱子系统类型的影响。与大面积旱坡地传统农作物生产系统比较,植物篱农作系统能有效提高系统光能利用率、人工输入能效率,耕地单位面积总产出能也会增加,坡度越大,相对增幅亦越大;由于能极显著减少无机能施入量,这有利于降低化肥农药使用量,减少对环境的污染和破坏。2)“作物-果树类植物篱”系统输入能总量和有机能输入量大幅度增加,因此有利于优化输入能结构,促进坡地生态系统良性循环和集约高效农业发展。3)“作物-草本植物篱”系统人工辅助能的输入量大幅度下降,由于它所需投入能少,有机能耗和无机能耗均低,人工输入能效率很高而生物产量也较高,并且它们提高了与其间作的其它作物的能量产投比,因此提升了整个系统能量产投比率;由于保水固土的生态功能显著,使它能在四川广大山地、丘陵区退耕还林还草工程中发挥重要作用。     

硒对植物吸收转运镉影响机制的研究进展

硒是人和动物必需的微量营养元素之一,在植物中可抵御体内自由基伤害、提高作物产量和质量,并且可以有效缓解植物重金属的胁迫和积累。综述了在不同植物中硒对镉吸收转运影响的研究进展,探讨了硒缓解镉胁迫的机制,以期为采取措施降低农产品镉污染提供参考。     

赤霉素的研究——Ⅱ.赤霉素对四种蔬菜的刺激效应

近数年来,世界各国相继发表了很多有关赤霉素对植物的效果试验的报导。绝大多数情况,都肯定了赤霉素具有促进植株生长、提前开花结实、和打破种子休眠、催速发芽等性能。但是在农业实践中应用赤霉素来提高作物产量的问题,到目前为止,尚未获得肯定的结论。     

植物谷氨酰胺合成酶研究进展及其应用前景

氮素是制约作物产量的主要营养元素之一,谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthase,GS;EC 6.3.1.2)是氮素代谢途径中的关键酶。目前,拟南芥、水稻、小麦和玉米等植物中的GS成员均已被分离鉴定。研究表明,超表达GS能够提高植物对氮素的利用效率,从而在植株的生长发育特别是产量形成过程中发挥重要作用,但是其功能在不同植物上并不完全一致,可能与GS基因受到转录和翻译后等水平的调控有关。以下综述了植物GS基因分类、QTL定位、对氮素代谢响应、组织表达特异性、生物学功能及其分子调控机制等方面的研究进展,并展望了植物GS基因的应用前景,以期为利用GS基因来提高植物氮素利用效率提供具有参考价值的信息。