植物矮化突变体的来源及矮化机理研究进展

植物矮化是一种重要的农艺学性状,是生命科学领域研究的重要内容之一,矮化研究是植物育种工作的热点。矮化来源分为诱变矮化和自发矮化,其中诱变矮化中的物理诱变研究的内容分类详细,在航天诱变领域取得了有效的研究成果。植物矮化机理的研究主要集中于植物内源激素,主要是赤霉素、油菜素内酯,也有少量关于生长素的研究。针对不同种类植物具体详细的矮化机理,还没有明确的分类和细化的研究。总结了植物矮化突变体的来源及矮化机理。     

诱导植物抗病的几种化合物及其抗病机理

介绍了近年来发现的几种能够诱导植物产生抗病反应的化合物,这些化合物包括β氨基丁酸、龙胆酸以及油菜素类固醇,并进一步探讨了这些化合物诱导植物抗病的不同机理。     

植物中油菜素类固醇信号转导与细胞增殖(综述)

BRI1/BAK1复合体感知油菜素类固醇(BR)后,通过基因表达变化和涉及V-ATPase的快速生长诱导反应的磷酸化级联放大作用传递信号,并影响细胞增殖增长过程。本文就植物中BR调节基因表达及其信号转导与细胞增殖作一综合介绍,并对存在的问题进行探讨。     

2011年第4期《遗传》封面说明

在20世纪60年代半矮杆基因sd1的利用导致了第一次绿色革命。目前鉴定和分离的水稻矮化突变体有80多种,其中d1突变体为一类小粒矮杆突变体,因其对株高、叶夹角的显著影响及参与新型激素—油菜素内酯信号转导途径而备     

油菜内酯类似物(BRs)的生物合成与信号传导引起的植物矮化

植物体内的BRs生物合成突变或者感受BRs失调导致植物矮化。本文介绍了BRs的生物合成途径和感受途径相关的基因及其突变型,从分子水平上阐述了这些矮化类型与BRs的关系,并就BRs促进细胞伸长的机制作了一些探讨。     

赤霉素和油菜素内酯信号通路双重调控助力小麦新一轮“绿色革命”

自20世纪60年代以来,半矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的利用显著提高了小麦(Triticum aestivum)抗倒伏能力和收获指数,使得全世界小麦产量翻了一番,引发了农业第1次“绿色革命”。Rht-B1b和Rht-D1b编码植物生长抑制因子DELLA蛋白,是赤霉素(GA)信号转导途径的负调控因子。DELLA蛋白积累抑制细胞分裂和细胞伸长,导致矮化表型;同时也抑制光合作用并降低氮素利用效率,导致半矮化品种需要较高的化肥投入才能获得高产。如何“减肥增效”是实现低碳绿色农业所面临的重大问题。最近,中国农业大学倪中福团队发现了具有育种应用价值的新型“半矮秆”基因模块,证明通过对赤霉素和油菜素内酯(BR)信号通路的双重调控可实现矮秆高产小麦新品种培育。该团队鉴定并克隆了1个控制小麦株高和粒重的数量性状位点(QTL),该QTL在衡597中存在1个约500 kb的r-e-z大片段缺失,其中包括Rht-B1b基因和1个编码RING E3泛素连接酶的ZnF-B基因。研究发现,ZnF-B蛋白与油菜素内酯信号转导途径的抑制因子TaBKI1相互作用,诱导TaBKI1降解,从而促进BR信号转导。Zn...     

甾醇在调节植物生长发育中的研究进展

甾醇是一种异戊二烯类化合物,在生物的生长发育中起着重要作用。甾醇不仅是真核细胞膜的结构成分,而且也是甾醇激素生物合成的前体,在植物细胞分裂、胚胎发生和发育、参与逆境胁迫中起着关键作用。在植物中,甾醇衍生的油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)在生长发育中的多种功能已被广泛研究,BRs作为一类植物激素,协同其他激素在植物生长发育中发挥多种功能,从细胞分裂、细胞扩张、气孔导度和根系发育,BRs在植物生命周期的各个方面都发挥着重要的作用。除了这些功能外,BRs作为植物甾醇合成途径的重要产物,作为一种重要的信号分子响应逆境胁迫及调控植物的形态建成。本文对BRs合成途径中的相关基因的研究进展进行了概述,并且综述了油菜素内酯的生物合成及其在调节植物生长发育中的研究进展,最后对油菜素内酯的研究前景进行了讨论和展望。     

油菜素内酯在农业上的应用

油菜素内酯是一种新的甾体植物激素。因为最早是从油菜花粉中分离得到的,又有一个七元内酯环,所以叫做油菜素内酯。在了解了它的化学结构后,便用化学合成方法来合成,并在农业上进行应用,取得了明显进展,深受使用者欢迎。油菜素内酯主要功能和作用为以下五个方面：（1）促进作物生长和增加作物产量;（2）提高作物的耐冷性;（3）提高作物的抗病能力;（4）减轻除草剂的药害;（5）提高作物的抗盐力,增加作物的抗逆境能力。油菜素内酯无毒,由于使用浓度低,生理活性高,使用方法简便,深受农民欢迎。农业部已将它列入“中国丰收计划…     

植物的新型内源激素—油菜素甾醇类

1970年,美国学者米切尔(Mitchell)等人从油菜花粉中分离出一种具有很强生理活性的物质,称为油菜素,它能显著地促进豆类植物幼苗的生长。到1979年,美国格罗夫(Grove)等人证明了油菜素是一种混合物,提纯后具有高活性的结晶物,并鉴定了分子立体构型,定名为油菜素内酯。十多年来,有关油菜素内酯的研究发展很快,目前,至少有24种与油菜素内酯有关的化合物,从植物体内分离出来,它们被总称为油菜素甾醇类。研究发现油菜素甾醇类的     

水稻Dwarf1移码突变的新突变体鉴定

从一批水稻品种"中花11"组织培养苗里分离到一个矮化突变株"C6PS",它的T2代群体株高呈现3:1分离。利用该群体矮化单株与"珍汕97"、"牡丹江8"构建2个F2群体F2(CZ)、F2(CM),两个群体中高株与矮株均呈现3:1分离,证明该性状变异为单基因控制。"C6PS"表现型与已经报道的Dwarf1隐性突变体"d1"相似,以D1附近标记RM430检测F2(CZ)群体基因型,结果显示群体表型与RM430基因型呈极显著相关(P=0.0001),将该基因初步定位于Dwarf1附近。对"C6PS"及"中花11"进行D1序列分析显示,突变株中D1基因在其第九个外显子与第九个内含子的剪接位点上发生6个碱基的缺失,根据缺失两侧序列设计C6PS-D1L/R标记,在T2代群体该标记与表型呈现共分离,表明"C6PS"是一种新的Dwarf1突变体。cDNA测序显示突变体d1基因转录产物发生26个碱基的缺失,导致移码产生终止突变,从而无法翻译出有功能的Gα蛋白,因此,它是一个Gα功能缺失突变体。叶倾斜度检测显示"C6PS"对油菜素内酯响应比野生型"中花11"弱。     

杨树细胞色素P450类固醇单加氧酶(CYP90)基因的克隆与分析

拟南芥的CPD基因编码一种与植物油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)生物合成有关的细胞色素P450类固醇单加氧酶(CYP90 )。为探讨油菜素内酯这类新型植物激素在多年生木本植物中生物合成及作用的分子机理,以拟南芥CPD基因的一个cDNA片段为探针,从一种杂交杨 (Populustremula×tremudelois)的cDNA文库中分离出一个长 1 442bp的cDNA片段,然后再以这个cDNA的 5′区为探针,从这种杂交杨的基因组文库中分离出一个长 1 900bp的基因组DNA(gDNA)片段。测序结果表明,这段cDNA的 5′区与这段gDNA的 3′区重合; 由这段cDNA和gDNA组成的读框编码一个由 476个氨基酸组成的分子量为 63kD的蛋白质。该蛋白与拟南芥CYP90的同源性为 78 32%,比后者仅长 4个氨基酸,在所有已知的功能结构域,其中包括与BR生物合成密切相关的类固醇结合位点,也具有较高的同源性,表明CPD基因在一年生的草本和多年生的木本植物之间具有很高的保守性。系统树分析还表明,CYP90蛋白与番茄和玉米的矮化基因产物、鱼的all trans retinoicacid4 hydroxy lase及微澡青菌(Synechocystissp. )的细胞色素P450在进化上有较密切的联系。     

油菜素内酯（BR）促进植物生长机理研究进展

介绍了油菜素内酯促进植物生长,提高作物产量的作用,并简述了促进生长的生理代谢基础,通过比较油菜素内酯与生长素,赤霉素促进生长作用方式的异同,提出油菜素内酯促进生长的信号传导路径不同于其它植物激素,另外从细胞的形态发生,细胞壁扩展的机制和细胞骨架在细胞伸长中的作用等几个方面对油菜素内酯促进植物生长的细胞及分子生物学机制进行了详尽的论述。     

水稻Dwaf1移码突变的新突变体鉴定

从一批水稻品种"中花11"组织培养苗里分离到一个矮化突变株"C6PS",它的T2代群体株高呈现3:1分离.利用该群体矮化单株与"珍汕97"."牡丹江8.,构建2个F:群体FZ(CZ).FZ(CM),两个群体中高株与矮株均呈现3:1分离,证明该性状变异为单基因控制."C6PS',表现型与已经报道的.wa叨隐性突变体"dl"相似,以DI附近标记RM430检测FZ(CZ)群体墓因型,结果显示群体表型与RM430基因型呈极显著相关(P=0.0001),将该基因初步定位于Dwarfl附近.对"C6PS',及"中花11"进行DI序列分析显示,突变株中DI墓因在其第九个外显子与第九个内含子的剪接位点上发生6个碱基的缺失,根据缺失两侧序列设计C6PS-DIL/R标记,在T:代群体该标记与表型呈现共分离,表明"C6PS"是一种新的Dwafl突变体.cDNA测序显示突变体dl基因转录产物发生26个碱基的缺失,导致移码产生终止突变,从而无法翻译出有功能的Ga蛋白,因此,它是一个Ga功能缺失突变体.叶倾斜度检测显示"C6PS",对油菜素内醋响应比野生型"中花I1"弱.     

油菜素内酯（BR）促进植物生长机理研究进展

介绍了油菜素内酯促进植物生长、提高作物产量的作用,并简述了促进生长的生理代谢基础。通过比较油菜素内酯与生长素、赤霉素促进生长作用方式的异同,提出油菜素内酯促进生长的信号传导路径不同于其它植物激素。另外从细胞的形态发生、细胞壁扩展的机制和细胞骨架在细胞伸长中的作用等几个方面对油菜素内酯促进植物生长的细胞及分子生物学机制进行了详尽的论述。     

植物矮化突变体的激素调控

作者主要从赤霉素（GA）、油菜素内酯（BR）和生长素（IAA）三方面介绍了植物矮化突变体的激素水平变化及其调控,其对其他与激素调控有关的植物筹化体研究进展作了介绍。     

新型植物生长物质—BRs研究的进展

1979年,人们首次从油菜花粉中分离出油菜素内酯(brassinolide)[BR]。由于这个新型内酯具有独特的生理活性,所以被认为这是自赤霉素发现以来植物生长物质领域里最重要的发现。近10年中,油菜素内酯及与其有关的植物生长物质-油菜素内酯衍生物(brassinosteroids)[BR_s]的研究已有了很大进展。这组新的植物生长物质被誉为第六种类型的植物激素。     

油菜素内酯调控作物农艺性状和非生物胁迫响应的研究进展

植物对不利环境的适应依赖于将外部胁迫信号传递到内部信号通路中,在进化过程中形成一系列的胁迫响应机制。其中,油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)是一种类固醇激素,广泛参与植物生长发育和逆境响应过程。BRs被包括受体BRI1和共受体BAK1在内的细胞表面受体感知,继而触发信号级联,导致蛋白激酶BIN2的抑制和转录因子BES1/BZR1的激活,BES1/BZR1可直接调控数千个下游响应基因的表达。在模式植物拟南芥中的研究表明,BR的生物合成和信号转导通路成员,特别是BIN2和其下游的转录因子BES1/BZR1,可以被各种环境因子广泛地调节。本文系统总结了BR相关的最新研究进展,对BR的生物合成和信号转导是如何被复杂的环境因子所调节,以及BR与环境因子如何协同调控作物重要农艺性状、冷胁迫和盐胁迫的响应进行了综述。     

油菜素内酯生物合成与功能的研究进展

植物激素油菜素内酯广泛调节植物的生长发育及对外界环境因子变化的反应, 在作物上的应用也已引起人们的广泛兴趣。通过遗传学等手段对相关突变体及功能基因的研究为其生物合成与功能研究提供了基础。本文总结了油菜素内酯在植物各组织内的分布、生物合成、相关合成突变体及其编码基因的性质、生理功能以及与其它激素间的相互作用等。     

油菜素内酯生物合成与功能的研究进展

植物激素油菜素内酯广泛调节植物的生长发育及对外界环境因子变化的反应,在作物上的应用也已引起人们的广泛兴趣。通过遗传学等手段对相关突变体及功能基因的研究为其生物合成与功能研究提供了基础。本文总结了油菜素内酯在植物各组织内的分布、生物合成、相关合成突变体及其编码基因的性质、生理功能以及与其它激素间的相互作用等。     

青稞HvBAS1基因的克隆及表达分析

细胞色素P450单加氧酶(CYP450)是参与植物代谢的最大酶家族,其中CYP734A亚家族成员广泛参与植物激素油菜素类固醇(BRs)的失活。该研究以青稞农家品种‘肚里黄’幼苗为实验材料,通过人工合成激素24 表油菜素内酯(24 eBL)和BRs合成抑制剂油菜素唑(BRZ)处理,分析BRs对青藏高原特色作物青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f.)的影响;采用RT PCR技术从青稞中克隆HvBAS1基因,并运用实时定量PCR检测其表达特征,为深入分析HvBAS1基因的功能奠定研究基础。结果显示：(1)24 eBL能够显著促进青稞幼苗的生长,而BRZ处理后幼苗长势明显减缓。(2)从青稞中成功克隆到2个与拟南芥BRs失活基因BAS1高度同源的CYP734A亚家族基因,即HvBAS1 1和HvBAS1 2;HvBAS1 1开放阅读框全长1 629 bp,编码542个氨基酸;HvBAS1 2长1 689 bp,编码562个氨基酸,二者氨基酸序列相似性为76.42%;亚细胞定位预测结果显示二者均存在于内质网。(3)实时定量PCR检测发现,青稞HvBAS1 1与HvBAS1 2的表达模式完全不同,其中HvBAS1 1在青稞根中的表达量高于叶中,而HvBAS1 2在叶中的表达量高于根,且随着苗龄的增大,HvBAS1 1在根中的表达呈先升高后降低的趋势,HvBAS1 2在叶片中呈先降低后升高的变化趋势;BRZ处理青稞幼苗后,其HvBAS1 1与HvBAS1 2基因的表达较对照均显著下调,且HvBAS1 2下调更为明显。研究表明,HvBAS1 1和HvBAS1 2很可能都参与了青稞内源BRs的失活,但二者的功能存在差异。