植物bZIP参与胁迫应答调控的最新研究进展

bZIP蛋白包含两个结构域,即高度保守、与DNA相结合的碱性区域,以及多样性的亮氨酸拉链,为植物中最大的转录因子家族之一。bZIP以同源或异源二聚体的形式,通过与顺式作用元件G-box、C-box、ABRE、LTRE和BoxII相结合,调控下游相关基因如ERF5、KIN1、CORl5A、COR78、CYP707A1、CYP707A3、ADS和CYP71AV1的表达。植物bZIP参与调控花的发育、种子成熟、休眠和衰老等诸多生物学过程,在盐害、干旱、冷害、渗透胁迫、机械损伤等非生物胁迫以及ABA信号的响应中担任重要作用。另外,bZIP通过水杨酸、茉莉酸及ABA信号转导通路,参与植株对虫害、病原体感染等生物胁迫的应答调控。重点综述了bZIP转录因子的结构特点、分类特征和作用机理,并对植物bZIP在生物和非生物胁迫应答中的最新研究进展进行了全面的介绍。该综述旨为后续深入探究bZIP转录因子的胁迫相关功能提供理论依据和研究思路。     

植物小分子信号肽参与非生物逆境胁迫应答的研究进展

植物小分子信号肽（small signaling peptides, SSPs）是一类蛋白长度小于120个氨基酸的小肽,作为新型信号分子在植物应答非生物逆境胁迫中发挥重要的作用。植物中含有千余种SSPs,多种多样的结构特点、修饰过程与不同受体的结合发挥其特异的功能,参与植物与环境之间的互作。挖掘鉴定植物SSPs功能基因,解析它们应答非生物逆境胁迫的调控机制,对增强植物抗性、改善植物生长具有重要的理论与实践意义。植物SSPs主要包括胞外非分泌型小肽、胞内非分泌型小肽、胞外翻译后修饰分泌型小肽和胞外富含半胱氨酸分泌型小肽四大类。介绍了四类植物SSPs的结构、特征;阐述了它们以SSP配体结合LRR-RLK受体激酶完成信号转导过程,以激活下游抗性基因表达为模式的调控机制;重点综述了它们在干旱、高温、盐渍、营养等非生物逆境胁迫应答中的生物学功能及调控机制。最后讨论了植物SSPs未来研究的方向和有待解决的问题,还对SSPs类生长调节剂的开发前景进行了展望,旨在为提高植物应对环境胁迫和实现农业可持续发展提供新的思路和路径。     

植物内质网胁迫应答研究进展

内质网是所有分泌蛋白和大部分膜蛋白合成和折叠的场所。当植物处于逆境时,错误折叠和未折叠蛋白会大量积累在内质网,导致内质网胁迫,为了缓解胁迫,细胞会启动保守的未折叠蛋白应答途径去帮助蛋白折叠,或将错误折叠蛋白降解。内质网胁迫应答在植物发育、抗逆、抗病等过程中发挥了重要的作用。总结了近年来内质网胁迫在植物中的相关报道,对膜结合转录因子和内质网胁迫之间的关系进行了阐述,并提出在研究内质网胁迫途径中未解决的问题,以期为进一步理解内质网胁迫和抗逆的关系提供一些参考。     

植物应答非生物胁迫的蛋白质组学研究进展

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。     

植物应答低温胁迫机制的研究进展

低温是植物生长过程中遇到的主要环境胁迫因子之一,而植物响应低温胁迫是一个多因素协同作用的过程,涉及到复杂的基因表达调控网络。尤其是低温下植物体内生理生化、细胞骨架结构及基因表达调控等方面的改变及相关机制,一直受到研究者的普遍关注。该文主要从细胞学及分子生物学等角度入手,将低温胁迫下植物对低温的响应及可能机制进行综述,着重对植物通过细胞内部细胞器结构与功能的改变来抵御或适应低温,尤其对细胞骨架,以及低温信号转导受体及中间体、下游胁迫相关基因的表达及其在细胞内部的调控及应答机制等方面的作用进行探讨,为耐低温植物新品种的培育及农业生产实践提供理论指导。     

植物应答逆境胁迫的蛋白质组学研究进展

逆境胁迫是制约植物生长发育、影响作物产量和质量的关键因子,揭示植物应答胁迫的分子机理一直是人们长期探索的重大课题.随着拟南芥、水稻等模式植物基因组测序的完成,植物基因组学的研究重点已经转变为功能基因组学研究,蛋白质组学是后基因组时代的新兴研究领域,它有助于人们从分子水平上了解植物耐受胁迫的机制.介绍了植物应答非生物胁迫,如盐胁迫、温度胁迫、干旱胁迫、营养胁迫和机械伤害等,以及生物胁迫,如病菌侵害的蛋白质组学最新研究进展,并探讨了利用蛋白质组学技术研究植物抗逆性方面的优势和前景.     

植物氧化胁迫信号应答的研究进展

干旱、盐害以及极端温度等非生物胁迫是影响植物生长发育的重要因子。植物在遭受胁迫时,活性氧的快速积累导致胞内氧化还原稳态被打破,进一步诱导产生次级氧化胁迫损伤。除了初级非生物胁迫胁迫信号外,植物细胞也需要产生一系列的次级氧化胁迫信号。氧化还原信号的感知与传递在植物氧化胁迫应答过程中发挥重要的作用,其生物化学基础是功能蛋白质发生的氧化还原翻译后修饰,分别又由多种具有氧化还原活性的小分子介导。本文综述了近年来植物氧化还原信号的研究进展,展望了未来的研究方向,以期为研究植物氧化胁迫应答及氧化还原信号转导提供参考。     

14-3-3蛋白参与植物应答非生物胁迫的研究进展

14-3-3蛋白是一种在真核生物细胞中普遍存在且高度保守的蛋白。该蛋白在大多数物种中由一个基因家族编码,并以同源或异源二聚体的形式存在。不同的14-3-3蛋白同工型具有不同的细胞特异性,可通过识别特异的磷酸化或非磷酸化序列与靶蛋白相互作用。14-3-3蛋白在植物生长和发育的各个方面都起重要作用。本文主要围绕植物14-3-3蛋白的种类、结构、磷酸化或非磷酸化识别序列及其响应干旱、冷冻、盐碱、营养和机械胁迫等的分子机制研究进展进行综述。     

植物盐胁迫应答转录因子的研究进展

盐胁迫会导致植物受到初级的渗透胁迫和离子毒害以及次级的氧化胁迫和营养胁迫,严重制约了农业生产.植物盐胁迫应答转录因子能够通过调节下游靶基因的表达减轻盐胁迫对植物造成的伤害.文中基于土壤盐渍化及其对植物的危害、转录因子在植物盐胁迫信号转导网络中的中枢调节作用,综述了盐胁迫应答转录因子参与的盐胁迫信号转导途径、通过形成同源...     

植物脂质应答逆境胁迫生理功能的研究进展

脂质是生命有机体中一类重要的化合物,可以参与并调节多种生命活动,并且在植物应答非生物胁迫(盐胁迫、干旱胁迫和温度胁迫等)过程中发挥着重要生理功能.但长期以来,对于脂质的研究多集中于动物细胞和医学领域,却疏于关注植物研究领域.借助于"组"学思想和生物技术的快速发展,脂质组学由于可以深层次、全面地揭示脂质的组分与功能,近年...     

MicroRNA参与水生动物环境污染物胁迫应答的研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一类由内源基因编码具有多种功能的短序列非编码RNA,miRNA参与生物体细胞凋亡、生长发育及代谢等多个生命活动.近年来已有研究表明当机体暴露于环境污染物(如重金属、有机污染物和新型污染物等)时,miRNA表达的改变可以影响靶基因的表达,进而调控生物机体对外源污染物胁迫下的毒性响应.综...     

植物应答非生物胁迫的代谢组学研究进展

代谢组学技术是研究植物代谢的理想平台, 通过现代检测分析技术对胁迫环境下植物中代谢产物进行定性和定量分析, 可以监测其随时间变化的规律。而各种组学平台包括基因组学、转录组学及代谢组学的整合, 更是一个强有力的工具箱, 将所获得的不同组学的信息联系起来, 有利于从整体研究生物系统对基因或环境变化的响应, 如可判断代谢物的变化是从哪一个层面开始发生的, 帮助人们揭开复杂的植物胁迫应答机制。该文对近期代谢组学技术及其与蛋白质组学、基因组学技术相结合探索植物应答非生物胁迫的研究进行了综述。代谢组学的应用, 拓展了对植物耐受非生物胁迫分子机制的认识, 开展更多这方面的研究, 再通过植物代谢组学、转录组学、蛋白质组学和基因组学整合, 有助于从整体水平上把握植物胁迫应答机制。     

植物抗非生物胁迫microRNA研究进展

非生物胁迫是导致全球作物减产的重要因素,在植物应对非生物胁迫的生命反应中,编码蛋白的基因起到了非常重要的作用。随着研究的不断深入,发现microRNA(miRNA)在植物抗非生物胁迫中发挥着非常重要的作用。microRNA是一类非编码的RNA,长度约22~24 nt,通过作用于靶基因的mRNA进行调控。miRNA可以在植物应对多种非生物胁迫中发挥作用,如过氧化、营养缺乏、盐碱、干旱及其他机械胁迫等。我们基于目前的研究进展,着重介绍了miRNA的生物合成、作用机制,及其在多种非生物胁迫中的作用。     

F-box蛋白参与植物逆境胁迫研究进展

F-box蛋白在植物中广泛存在,在植物生命活动中发挥重要作用.F-box蛋白通过与Skp1、Cullin和Rbx1形成Skp-Cullin-F-box(SCF)蛋白复合体,参与泛素-蛋白酶途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)降解生物体中的蛋白质而发挥作用.F-box蛋白广泛参与植物对...     

植物表观遗传修饰与病原菌胁迫应答研究进展

真核生物基因表达受到染色质结构的调控,组蛋白与DNA的共价修饰构成表观遗传标签,并在植物胁迫应答如防御病原菌侵染过程中起重要作用.病原菌侵染可引起基因组整体DNA甲基化模式变化及胁迫应答基因的位点特异性去甲基化,导致植物抗性基因表达上调或下调,并进一步调控植物对病原菌的胁迫应答;组蛋白去乙酰化酶HDAC通过茉莉酸途径增强植物对病原菌的胁迫应答;此外,染色质重塑复合物Swr1复合体通过识别DNA基元和组蛋白乙酰化修饰状态靶向基因启动子,负调控SA敏感基因.该文从DNA甲基化、组蛋白乙酰化、甲基化修饰,染色质重塑等方面着重阐述植物与病原菌互作过程中发生的主要事件的分子基础及其研究进展.     

蛋白质组学在植物水分胁迫应答中的应用研究进展

水分胁迫是影响植物生长发育的主要生长因子。通过蛋白质组学技术可对水分胁迫下植物差异变化的蛋白和基因进行挖掘,在研究植物抗旱生理机制方面意义重大。总结了植物蛋白质组学的基本方法与关键技术,同时从光合与碳代谢相关蛋白、抗氧化系统、渗透调节蛋白、热激蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白、转录因子等方面综述了近几年国际上在植物水分胁迫蛋白质组研究方面的进展,并展望了今后蛋白质组学技术发展的方向。     

植物根系形态对低磷胁迫应答的研究进展

本文综述了近年来植物对磷营养高效吸收有关的根系形态方面的研究进展, 总结了植物适应低磷胁迫的根系形态特征, 以及植物适应低磷胁迫根系形态变化的激素调控的内在机制, 着重阐述了植物适应低磷根系形态变化的分子生物学基础, 并对开展此类工作的有效途径进行了探讨。     

植物根系形态对低磷胁迫应答的研究进展

本文综述了近年来植物对磷营养高效吸收有关的根系形态方面的研究进展,总结了植物适应低磷胁迫的根系形态特征,以及植物适应低磷胁迫根系形态变化的激素调控的内在机制,着重阐述了植物适应低磷根系形态变化的分子生物学基础,并对开展此类工作的有效途径进行了探讨.     

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.     

microRNA参与植物次生代谢与非生物胁迫的调控

微RNA(microRNA,miRNA)为广泛存在于真核生物中的约16 ～ 29个核苷酸长度的内源非编码单链RNA分子,在植物中参与细胞增殖、分化、代谢、器官形成以及抵御盐、温度、干旱、重金属胁迫等方面的调节.植物miRNA主要通过对靶基因降解或抑制靶基因的表达,影响植物的生长发育.目前对miRNA的产生与调控方式的研...