外寄生菌——煤污病菌研究进展

煤污病菌生活在寄主组织表面,形成黑色的污斑和污点,影响果实外观,降低商品价值。煤污病菌能够利用植物的外渗物,也可以分解表皮的蜡质层,属于外寄生菌(ectophyte)。本文综述了煤污病菌的多样性、病征类型、分类鉴定研究方法、寄主范围、地理分布及其研究价值等方面的研究进展。     

中国叶围煤污菌初探II．毛白杨叶围煤污菌的研究

对毛白杨(Populus tomentosa Carr.)叶围煤污菌(sooty moulds)群落组成及演替进行了探罚,分析了叶面营养物及其变化。 结果表明,叶面真菌的分离物密度随叶片的衰老而增加。对毛白杨叶面真菌分离鉴定,属于煤污菌有8种真菌：链格孢(Alternaria alternata),芽枝状枝孢(Cladosporium cladosporioides),球孢枝孢(Coladosporium sphaerospermum),尖孢枝孢(Cladosporium oxysporum),出芽短梗霉(Aurecobasidium pullulans),棕黑腐质霉(Humtco'a tuscoatra),伏克盾壳霉(Coniothyrixm fuckelii)和直立枝顶孢(Acremoniumstrictum)。不同生长期叶面真菌群落组成及优势种不同,叶面出现黑霉层后,以3种煤污菌为优势种即出芽短梗霉、链格孢和芽枝状枝孢。不同的菌表现一定的演替模式,定殖及达到峰值的时间不同。毛白杨叶面含有多种营养物,其含量及组分随生长期不同而异．与叶面真菌分离物密度呈显著性相关。此外,对蚜虫的发生、叶面营养物含量、煤污菌三者的关系进行了讨论。     

菌根真菌提高植物抗旱性机制的研究回顾与展望

菌根真菌与全世界约97%的维管植物具有广泛的共生关系。大量研究结果显示菌根植物相比于非菌根植物对于干旱胁迫具有更高的耐受性,说明菌根真菌在植物抗旱过程中发挥着重要作用。本文对近年来国内外在菌根真菌协助植物抵御干旱作用机制方面的研究进行了归纳和总结,主要包括在干旱胁迫下菌根真菌对植物生理学特性的影响机制、菌根真菌提高植物抗旱性的分子机制以及菌根真菌对植物次生代谢途径的影响机制等3个方面。当前菌根真菌增强植物抗旱性的生理机制方面的研究较为深入,而其他两个方面的研究则相对薄弱。随着分子生物学技术的发展,菌根真菌增强植物抗旱性的分子机制和涉及的相关代谢通路将被进一步揭示。本文旨在呈现菌根真菌提高植物抗旱性机制的研究前沿,为菌根互作更深层次的理论研究以及功能菌剂的研发提供一定的理论参考。     

植物响应低磷胁迫的功能基因组研究进展

磷对植物的生长发育起着重要的作用,但土壤有效磷含量不足已成为世界范围内制约作物产量和品质提高的重要因素。植物在遭受低磷胁迫时,体内会形成适应性机制,因此解析调控植物对低磷胁迫适应性的分子机制也成为科学领域的一大热点。从功能基因组的角度,包括磷胁迫诱导的差异基因表达谱、差异基因的功能类别、基因调控网络、非编码RNA以及植物激素参与的植物耐低磷调控机制等方面综述了近年来植物响应低磷胁迫的分子机制。     

RNA-Seq在AM真菌研究中的应用

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizas,AM)真菌是农业生态系统中重要的微生物成员之一,可与约80%的维管束植物建立共生关系,这种共生关系一直伴随植物的进化过程,是影响植物生长及多样性的关键因素。转录组测序技术已广泛用于植物-AM真菌共生互作中信号传导、代谢、蛋白合成等生物过程的分子机理的研究。本文归纳了AM真菌与植物共生过程中参与植物胁迫防御、蛋白合成、蛋白折叠和降解、能量代谢、信号转导、转录等相关功能基因研究进展,如磷酸盐转运蛋白、凝集素前体、谷胱甘肽硫-转移酶、Mtha1质膜ATP酶、核糖体蛋白等相关基因,总结了相关研究中基因功能特征。为进一步深入研究AM真菌与植物共生机制提供理论依据。     

植物响应低磷胁迫的功能基因组研究进展

磷对植物的生长发育起着重要的作用,但土壤有效磷含量不足已成为世界范围内制约作物产量和品质提高的重要因素。植物在遭受低磷胁迫时,体内会形成适应性机制,因此解析调控植物对低磷胁迫适应性的分子机制也成为科学领域的一大热点。从功能基因组的角度,包括磷胁迫诱导的差异基因表达谱、差异基因的功能类别、基因调控网络、非编码RNA以及植物激素参与的植物耐低磷调控机制等方面综述了近年来植物响应低磷胁迫的分子机制。     

丛枝菌根真菌诱导植物信号物质研究进展

丛枝菌根(AM)真菌侵染植物根系形成菌根共生体过程中能诱导植物合成多种信号物质,如水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、类黄酮、一氧化氮(NO)和过氧化氢(H2O2)等。这些信号分子的传导途径和作用机制备受关注。本文从AM真菌诱导植物信号物质的种类和数量入手,探讨这些信号分子在植物体内的传导途径、生理效应和可能的作用机制,旨在为研究AM真菌与植物之间的共生关系、功能与进化等提供依据。     

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.     

酵母模型揭示胁迫因子驱动基因组变异的研究进展

基因组变异是遗传疾病发生和物种演化的分子基础，这个过程受到细胞内外源理化因子的共同作用。模式生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）基因组小且易于开展分子遗传操作，在探究基因组变异进化调控机制的相关研究中应用广泛。本文总结了酵母模型中典型的DNA变异检测遗传体系，包括利用报告基因检测DNA突变率和红白扇形菌落筛选染色体重组子等；讨论了高通量测序技术在检测自发性和胁迫因子诱导基因组变异中的应用；综述了运用酵母模型揭示温度波动、氧化压力、抗肿瘤药物、金属离子和辐射等胁迫因子对基因组稳定性的影响及遗传机制的研究进展。酵母在多种胁迫条件下均会发生适应性进化现象，特定的染色体结构变异是适应性背后的重要遗传机制之一。在酵母中结合遗传筛选体系和高通量分析手段阐释细胞胁迫因子与基因组变异的关联机制，可为全面理解生物基因组不稳定机理和物种进化规律提供新的视角。     

兰科植物共生胶膜菌:分类学、多样性、专一性和适应性

兰科植物与丝核菌类真菌,包括胶膜菌科、角担菌科和蜡壳菌科等形成菌根共生体。胶膜菌科真菌作为最广泛分布的共生菌根真菌,表现出与兰科植物的协同进化与密切关系。除了形态学特征分析和比较外,分子技术促进了兰科植物胶膜菌的分类学和多样性研究。兰科植物与胶膜菌的特异性可能限制兰科植物的分布和移栽后的生存能力,但有些兰科植物与胶膜菌的共生关系会因为地理分布或环境变化进行调整,使植物更好地生存,这种适应性为实现无菌苗菌根化来促进兰科植物的迁地保护或繁殖提供可能。本文综述了兰科植物共生菌根真菌胶膜菌在分类学、多样性、特异性和适应性等方面的研究。     

Temporal Patterns in Appearance of Sooty Blotch and Flyspeck Fungi on Apples

Sooty blotch and flyspeck (SBFS) is a complex of about 80 fungal species that blemish the surface of apple fruit in humid regions worldwide. The dark colonies become visible in mid- to late summer, reducing the value of fresh fruit. Although many SBFS species can co-occur in the same orchard and even on the same apple, little is known about temporal patterns of these species, including the timing of colony appearance. To test the hypothesis that colonies of SBFS species appear on apples at characteristic times during the growing season, 50 apples were monitored weekly at three Iowa orchards in 2006 and six orchards in 2007 and 2008. However, a mean of 24.3 apples per orchard was assessed at harvest because of apple drop throughout the season. Colonies were marked with colored pens as they appeared. After harvest and after storage of apples at 2?°C for 3?months, SBFS colonies on each fruit were counted and classified by morphology, and a representative subset of colonies was excised from the fruit and preserved on dried peels for species identification using rDNA. Seventeen species were identified. Stomiopeltis spp. RS1 and RS2 appeared on apples 10 to 14?days before other SBFS taxa. Dissoconium aciculare was generally the last species to appear on apple fruit, and it continued to appear during postharvest storage. The most prevalent taxa in Iowa orchards were also the most abundant. Diversity of SBFS fungi in an orchard was positively correlated with cumulative hours of surface wetness hours due to rainfall or dew, which is believed to favor growth of SBFS fungi. Species-specific information about temporal patterns of appearance on apple fruit may lead to improved SBFS management strategies.     

Expansion of the sooty blotch and flyspeck complex on apples based on analysis of ribosomal DNA gene sequences and morphology

Sooty blotch and flyspeck (SBFS) is a late-season disease of apple and pear fruit that cosmetically damages the cuticle, resulting in produce that is unacceptable to consumers. Previous studies reported that four species of fungi comprise the SBFS complex. We examined fungal morphology and the internal transcriber spacer (ITS) and large subunit (LSU) regions of rDNA of 422 fungal isolates within the SBFS complex from nine orchards in four Midwestern states (USA) and compared them to previously identified species. We used LSU sequences to phylogenetically place the isolates at the order or genus level and then used ITS sequences to identify lineages that could be species. We used mycelial and conidial morphology on apple and in culture to delimit putative species. Thirty putative species found among the Midwest samples were shown to cause SBFS lesions on apple fruit in inoculation field trials. Among them Peltaster fructicola and Zygophiala jamaicensis have been associated previously with SBFS in North Carolina. The LSU analyses inferred that all 30 SBFS fungi from Midwestern orchards were Dothideomycetes; one putative species was within the Pleosporales, 27 were within Dothideales, and two putative species could not be placed at the ordinal level. The LSU sequences of 17 Dothideales species clustered with LSU sequences of known species of Mycosphaerella.     

The intercellular biotrophic leaf pathogen Cymadothea trifolii locally degrades pectins, but not cellulose or xyloglucan in cell walls of Trifolium repens

The intercellular ascomycetous pathogen Cymadothea trifolii, causing sooty blotch of clover, proliferates within leaves of Trifolium spp. and produces a complex structure called interaction apparatus (IA) in its own hyphae. Opposite the IA the plant plasmalemma invaginates to form a bubble. Both structures are connected by a tube with an electron-dense sheath. Using immunocytochemistry on high-pressure frozen and freeze-substituted samples, we examined several plant and fungal cell wall components, including those in new host wall appositions at the interaction site, as well as a fungal polygalacturonase. Within the tube linking IA and host bubble, labelling was obtained for cellulose and xyloglucan but not for rhamnogalacturonan-I and homogalacturonans. The IA labelled for chitin and beta-1,3-glucans, and for a fungal polygalacturonase. Plant wall appositions reacted with antibodies against callose, xyloglucans and rhamnogalacturonan-I. Cymadothea trifolii partly degrades the host cell wall. Structural elements remain intact, but the pectin matrix is dissolved. A fungal polygalacturonase detected in the IA is probably a key factor in this process. Owing to the presence of chitin and beta-1,3-glucans, the IA itself is considered an apoplastic compartment.     

植物DNA甲基化变异对生物和非生物胁迫的响应机制

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...     

MBF1调控植物热应答与生长发育分子机制研究进展

MBF1是一种进化上高度保守的转录共激活因子, 存在于所有真核生物中, 可通过连接基础转录机器组分与转录因子来激活基因转录。植物MBF1具有多种重要生物学功能, 包括调控植物生长发育和逆境适应等。该文综述了植物MBF1分子结构与调控机制相关研究进展, 重点总结了AtMBF1c参与植物热胁迫应答调控的分子机制。     

植物应对干旱胁迫的气孔调节

气孔是植物控制叶片与大气之间碳、水交换的重要门户,植物的生长和生存都依赖于叶片气孔对碳获取和水散失的调控.因此,气孔调节机理研究与气孔导度模型研发是精确模拟陆地生态系统碳、水循环过程不可或缺的内容.近年来,随着气候变化的加剧,干旱事件愈发频繁,对植物的存活、生长和分布产生深刻影响.为了深入理解植物碳-水耦合机理过程、预测全球变化下植物及群落的动态,开展植物应对干旱胁迫的气孔调节研究尤为重要.本文综述了植物在干旱胁迫条件下气孔调节机制和模型研究进展.首先阐述了植物气孔对干旱胁迫的主动调节与被动调节,讨论了气孔调节的演化过程,包括蕨类和石松类植物的被动水力调节、被子植物的主动调节和裸子植物的双重调节机制,认为裸子植物的气孔调节方式是植物进化过程中介于蕨类、石松类植物和被子植物之间的一种重要过渡类型.然后分析了气孔调节与水力调节的关系,讨论了“植物水势和气孔导度解耦”问题中存在的争议.之后介绍了基于水分利用效率假说和最大碳增益假说所建立的气孔导度优化模型的应用,并指出后者有更强的预测能力和应用前景.最后,为了有效减少植被对气候变化响应预测中的不确定性,提出了2个亟待开展的研究问题:将植物叶片的气孔调节功能研究由个体扩展到生态系统甚至更大尺度,改进陆地生态系统碳水循环机理模型;量化气孔调节的主动水力反馈过程,修正植物气孔功能水力模型.     

沙冬青逆境胁迫分子生物学研究进展

逆境胁迫是影响植物生长发育的重要因素,植物的抗逆机理是分子生物学研究的重要领域。随着分子生物学技术的发展,有关植物抗逆方面的研究已取得了很大的进展,初步揭示了植物应对逆境胁迫适应性的分子机理。沙冬青是我国温带荒漠地区惟一的常绿灌木,具有很强的抗逆性,是开展植物逆境胁迫研究和抗逆基因筛选的理想材料。本文综合论述了抗逆植物沙冬青的抗逆机理及逆境胁迫相关基因的分子生物学研究进展,为植物抗逆基因工程发掘更多的基因资源和抗旱植物的抗逆性研究提供思路。     

植物对UV-B辐射增强应答的分子机制及信号级联研究进展

地表的UV-B辐射量伴随着大气平流层臭氧层的变薄而不断增强,给地球生态系统带来严重影响.UV-B主要通过抑制植物光合作用、伤害生物膜及DNA等生物大分子来影响其生长发育,最终导致生物量及产量降低,甚至致死.植物在进化过程中形成了自我防护及防御机制,如DNA损伤的自我修复,活性氧自由基的酶促及非酶促清除机制,以及紫外吸收物质的诱导合成等;同时,在植物中也有许多物质及不同途径来感受和应答UV-B胁迫.本文从UV-B辐射增强对植物造成损伤的主要途径、植物对UV-B辐射增强的应答机制及信号级联过程等方面的研究进展进行综述.     

热激转录因子在植物抗非生物胁迫中的功能研究进展

植物在遭受环境胁迫时会产生一系列应激反应,而热激转录因子可通过介导热激蛋白或其他热诱导基因的转录和表达,来参与调控植物抵抗逆境胁迫过程和其他生命活动。主要介绍了植物热激转录因子的基本蛋白结构域,阐述了3类热激转录因子在抗极端温度（高温、低温）胁迫、干旱胁迫、高盐胁迫、活性氧胁迫中的功能与作用机制,并探讨和展望了植物热激转录因子在植物育种和提高植物抗逆性的研究中的发展与应用前景,以期为深入研究热激转录因子在调控植物抵抗逆境胁迫中的生物学功能与机制提供理论参考。     

谷子逆境相关基因家族研究进展

植物抗逆分子机制是当前的热点研究问题之一,研究目的在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制、获得各种抗逆基因并通过遗传工程提高植物抗逆性。介绍了植物响应逆境的分子机制,重点概述了近年来抗旱耐瘠典型作物谷子的抗逆相关基因家族的研究进展,同时展望了谷子基因功能研究的发展前景,以期为今后培育高效抗逆作物新品种提供思路。