植物膜联蛋白的结构及功能研究进展

膜联蛋白是一类同源的水溶性多功能蛋白,可以在依赖和不依赖Ca²⁺的环境下与内膜和质膜结合或形成跨膜结构,存在于部分原核生物以及全部的真核生物中,在大多数高等生物中以多基因家族形式存在。植物膜联蛋白在结构上通常只有第1和第4个重复单元是保守的;在功能上可以与细胞骨架结合,具有过氧化物酶活性、核酸水解酶活性和离子通道功能,参与响应盐、干旱、高低温、重金属、损伤等非生物胁迫以及真菌、病虫害等生物胁迫。膜联蛋白基因在植物体的大部分器官及整个生育期均有表达,并且表达量随着植株发育和内外环境的改变而变化,在植物的抗逆性反应中起重要作用。该文对近年来国内外有关植物膜联蛋白的结构和功能,尤其是其在植物逆境生理方面的相关研究进行综述,以期为植物膜联蛋白的深入研究和植物抗逆研究提供思路。     

毛果杨NADP-苹果酸酶基因家族分析

本文分析C3树木毛果杨NADP-苹果酸酶（Populus trichocarpa NADP—malic enzyme,PtNADP-ME）基因家族及其表达特性。NADP—MEN源性检索表明,毛果杨基因组上存在5个PtNADP—ME基因,其中PtNADP-ME4编码区不完整。RT-PCRE及DNA测序结果表明,PtNADP-ME家族5个基因均转录表达。进化树构建显示,毛果杨PtNADP-ME家族5个成员分属于植物NADP—ME家族的3个进化分枝。半定量RT-PCR表明,5个PtNAP-ME家族基因没有明显的组织特异表达模式。然而,不同的PtNADP-ME基因转录表达对NaCI、PEG及甘露醇3种逆境胁迫应答与否以及应答方式存在明显的差异。     

植物多酚抗逆生态作用研究进展

植物多酚是一类重要的植物次生代谢物质,具有吸收过多的太阳辐射、过滤UV(ultra-violet)和清除体内自由基等多种生理功能,有利于传播花粉、受精及传播种子,并在植物逆境生理生态上也具有重要的作用.该文对近年来国内外有关植物多酚在逆境生态中抗生物或非生物胁迫中的作用--主要包括作为缓解营养缺乏、抵抗干旱、温度变化、盐害、大气污染、食草动物和病原菌浸染等逆境胁迫时的防御物质,以及作为植物与植物之间以及植物与环境之间信息交流物质等方面的研究进展进行综述,并展望了植物多酚的应用前景.     

Learning from Evolution： Thellungiella Generates New Knowledge on Essential and Critical Components of Abiotic Stress Tolerance in Plants

Thellungiella salsuginea （halophila） is a close relative of Arabidopsis thaliana but, unlike A. thaliana, it grows well in extreme conditions of cold, salt, and drought as well as nitrogen limitation. Over the last decade, many laboratories have started to use Thellungiella to investigate the physiological, metabolic, and molecular mechanisms of abiotic stress tolerance in plants, and new knowledge has been gained in particular with respect to ion transport and gene expression. The advantage of Thellungiella over other extremophile model plants is that it can be directly compared with Arabidopsis, and therefore generate information on both essential and critical components of stress tolerance. Thellungiella research is supported by a growing body of technical resources comprising physiological and molecular protocols, ecotype collections, expressed sequence tags, cDNA-libraries, microarrays, and a pending genome sequence. This review summarizes the current state of knowledge on Thellungiella and re-evaluates its usefulness as a model for research into plant stress tolerance.     

氧化石墨烯对多年生黑麦草逆境生理及光合特征的影响

为探讨不同浓度氧化石墨烯（GO）对多年生黑麦草生长、生理及光合特征的影响,该文采用盆栽试验,在土壤中添加0、10、20、30、40、50 mg·g^-1 GO进行多年生黑麦草培养,并测定植物生长指标、光合色素含量、保护酶活性、丙二醛（MDA）含量、叶片质膜透性、可溶性蛋白含量和光合参数。结果表明：（1）10、20 mg·g^-1 GO处理对多年生黑麦草生长无显著影响;30～50 mg·g^-1 GO处理对多年生黑麦草生长具有抑制作用,在50 mg·g^-1 GO浓度下多年生黑麦草株高和生物量均最小,较对照分别降低了16.8%和27.1%。（2）当GO浓度达到30 mg·g^-1时,总叶绿素和类胡萝卜素的含量显著降低,在50 mg·g^-1 GO处理时达到最低。（3）高浓度的GO处理(40、50 mg·g^-1)虽降低了多年生黑麦草的叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r     

基于丙酮酸累积的真菌抗逆机制

环境中的真菌经常会遇到多种非生物逆境胁迫,对真菌耐受逆境胁迫的机制已开展大量研究。在多种不同的真菌中发现热胁迫会诱发丙酮酸快速累积。在罗伯茨绿僵菌中,累积的丙酮酸能及时消除热胁迫诱导产生的活性氧自由基(ROS),降低ROS所引起的蛋白质羰基化修饰水平,并抑制线粒体膜电位崩溃,从而提高真菌的耐热能力。高渗、氧化胁迫和紫外线辐射也会诱发丙酮酸累积,并消除产生的ROS,这是丙酮酸累积参与多逆境交叉保护的一个机制。通过基因工程技术改造丙酮酸代谢途径,提高了在最适温度下分生孢子中丙酮酸的含量。遗传改良的孢子中丙酮酸能够快速有效地消除由热处理诱发产生的ROS,降低了ROS对分生孢子的损伤,进而提高了孢子对热胁迫的耐受性,为创建高效的真菌杀虫剂提供了菌株。     

植物响应联合胁迫机制的研究进展

自然界中, 植物通常面对多重联合胁迫。在全球气候变化日益加剧的背景下, 多重联合胁迫对植物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显著。阐明植物响应和适应联合胁迫的生理与分子机制, 对人们理解植物对自然环境的适应机理, 及培育耐受联合胁迫的新品种有重要意义。研究表明, 植物响应联合胁迫的机制是特异的, 不能简单地从单一胁迫响应叠加来推断。植物遭受联合胁迫时, 各种生理、代谢和信号途径相互作用, 使得植物响应联合胁迫非常复杂。该文综述了植物响应联合胁迫的生理与分子机理的最新进展, 并阐述了植物响应联合胁迫的研究方法。     

新疆无苞芥锌指蛋白基因的克隆及表达分析

利用同源克隆法从新疆无苞芥中克隆获得1个锌指蛋白基因(OpZFP)。序列分析表明,OpZFP基因的开放阅读框为684bp,推测编码含227个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析显示,OpZFP蛋白含有1个典型的C2H2型锌指结构,在C端含有一个可能具有转录抑制功能的EAR结构域。系统进化树分析表明OpZFP编码产物与拟南芥AtZFP1、琴叶拟南芥AlZFP1的进化关系较近。分离了OpZFP基因2 095bp的启动子序列,发现该启动子与拟南芥AtZFP1基因的启动子序列只有84.4%的相似性,启动子分析表明二者存在多处不同的顺式作用元件。半定量RT-PCR分析表明,OpZFP在根、茎、叶、花和果荚中均有表达,在根中的表达量最高。OpZFP基因受高盐、干旱和低温等胁迫的诱导表达,表明该蛋白涉及多种胁迫相关的信号传导途径。     

转录因子DREBlA和DREB2A调控机制的比较分析

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有DRE/CRT顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力.从DREB1A和DREB2A转录因子结构、功能、调控表达的基因以及蛋白稳定性等方面进行比较分析,为植物抗逆转录因子研究及应用提供依据.     

植物Rab蛋白的分类与功能

Rab蛋白构成小G蛋白超家族中最大的1个家族,广泛存在于动物、植物和微生物中.Rab调控细胞内的囊泡形成、转运、锚定及囊泡与质膜的融合等过程,在细胞内吞和分泌途径中发挥分子开关的作用.不同生物中Rab的结构和作用机制非常保守,但Rab的分类和生理学功能存在差异.植物Rab不仅行使类似于动物或微生物同源Rab的细胞学功能,而且在植物生长发育、激素信号调节、生物或非生物胁迫应答等方面表现出功能特异性.本文结合近年的研究进展,对植物Rab的分类、结构、调节机制和功能进行了综述,并对当前植物Rab功能研究的难点和方向进行了
讨论.