植物反义寡核苷酸的研究进展

本文介绍了近年来植物中反义寡核苷酸的研究现状,它包括反义ＤＮＡ、反应ＲＮＡ和Ｒｉｂｏｚｙｍｅ。反义寡核苷酸能特异地拮抗内源或外源基因表达,这为研究某特定基因功能提供了更有效的方法,此外也为培育抗病植株,建立植物反向筛选系统,次生代谢调控及农艺性状改良提供了可能途径。     

作物氮肥利用效率遗传改良研究进展

氮素是植物生长发育所需的大量元素之一,施用氮肥是农业生产中提高农作物产量的重要手段.自20世纪60年代以来,"绿色革命"半矮秆农作物品种的育成和大面积推广有效地解决了"高产与倒伏"之间的矛盾,提高了农作物的收获指数和产量.然而半矮秆水稻和小麦品种也表现出生长发育对氮肥响应减弱、根系对铵态氮和硝态氮的吸收能力下降以及氮肥...     

绿色革命——人类的自我拯救之路

古语云:仓廪实,天下安.粮食自古以来就是安天下之本.当今世界,由于气候异常、生态环境的污染和破坏加重、人口膨胀以及耕地、水、能源等资源短缺加剧,加之突如其来的新冠肺炎疫情在全球的蔓延,粮食安全已成为全天下共同关注和担忧的焦点问题.习近平总书记一直将粮食安全作为治国理政的头等大事,反复强调"中国人的饭碗任何时候都要牢牢端...     

"绿色"基因GRF4

携带"绿色革命"基因的农作物品种在当代农作物育种中仍然占据着主导地位.它们有着半矮化的"身材"优势,但同时也有着氮素营养吸收利用效率低的劣势.那么,是否可以扬长避短,保留这些矮秆高产品种在"身材"上的优势,而通过打开它们的"胃口",提高氮素营养的吸收利用效率,以减少氮肥的供给,进而实现"少投入、多产出"、真正"绿色"的...     

植物铵态氮同化及其调控机制的研究进展

氮是维持植物生长发育最重要的矿质营养元素之一, 在植物整个生命进程中发挥着重要作用。在植物体内, 氮同化既是植物利用氮素的一个中心环节, 也是导致植物氮利用效率不高的因素之一。氮同化主要分为硝态氮(NO3–)和铵态氮(NH4+)同化, 其中铵态氮同化是氮同化中最为关键的一步。按照不同来源, 植物体内铵态氮同化又可分为一次同化和二次同化, 但两者都是通过谷氨酰胺/谷氨酸合成酶(GS/GOGAT)途径进行。植物铵态氮同化不仅需要大量的能量, 而且需要大量的碳源, 所以其在转录、转录后以及翻译后等各个水平上都受到严格调控。该文综述了目前关于植物铵态氮同化及其调控机制的最新研究进展。     

赤霉素作用机理的分子基础与调控模式研究进展

赤霉素(gibberellins或gibberellic acid, GA)作为植物生长的必需激素之一, 调控植物生长发育的各个方面, 如: 种子萌发, 下胚轴的伸长, 叶片的生长和植物开花时间等。近年来随着植物功能基因组学的进一步发展, 有关赤霉素生物合成及其调控, 赤霉素信号转导途径, 以及赤霉素与其他激素和环境因子的互作等领域的研究取得了较大的进展。本文综述了赤霉素生物合成的生物学途径及其调控研究; GA信号转导通道的研究进展, 特别是DELLA蛋白阻遏植物生长发育的分子机理和GA解除阻遏作用(derepress)的分子模型; GA受体研究的新进展; 探讨GA与其它激素之间的相互作用, 以及植物在应答环境过程中的作用。     

赤霉素信号转导及其调控植物生长发育的研究进展

赤霉素(Gibberellins或gibberellic acid,GA)是植物生长发育所必需的植物激素之一,调控植物生长发育的多个过程。近年来随着植物分子生物学和功能基因组学的发展,有关GA信号转导途径及其调控植物生长发育的研究取得了一系列的进展。综述了GA信号转导途径的关键组分,包括GA受体GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF1(GID1)蛋白、F-box蛋白(拟南芥中的SLEEPY1[SLY1]和水稻中的GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF2[GID2])及DELLA蛋白,阐述了GA去除DELLA蛋白阻遏作用的分子模型,同时探讨DELLA蛋白通过其互作蛋白整合其它激素及环境信号调控植物生长发育的作用机理。     

系统性光信号HY5蛋白调控植物碳氮平衡

正物竞天择,适者生存。生物的生存都需要适应环境的变化,这对于植物来讲尤其如此,因为扎根于大地的植物并不能像动物那样通过远离或逃避实现趋利避害。在长期的进化过程中,植物已形成复杂而精细的调控机制以达到整体的协调,保证植物正常生长发育并适应各种环境的变化。作为地球生态系统的最大贡献者,地表生机盎然的植被给生态     

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...     

新一代植物表型组学的发展之路

随着多种植物全基因组测序的完成, 科研人员越来越认识到植物表型研究的重要性, 并将其提升至“组学”的高度。植物表型组学是研究植物生长、表现和组成的科学, 能够有效追踪基因型、环境因素和表型之间的联系, 是突破未来作物学研究和应用的关键领域。该文介绍了植物表型采集分析经历的从手工测量计数的初始阶段到特定测量工具的辅助阶段再到高通量表型组学3个阶段; 提出了推动植物表型采集分析发展的3个要素: 表型组学研究设施、表型采集技术及图像数据分析方法; 进而详细阐述了表型组学设施的发展、国际上代表性的设施平台情况以及表型采集传感器和图像数据分析方法的发展, 并展望了植物表型组学未来的研究方向。