Karrikins信号传导通路及功能研究进展

Karrikins是从野火烟中发现的一类具有促进某些植物种子(如拟南芥、野燕麦)萌发的信号分子。自2004年其结构首次被解析以来,目前已经发现6种不同形式的Karrikin,其活性各有不同。虽然Karrikins被发现的时间较短,但其已成为植物分子生物学领域的研究热点。研究发现,Karrikins除促进种子萌发以外,还具有调控植物光形态建成、叶片发生等过程等生物学功能;此外,Karrikins与植物激素独脚金内酯(Strigolactone)在结构、信号传导通路等方面具有非常高的相似性。本文从Karrikins的发现史、信号传导通路、生物学功能及生态学意义等方面综述了其最新的研究进展,并探讨了Karrikins领域未来的研究方向。     

植物种子寿命的生理及分子机制研究进展

种子寿命是衡量种子质量高低的关键指标之一,直接关系到种子萌发、萌发后幼苗的生长发育以及作物产量高低。种子寿命的调控是一个复杂的生物学过程,影响种子寿命的因素包括环境因素、种子自身的结构、营养成分组成及含量以及调控种子寿命相关的关键基因。研究储藏过程中种子生理生化指标的变化,以及相应关键基因的生物学功能,掌握调控种子寿命的生理及分子机制,对于减少种子内部能量消耗,进一步延长种子寿命具有重要意义。该文综述了近年来国内外有关调控种子寿命的生理及分子机制,重点阐述了调控种子寿命的相关关键基因的研究进展,并讨论了各种外部因素对种子寿命的调控机理。     

植物荫蔽胁迫的激素信号响应

植物的生长发育与光信号密切相关, 外界光强、光质的变化会改变植物的生长发育状态。在自然或人工生态系统中, 植株个体的光环境往往会被其周围植物所影响, 导致荫蔽胁迫, 其主要表现为光合有效辐射以及红光与远红光比值(R:FR)降低。荫蔽胁迫对植物生长发育的多个时期均有影响, 如抑制种子萌发、促进幼苗下胚轴伸长及促进植物花期提前等, 这对农业生产不利, 会导致作物产量以及品质的降低。植物激素是调控植物生长发育的关键内源因子。大量研究表明, 生长素(IAA)、赤霉素(GA)及油菜素甾醇(BR)等植物激素均参与介导植物的荫蔽胁迫响应。当植物处于荫蔽胁迫时, 光信号的改变会影响植物激素的合成及信号转导。不同植物激素对荫蔽胁迫的响应各不相同, 但其信号通路之间却存在互作关系, 从而形成复杂的网络状调控路径。该文总结了几种主要植物激素(生长素、赤霉素、油菜素甾醇及乙烯)响应荫蔽胁迫的机理, 重点论述了荫蔽胁迫对植物激素合成及信号通路的影响, 以及植物激素调控荫蔽胁迫下植物生长的分子机理, 并对未来潜在的研究热点进行了分析。     

生长素调控种子的休眠与萌发

植物种子的休眠与萌发,是植物生长发育过程中的关键阶段,也是生命科学领域的研究热点。种子从休眠向萌发的转换是极为复杂的生物学过程,由外界环境因子、体内激素含量及信号传导和若干关键基因协同调控。大量研究表明,植物激素脱落酸(Abscisic acid, ABA)和赤霉素(Gibberellin acid, GA)是调控种子休眠水平,决定种子从休眠转向萌发的主要内源因子。ABA与GA在含量和信号传导两个层次上的精确平衡,确保了植物种子能以休眠状态在逆境中存活,并在适宜的时间启动萌发程序。生长素(Auxin)是经典植物激素之一,其对向性生长和组织分化等生物学过程的调控已有大量研究。但最近有研究证实,生长素对种子休眠有正向调控作用,这表明生长素是继ABA之后的第二个促进种子休眠的植物激素。本文在回顾生长素的发现历程、阐释生长素体内合成途径及信号传导通路的基础上,重点综述了生长素通过与ABA的协同作用调控种子休眠的分子机制,并对未来的研究热点进行了讨论和展望。