植物响应气候变化模型模拟研究进展

尽管温室气体的增温效应及幅度大小具有很大的不确定性 ,存在许多分歧 ,然而植物对于气候变化的响应研究仍然成为众多学者关注的热点。近十年来 ,国内外学者从模型模拟的角度进行了多层面定量研究。归纳起来 ,已有的模型可以归并为生物地理相关模型、生态响应面模型、立地模型、植物生理模型以及统计模型等五类。本文逐一进行了评述 ,分析了它们的优势与不足 ,最后对模型模拟的发展趋势进行了展望。

刺激植物响应蛋白基因Epl1克隆、原核表达及功能初探

【目的】研究刺激植物响应蛋白Epl1对木本植物山新杨的刺激响应功能,为开发新一代提高植物免疫的新型诱导剂奠定基础。【方法】从棘孢木霉ACCC30153菌株中克隆获得一个刺激植物响应蛋白基因Epl1,并进行序列分析和原核表达,将获得的原核重组蛋白rEpl1与山新杨组培苗进行互作,初步探讨rEpl1蛋白对山新杨生长、生理指标、以及生长和防御相关基因转录水平的影响。【结果】刺激植物响应蛋白基因Epl1的cDNA序列全长为417bp,预测蛋白分子量12.6 kDa,属于Cerato-platanin家族;通过构建原核表达载体,成功获得重组蛋白rEpl1;在1μg/mL rEpl1诱导下,山新杨组培苗生长较快、根系旺盛,生物量明显增加,CAT活性在诱导第1 d时为对照的3.51倍,可溶性糖含量和脯氨酸含量在诱导初期急剧积累;山新杨生长素基因LAX2/AUX和水杨酸防御基因JAR2的转录水平分别在蛋白诱导2 d和12 h时达到峰值,分别为对照的873.10和388.02倍。【结论】Epl1基因的克隆、序列分析和原核表达为进一步研究Epl1蛋白诱导植物系统抗病性提供了理论基础;重组蛋白rEpl1与山新杨组培苗互作实验,初步Epl1蛋白能够刺激木本植物在生理及分子水平上的响应,从而促进生长,提高抗性。

刺激植物响应蛋白基因Epl1的载体构建及酵母转化

[目的]构建刺激植物响应蛋白Epl1基因的真核表达载体,筛选多拷贝酵母转化子。[方法]以深绿木霉(Trichoderma atroviride)ACCC30153的cDNA为模板进行PCR获得Epl1基因片段,并将目的片段插入表达载体pPIC9K的相应位置,获得重组表达载体,并将pPIC9K-Epl1转入毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115中,并用不同中终浓度的遗传霉素G418筛选多拷贝重组酵母菌株。[结果]对重组载体进行PCR及双酶切检测为阳性;在含有终浓度为2 mg/ml遗传霉素G418的YPD平板上筛选得到7株多拷贝的转化子GS115-Epl1,经PCR鉴定1株转化子呈阳性。[结论]Epl1基因的载体构建及多拷贝酵母转化子筛选为以后大量分离纯化Epl1蛋白并研究其功能奠定基础。

合肥工大揭示植物响应重金属信号转导的基因机制

据2014年11月11日《中国科学报》报道，合肥工业大学曹树青课题组首次揭示了植物响应重金属镉胁迫信号转导的分子调控机制，为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。该成果在线发表于《新植物学家》杂志。

美开发出预测植物响应干旱影响的模型

一项新的美国地质调查研究表明，植物对干旱的承受力随着所在地形不同表现得差异显著，植物结构和土壤类型都会成为影响其耐旱性的因素。

中科院揭示植物响应环境温度变化的分子机制

日前从中科院植物所获悉,该所研究员林荣呈率领的研究团队发现一个参与植物光信号转导的新因子,加深了人们对植物如何适应光—温环境、调控生长发育的认识,对于农业生产具有潜在应用价值。相关成果近日发表在《分子植物》期刊上。

转录组学在植物响应授粉机制中的研究进展

围绕转录组的4类高通量测序技术,对转录组在植物与授粉有关的花部特殊结构、花粉萌发与花粉管伸长、植物自交不亲和与生殖隔离,以及在授粉后植物花部结构的变化中的研究进行了综述,旨在促进植物育种,提高植物种子和果实产量的应用研究。

调节植物响应光周期开花的分子机制阐明

无论对被子植物还是对动物来说,植物开花时间调控的重要性不言而喻,但在这个过程中仍存在诸多未解之谜。中科院昆明植物研究所研究人员与上海大学合作,最新阐明了植物通过协调一氧化碳的活性与稳定性以调节开花时间的分子机制。植物响应季节变化的开花时间,通常是通过植物对日照长度变化的感知来完成的。在基因高度纯合的拟南芥中,长日照条件诱导开花启动因子的表达来加速植物开花。光周期条件对开花启动因子的激活,主要依赖于转录因子一氧化碳的活性。对一氧化碳的转录水平、蛋白质稳定性以及生物钟的调控,是植物响应光周期并诱导植物成花的关键机制。拟南芥的ABI5因子结合蛋白2(AFP2),在促进种子萌发过程中起降低负调控脱落酸信号的作用,然而人们对其在调节植物开花时间所起的作用仍不清楚。

我国学者发现植物响应大气二氧化碳浓度升高新方式

日前，中国农业大学教授王国安等通过测定树轮序列的碳同位素，研究了植物的水分利用效率对大气二氧化碳浓度的响应，揭示了植物响应大气二氧化碳浓度升高的新方式，相关论文发表在《环境科学与技术》上。

干旱区叶片形态特征与植物响应和适应的关系

叶片形态是指示植物适应特定环境的重要指标。由于植物叶片形态不仅对时空环境变化具有极强的敏感性和可塑性,而且能够通过叶片形态的调整调节自身的生存适应能力,所以叶片形态学研究一直是植物生理及植物生态学研究中的热点。该文在总结前人叶片形态学研究成果的基础上,探索建立了简单的叶片形态指标分类体系;结合物质能量交换的物理学原理,回顾总结了叶片表观形态变化与叶片物质能量交换之间的相关关系;应用叶片形态影响物质能量交换的物理学原理,重点分析了干旱区植物叶片表观形态对低水分环境、高辐射(或高温)的响应与适应特征;最后,在回顾分析的基础上,对叶片形态研究中存在的几个问题进行了讨论。

不同植物对高浓度Sr、Cs胁迫的响应与修复植物筛选

研究不同植物对锶(Sr)和铯(Cs)的抗性及富集能力对于修复锶和铯污染的土壤具有重要理论和实践意义。通过研究和评价10科13种植物对高浓度S(r500 mg Sr.kg-1)、Cs(500 mg Cs.kg-1)的抗性和富集能力,筛选针对土壤Sr或Cs污染的修复植物。结果表明:(1)抗高浓度Sr胁迫能力从大到小依次是芝麻>向日葵>红圆叶苋>菊苣>空心莲子草>西葫芦>蕹菜>黄秋葵>高粱>木耳菜>柳叶苋>四季豆>灰灰菜(;2)抗高浓度Cs胁迫能力从大到小依次是芝麻>蕹菜>四季豆>空心莲子草>西葫芦>黄秋葵>向日葵>柳叶苋>红圆叶苋>灰灰菜>木耳菜>高粱>菊苣;(3)13种植物中西葫芦的Sr含量、转移系数(TF值)、单位种植面积的Sr积累量、地上器官的Sr积累量均最大;(4)菊苣的Cs含量、TF值最大,灰灰菜单位种植面积的Cs积累量、地上部分的Cs积累量最大,空心莲子草次之。综合植物对Sr和Cs的抗性及富集能力,西葫芦、菊苣、木耳菜和黄秋葵可作为修复高浓度Sr污染土壤的植物,灰灰菜、空心莲子草和向日葵可作为修复高浓度Cs污染土壤的植物。

不同植物对高浓度铀胁迫的响应与铀富集植物筛选

研究植物对铀的抗性及富集能力对修复铀（u）污染土壤具有重要意义。在每千克土中施用0和500mgu，评价10科14种植物对高浓度U胁迫的响应和U富集能力，筛选修复植物。结果表明：（1）高浓度u胁迫使黄秋葵（Hibiscus esculentus L．）种子出苗减少66．7％，但不影响木耳菜[Gynura cusimbua（D．Don）S．MooreL．]、灰灰菜（Chenopodium albumL．）和四季豆（Phaseolus vulgaris var．humilis Alef）种子出苗；导致芝麻（Sesamum indicum L．）出苗后1个月内全部死亡，柳叶苋（Amaranth）和红圆叶苋（Iresine herbstii‘Aureo-reticulata’）植株成活数减少80％左右，但不影响空心莲子草这[Alternanthera philoxeroides（Mart．）Griseb．]、灰灰菜和四季豆的植株成活。（2）高浓度铀胁迫降低试验植物的生物产量8％～99％，四季豆抗胁迫能力最强，西葫芦（Cucurbita pepo L．）、高粱[Sorghum bicolor （L．）Moench]、蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk）、向日葵（Helianthus annuus）、灰灰菜、空心莲子草抗胁迫能力较强。（3）植物在无铀污染土壤中和高浓度铀污染土壤中对铀的吸收能力不同。在无铀污染土壤中，铀含量高的是千日红（Gomphrena globosa）和西葫芦，分别是2．249和1．620mg·kg-1DW；而在高浓度铀污染土壤中铀含量高的是菊苣（Cichorium intybusL．）、柳叶苋和蕹菜，分别是728．7、413．8和337．6mg·kg-1DW。（4）高粱、向日葵和空心莲子草地下器官铀含量高、铀固定量较大，四季豆和蕹菜茎叶铀含量较高、铀提取量较大。因此，对高浓度铀污染土壤，四季豆和蕹菜是良好的提取修复植物，高粱、向日葵和空心莲子草是良好的固持修复植物。

植物有性生殖对大气CO_2浓度变化响应的研究进展

比较详细地概述了过去数十年关于在大气CO2浓度升高条件下,植物有性生殖特性发生变化的主要研究成果。随着植物相对生长速率加快,植株达到有性生殖所需形体大小的时间变短,开花期提前,生殖器官的生物量也相应提高,其主要表现为开花数量、花粉和花蜜产量、果实数量与大小、种子大小与产量等均有不同程度的增加。对大多数农作物而言,种子产量的增加主要通过种子数量的增加,而与种子大小变化关系不大。通常,高浓度CO2对豆科植物种子含氮量影响比较小,却能显著地降低非豆科植物种子含氮量。不同类型植物的生殖生物量增加趋势存在一定的规律性,如不定型植物>定型植物,豆科植物>C3非豆科植物>C4植物,栽培植物>野生植物。针对国内外对CO2浓度升高影响植物有性生殖特性的研究中存在的不足,该文提出了今后研究应该注意的问题。

刺激植物响应蛋白基因TatEpl1的克隆及原核表达载体构建

以深绿木霉(Trichoderma atroviride)ACCC30153为试材,采用PCR技术克隆到刺激植物响应蛋白基因TatEpl1,并构建TatEpl1的原核表达载体。结果表明:经测序得到的cDNA和DNA序列长度分别为417bp和487bp,接受号分别为JN695780和JN695781。以cDNA为模板进行PCR获得TatEpl1基因片段,并将目的片段插入原核表达载体pGEX-4T-2的相应位置,获得重组表达载体pGEX-TatEpl1,并将其转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中获得重组菌株BL21-TatEpl1,经检测均呈阳性。

植物对盐碱胁迫的响应

土地盐碱化是制约农林业生产和生态环境建设的严峻问题。研究盐碱胁迫下植物的抗性效果,为开发利用盐碱化土地及培育优良抗盐碱的植物品种有很重要的意义。本文简要综述了盐碱胁迫下植物的形态、生理、生化方面的响应,以期揭示植物的抗性机理。

植物干旱胁迫响应机制研究进展——从表型到分子

干旱胁迫是抑制植物生长发育的主要限制因子之一,植物为适应干旱的外界环境,会依据自身的习性启动响应机制。从植物外部形态、生理代谢、生化过程、细胞及分子水平的变化阐述了植物对干旱胁迫的响应机制,详细阐述了生理及分子水平的响应机制,并对分子和遗传水平的响应机制和植物抗旱性关系的未来研究方向提出了展望,以期为植物抗逆性及遗传育种研究提供参考。

复合污泥堆肥施用于高速公路绿化带效果的研究 Ⅰ.中央分隔带、护坡及转盘不同植物的生长响应

高速公路绿化带土壤多为生土 ,植物难以生长良好。污泥含植物养分及大量有机质 ,具有肥田及改土作用。将其与秸秆进行堆肥化处理后 ,加入化肥制成复合污泥堆肥 ,施用于高速公路 ,既避开了食物链 ,对环境也无影响。在西宝、西三及西临高速公路的中央分隔带、护坡及转盘对几种树和草类进行的试验 ,证明植物响应良好 :护坡及转盘内草坪草生物量增加 ,颜色加深 ,绿色期延长 ;护坡草生长旺盛 ,根系发达 ,对护坡具有良好作用 ;中央分隔带植物高度、冠幅、地径增大。在西宝线2km的示范段全面施用 ,植物明显生长良好 ,成为一个绿色长廊的样板。与化肥相比 ,复合污泥堆肥具有明显的后效。

植物对不同形态磷响应特征研究进展

磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,参与植物体内许多重要化合物的合成与代谢。土壤中磷素具有多种形态,且不同形态磷的植物有效性差异较大;植物在不同形态磷环境下,体内会形成相应的适应性机制。植物吸收积累磷通常与根形态、根系分泌物、体内磷转运等因素有关,受到特异基因表达的调控。了解植物对磷的吸收积累特性是筛选磷高效植物或磷富集植物的前提,也是充分利用土壤磷素资源、修复磷过剩环境的关键。根据国内外研究现状,本文从磷素吸收积累、根系形态特征、磷酸酶与植酸酶的变化以及磷营养高效的分子机制,综述了植物对不同形态磷的响应特征,并对未来该领域的研究进行了展望。

调节植物响应光周期开花的分子机制阐明

无论对被子植物还是对动物来说,植物开花时间调控的重要性不言而喻,但在这个过程中仍存在诸多未解之谜。中科院昆明植物研究所研究人员与上海大学合作,最新阐明了植物通过协调一氧化碳的活性与稳定性以调节开花时间的分子机制。