气候变化对植物逆境适应性的影响研究进展

随着气候变化的不断加剧,植物逆境适应性成为作物学前沿领域的热点问题。本文综述了气候变化对植物逆境适应性的影响相关研究进展,通过了解气候变化的背景、阐述植物逆境适应性产生的原因及生理机制,探索分析了植物存在的逆境胁迫问题,展望了植物逆境适应性研究的未来发展方向和应用前景,以期为提高植物逆境抗性和实现农业可持续发展提供重要支撑。

铁氧还蛋白在植物逆境响应中的研究进展

铁氧还蛋白广泛存在于各种动植物及细菌中,可将电子从供体分子转移到受体分子,从而实现其在能量生成、生物合成、氧化还原信号传导过程中的功能,同时铁氧还蛋白还在脂肪酸代谢、硝酸盐同化、硫酸盐同化等多种生命活动中发挥作用.在植物逆境应答功能方面,铁氧还蛋白在植物抵抗各类病原体的侵染过程中发挥作用,能够改变植物对细菌和病毒的抗性,同时可通过参与活性氧的清除增加植物应对多种逆境胁迫的能力.研究植物铁氧还蛋白在逆境响应中的功能对于植物具有重要的意义.对近年来植物铁氧还蛋白的结构、分类、生理生化功能等方面的研究进展进行总结概括,着重阐述其在植物逆境胁迫响应过程中所发挥作用,为进一步研究植物铁氧还蛋白功能提供理论基础.

BBX转录因子在植物逆境胁迫响应中的研究进展

BBX(B-box-type)蛋白是一类广泛存在于真核生物中的锌指转录因子,在基因表达调控中起到重要的作用.BBX转录因子N末端具有1个或2个由40~47个氨基酸残基组成的保守的B-box结构域,该结构域是锌离子结合结构域.除此之外,有些BBX转录因子家族成员还具有CCT(CONSTANS,CO-like,TIMINGOFCAB1:TOC1)结构域,该结构域与核蛋白的运输等相关.目前,在模式植物拟南芥中已发现BBX转录因子家族32个成员,根据其B-box结构域的数目和序列特征以及是否含有CCT结构域,将其分为5个亚家族.BBX转录因子参与植物的各项生命活动过程,包括植物的逆境胁迫反应,如抗高温、抗旱、抗盐碱等防御反应.这些生物学过程与作物产量息息相关,对BBX转录因子的研究可以为作物增产提供一定的理论依据.综述了植物BBX转录因子的结构特点及其在植物逆境胁迫反应中作用的研究进展,旨为植物BBX转录因子的深入研究提供参考.

光捕获叶绿素a/b结合蛋白基因在植物逆境胁迫中的研究进展

光合作用是植物最基本的生命活动之一,逆境胁迫可通过影响光合作用抑制植物生长.光捕获叶绿素a/b结合蛋白(light-harvesting chlorophyll a/b-binding proteins,Lhc)是光合作用中的一个重要成员,有大量研究表明,Lhcs及其编码基因在植物的抗逆性方面起到了不可忽视的作用,如在干旱胁迫下使抗氧化酶活性增加,通过激活脱落酸信号通路来促进耐寒性,在不同的逆境胁迫下通过表达量上调或者下调影响相关功能的蛋白质以达到最终的抗逆效果.因此,Lhc基因对于植物的生长乃至生存具有重要的意义.对近年来Lhc基因在分类、功能以及在环境胁迫中的作用等方面的研究结果进行概括总结,为进一步研究Lhc基因提供理论基础.

砂藓属植物抗逆特性及相关功能基因研究进展

作为植物演化过程中的先锋植物,苔藓植物有其特殊适应机制来应对环境的变化,能在其他植物不能生长的极端环境中生长.砂藓属(Racomitrium)植物是典型的耐脱水藓类,能在裸露的岩石表面和沙土上生长.砂藓属植物广泛分布于世界各地,其抗逆性研究和抗逆基因的挖掘越来越受关注,且目前已取得了一些进展,多个砂藓属植物中的基因已被克隆并进行了抗旱和抗高温功能的验证.对近年来砂藓属植物的抗逆功能进行概述,包括抗旱、耐高温、重金属富集等,旨在为后续砂藓属植物抗逆性研究提供参考依据.

逆境及植物对逆境的适应性综述

介绍了逆境及逆境植物的概念,总结了植物对逆境适应性的方式,并阐述了植物的适应及驯化,以期为逆境植物及其适应性研究提供参考。

脱落酸在植物逆境胁迫研究中的进展

脱落酸(ABA)是一种重要的植物激素,在植物对胁迫环境抗逆性中发挥重要作用。综述了近些年来国内外有关ABA生理功能抗逆性研究的一些最新进展,重点介绍脱落酸在植物干旱、低温、高盐等逆境胁迫中的作用及其研究进展。

磷脂酶在植物逆境胁迫信号传导中的作用

磷脂酰肌醇是构成细胞膜的重要组分,它在磷脂酶的作用下水解产生三磷酸肌醇、二酰基甘油、磷脂酸、溶血磷脂、不饱和脂肪酸等,不仅可以作为磷脂的合成原料,而且在细胞感受外界刺激及其信号传导过程中也起着重要作用.磷脂酰肌醇信号传导途径与光合作用、激素调控等影响植物生长发育过程及抗逆信号传导关系密切,由于磷脂酶的活性直接影响这些信号分子的产生,磷脂酶在磷脂酰肌醇信号传导途径中处于一个中心地位,根据磷酯不同水解位点所分类的磷脂酶PLA2,PLC和PLD具有多种同功酶形式,分别在植物生长发育的不同阶段及对外界环境因子应答的信号传导过程中起着重要的调节作用.

以脱落酸为信使的植物逆境信号传递

介绍了植物对逆境信号的识别与反应及根源信使的产生、根源逆境信使脱落酸 (ABA)的传输以及植物对脱落酸信号的识别与转导 (ABA的结合位点、细胞第二信使和蛋白质可逆磷酸化 )等植物逆境信号传递过程中

植物逆境生理综合设计性实验的开发

植物生理学实验是植物生理学教学过程中的一个重要环节。课程组教师将科研成果转化为教学资源开设了"植物逆境生理综合设计性实验",旨在从实验方案的设计、实验方案的实施以及实验结果的分析等多方面提高学生的科研探索精神,分析问题、解决问题的能力,团结协作精神以及学习的积极主动性,为高水平农科人才的培养奠定了很好的基础。

两种石斛属植物光合特性对干旱胁迫及复水的响应

石斛属植物因其附生生境的特殊性,水分获取困难。为了弄清石斛属植物对干旱胁迫的适应能力,选用3年生金钗石斛和铁皮石斛苗,通过盆栽控水进行干旱胁迫和复水处理,研究了干旱历时20、40、60 d和复水历时10、15、20 d时两种石斛光合作用的变化情况。结果表明:随着干旱时间的延长,金钗石斛叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))和蒸腾速率(T_(r))均呈下降趋势,胞间CO_(2)浓度(C_(i))呈先降低再升高的趋势,复水后,除C_(i)外,P_(n)、G_(s)和T_(r)均未恢复到充分供水时的水平;随干旱时间的延长,铁皮石斛叶片P_(n)和G_(s)呈先升高后降低的趋势,C_(i)和T_(r)呈先降低再升高的趋势,复水后,P_(n)、C_(i)、G_(s)和T_(r)均恢复到了充分供水时以上的水平。同时,金钗石斛和铁皮石斛在干旱早期(40 d前),P_(n)与C_(i)和G_(s)的变化趋势基本一致,P_(n)的下降主要由气孔限制引起,而干旱后期(40 d后),P_(n)的下降主要由非气孔限制引发。并且,金钗石斛和铁皮石斛叶片水分利用效率(WUE)随干旱时间的延长均整体呈升高趋势,复水20 d时,其日平均WUE分别是充分供水时的4.99和1.91倍。综上,金钗石斛和铁皮石斛均具有较强的抗旱能力,铁皮石斛表现出强于金钗石斛的复水恢复能力。同时,在WUE上,两种植物干旱后复水均表现出一定程度的补偿性增长。并且,通过对干旱胁迫和复水过程光合生理特征的综合分析,初步认为两种石斛属植物均为干旱避免型植物。

差异蛋白质组学在植物逆境生理机制研究中的应用

对差异蛋白质组学在植物逆境生理机制中的应用进行综述,植物对干旱、盐胁迫、低温、厌氧等非生物胁迫,以及虫害、细菌、真菌感染等生物胁迫均有很强的响应机制,蛋白质组均发生了显著变化,应用差异蛋白质组学研究植物对胁迫的应答和适应性,可以更好地了解植物在受到胁迫后的伤害机制,揭示植物对环境的适应机制和防御机制,但关于逆境差异蛋白质组学在活性天然产物研究中未见文献报道。

水杨酸在植物逆境生理中的作用

植物生存于自然环境中,会受到各种逆境的伤害。水杨酸(salicylic acid,SA)作为植物内源信号分子,在逆境下会诱导产生,缓解逆境对植物的伤害。本文综合近些年来的研究成果,对水杨酸在植物逆境下的作用机理进行了简要综述。

植物逆境应答的分子机制及转基因研究

分析了植物逆境应答的分子机制,概述了不同应答机制下的植物转基因研究进展,提出了采用基因聚合技术实现不同类抗逆基因的聚合以提高转基因植株的抗性范围和抗逆程度。

“植物逆境与信号转导”优质课程的建设与实施

研究生的教育水平是一个国家核心竞争力的标志,而高等教育发展的核心任务是如何提高研究生的教育质量。保障研究生培养质量的关键在于课程学习,因此,良好的课程建设能够激发研究生的创新潜力,进一步地提升研究生的教育水平。从关于研究生优质课程建设的必要性、课程内容设计与教学实施、课程考核与课程特色及教学感想等方面介绍了湖南农业大学“植物逆境与信号转导”研究生优质课程的建设与实施,为进一步探讨线上线下混合式课程的建设与改革提供了借鉴。

林学学科“植物逆境生理生态”研究生课程教学改革——以甘肃农业大学为例

“植物逆境生理生态”课程是林学学科研究生的学位课程,其课程教学内容与林业实际生产密切相关。针对课程教学存在的课时少、实践环节缺乏、师资力量薄弱等问题,结合甘肃农业大学林学学科研究生人才培养目标,探讨了课程教学的改革措施:一是优化课程教学内容,将国内外有关植物逆境的最新研究动态以及现代植物逆境生理生态的研究方法等融入课程教学内容,以适应全球气候变化的趋势;二是实施案例教学,培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力;三是构建课程教学团队,由多学科、多研究方向的教师联合开展课程教学,不仅可以丰富课程教学内容,而且学生可以结合教学内容与任课教师开展讨论和交流,提升学生解决林木生产和林业建设中的实际问题的能力。通过教学改革,帮助学生构建起完善的课程知识体系,提升了教学效果,也为相关课程的改革提供了参考。

翻转课堂联合PBL教学模式在硕士研究生“植物逆境生物学”课程教学中的应用

文章首先分析了“植物逆境生物学”课程教学现状,然后对翻转课堂、PBL进行了概述,接着提出了翻转课堂联合PBL教学模式在硕士研究生“植物逆境生物学”课程教学中的应用策略,最后阐述了翻转课堂联合PBL教学模式在硕士研究生“植物逆境生物学”课程教学中的应用效果评价及反思。

外渗电导法测定植物逆境生理的改进试验

介绍了一种外渗电导法测定植物逆境生理的改进试验方法。

植物逆境生物学中的蛋白质组学技术运用

逆境胁迫会对植物生长发育造成制约,并且对作物产量、质量等造成影响,植物应答胁迫分子机理的分析为人们尤为重视的内容。植物蛋白质组学的研究能够系统性的揭露在胁迫条件不同时,植物蛋白质表达的情况,以此对基于环境胁迫下植物基因表达调控机制进行掌握。以此,简单分析了蛋白质组学技术在植物逆境生物学中的使用。