第二章 植物逆境生理研究进展02

植物应答逆境胁迫分子机制的研究进展作者：许存宾来源：《种子科技》 2018年第9期摘要：植物在生长过程中经常遭受各种胁迫因子的影响，随着分子生物学技术的发展，植物适应逆境的机制研究也从生理水平步入分子水平。

对植物应答逆境胁迫的转录组、蛋白组和调控分子机制3个方面的研究进行了概述。

关键词：植物；应答逆境胁迫；分子机制；研究进展植物经常遭受各种逆境胁迫，对生长发育造成不利影响，甚至引起死亡。

植物的逆境胁迫通常包括非生物胁迫和生物胁迫，前者主要由一定的物理或化学条件引发，如高温、干旱、冷害、高盐、重金属、机械损伤等，后者主要由各种生物因子引发，如真菌、细菌、病毒、线虫和菟丝子等引起的病虫害[1]。

植物为了适应逆境环境，会在分子、细胞、器官、生理生化等水平上作出及时调节[2～3]。

植物对逆境胁迫的响应是一个非常复杂的生命过程，其分子机制至今尚未完全阐明。

随着全球环境的日益恶化，各种逆境胁迫对植物生长发育带来的影响也日渐严重，成为制约现代农业发展的重要因素，各国学者对植物逆境应答机制的研究也投入了越来越多的力量[4]。

早期科学家们对植物在不利环境中的形态变化和生理指标变化研究较多，随着分子生物学技术的不断发展，对植物适应逆境机制的研究从生理水平进入分子水平，使得植物在逆境胁迫条件下的代谢机理研究取得了重要进展。

植物受到逆境刺激后，通过系列信号分子对相关抗逆基因和蛋白的表达进行调节，进而改变自身形态和生理生化水平来适应逆境[5]。

此研究不仅能探索生命现象的本质，而且能更好地进行分子育种和植物次生代谢产物合成研究。

本文就植物应答逆境胁迫的转录组学、蛋白组学和分子调控机制3个方面的研究进展进行了概述。

1植物应答逆境胁迫的转录组学研究进展转录组学（transcriptomics）是一门在RNA水平上研究生物体中基因转录的情况及转录调控规律的学科，即从RNA水平研究基因表达的情况。

转录组学可定量分析生物体不同组织、不同发育阶段和不同环境条件下的基因表达变化情况。

安徽农业大学学报,2000,27(2):204～208Journal of A nhui A gricultural U niversity植物抗逆境的分子生物学研究进展(综述)①韦朝领,袁家明(安徽农业大学农学系,合肥230036)摘　要:本文就国内外有关植物抗逆境的分子生物学研究作一概述。

主要介绍植物在温度、水分和盐逆境下产生的诱导物质(如蛋白等),以及控制其基因的特征、表达和调控的研究现状。

并提出和讨论了有关该领域有待进一步探讨的问题。

关键词:植物抗逆境;诱导蛋白;基因 中图分类号:Q945文献标识码:A文章编号:100022197(2000)022*******自然界中,植物生长在开放的系统中,经常遇到恶劣环境的影响,主要有强光、高温、干旱、水涝和高盐等逆境的胁迫。

人们就逆境对植物影响的认识和研究,首先是从表观生理指标的一般性描述开始的,其次为植物在各种逆境下产生的生理生化、生态变化和生理调节机制,最后发展到分子水平,进一步探讨植物对不同逆境的感应、信号传导、基因表达与调控、蛋白质组装和细胞膜功能获得。

这些为更深入了解植物对不同逆境响应的分子机理和研究人工调控的生物技术等方面展示出良好的前景。

为了对其有个基础、全面的认识,本文针对植物逆境诱导蛋白、基因及其表达调控作一综述。

1　植物逆境诱导蛋白111　温度诱导蛋白11111　抗冻蛋白　抗冻蛋白(autifreeze p ro teins,A FP s)是一种抑制冰晶生长的蛋白质,能以非依数形式降低水溶液的冰点。

它是直接和冰晶的形式相互作用的蛋白质。

A FP s从本世纪60年代被发现以后,先后引起许多研究者的兴趣。

最早,A FP s是从两极冰河中的鱼类血液中发现的。

它从结构上可分成四种类型:即抗冻糖蛋白(A FGP3), 型抗冻蛋白(A FP ), 型抗冻蛋白(A FP ), 型抗冻蛋白(A FP )。

A FGP s主要由三肽糖单体串联重复而成,分子量一般在215～3317KD之间。

植物生理学的研究现状和发展趋势植物生理学是研究植物在生长、发育、代谢等方面的生理性特征和规律的科学，其研究的内容涵盖了植物生命活动的各个方面，是植物科学的重要分支之一。

在当今世界，随着环境污染和气候变化的影响，农业和生态环境的问题日益凸显，植物生理学的研究越来越受人们的关注。

本文将介绍植物生理学的研究现状和发展趋势。

一、植物生理学的研究现状1、植物激素的研究植物激素是一种特殊的生化物质，它能调节植物的生长、发育和代谢等生物过程，是植物生理学的研究热点之一。

目前，对于植物激素的作用机理和调控机制，学界还存在争议，因此，相关的研究尚处于不断深入阶段。

2、植物生长调节剂的应用研究植物生长调节剂是植物生理学领域中的一种重要物质，它具有控制植物生长的特殊作用。

随着农业技术的不断发展，植物生长调节剂的应用已经成为现代农业中的一种重要技术手段。

目前，植物生长调节剂的研究重点在于寻找新型生长调节剂，提高其效果，并研究植物激素和生长调节剂之间的相互作用。

3、植物逆境生理学的研究随着环境污染和气候变化的影响，植物受到了越来越多的逆境胁迫，如高温、低温、干旱、盐碱、重金属污染等。

因此，植物逆境生理学的研究也越来越受到重视。

目前，学界主要关注于研究逆境对植物生长发育的影响和调控机制，以及开发新型抗逆性品种。

二、植物生理学的发展趋势1、从分子水平到系统水平的转化随着生命科学的发展，植物生理学也朝着从分子水平到系统水平的转化方向发展。

传统的植物生理学主要关注于植物的生长、发育和代谢等方面的生理性特征和规律，而系统生物学则注重研究植物的整体性问题，如植物的生长规律、生态系统的运作等。

将传统的植物生理学和系统生物学相结合，可以更加深入地了解植物的生理特性和规律，研究植物生命活动的整体性问题。

2、基于高通量技术的研究高通量技术是一种可以同时分析大量分子数据的技术，它在生命科学领域中发挥了重要作用。

随着植物基因组学和蛋白质组学的快速发展，高通量技术在植物生理学中的应用也越来越广泛。

2006,35(2):70-73.Subtropical Plant Science木麻黄逆境生理研究进展(综述)郑金双（福建永安天宝岩国家级自然保护区管理局，福建永安 366000）摘要：本文综述水分、盐分、重金属和酸雨等逆境条件对木麻黄生长发育及生理生化等方面的影响，指出木麻黄造林的主要逆境因素是水分和盐分，并对今后的研究工作提出建议。

关键词：木麻黄；逆境生理；生长发育；生理生化中图分类号：Q945.78; Q949.731 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2006)02-0070-04A Review of Progress in Stress Physiology in Casuarina SpeciesZHENG Jin-shuang(Administrative Bureau of Tianbaoyan National Natural Reserve of Fujian, Yong’an 366000, Fujian China)Abstract: The advances in stress physiology of Casuarina species are reviewed, which include changes of growth and development, physiology and biochemistry under stress, such as water, salinity, heavy metal and acid rain. The main causes influencing forestation of Casuarina species are water and salinity. Some suggestions for further study are also put forward.Key words：Casuarina species; stress physiology; growth and development; physiology and biochemistry木麻黄(Casuarina equisetifolia)原产于大洋洲和太平洋群岛，广泛用于防风固沙、盐碱地改良和干旱区造林，现已发现4个属96种。

植物抗逆性研究及其对农作物生产的应用植物作为生物体，在面对各种环境压力和逆境条件下，拥有一定的自我保护和适应能力，这种能力被称为植物的抗逆性。

植物抗逆性的研究是现代农业科研领域中的重要课题，它从分子水平到整体生态系统水平，运用多学科的知识和技术手段，探索植物在逆境环境下的应对机制与适应策略，通过对抗逆性的深入研究，为农作物生产提供科学依据和技术支持，这对实现农业的高产、优质、高效发展具有重要意义。

一、植物抗逆性研究的重要性植物生长发育和产量形成受到许多逆境因素的影响，如高温、低温、干旱、盐碱、重金属等。

这些逆境因素不仅直接导致植物的生长发育受限，还会引发一系列生理、生化和分子变化，导致植物代谢紊乱、细胞死亡，甚至死亡。

因此，研究植物抗逆性是为了探索植物在逆境环境下的生理适应机制，揭示植物的抗逆性状遗传与表达规律，以及植物生理和分子调控的途径和机理，为培育抗逆性农作物品种、提高农业生产能力提供理论和实践支持。

二、植物抗逆性研究方法及进展1. 分子生物学方法的应用通过克隆、表达和功能研究抗逆性相关基因，揭示基因与抗逆性状之间的关系。

利用基因组学、转录组学和蛋白质组学等技术手段，解析植物在逆境条件下基因的表达水平和蛋白质的组成变化，从而揭示抗逆性调控的分子机制。

2. 生理生化方法的应用通过测定植物抗逆性相关的生理指标，如保护酶活性、非酶抗氧化物质含量、渗透调节物质含量等，以及逆境胁迫下植物代谢、离子平衡和水分利用效率等相关生理生化指标的变化，分析逆境对植物的生理生化影响，以及植物的适应策略。

3. 遗传学和生物技术方法的应用利用遗传学方法研究植物抗逆性的遗传基础，如敲除、转基因和群体遗传等手段，搞清抗逆基因的遗传机制，为农作物的抗逆遗传改良提供理论和实践支持。

三、植物抗逆性对农作物生产的应用1. 育种方法的应用通过合理选择和优化育种方法，培育抗逆性农作物品种，提高农作物的抗逆性和适应性，从而提高农作物的产量和品质。

逆境（干旱、盐胁迫）下植物衰老及活性氧清除机理高旭东生技134 2013013987摘要：植物在逆境下会产生不利于自身生长发育的活性氧，并且活性氧在植物体内大量的堆积很可能导致植物的资深加速衰老以及程序性死亡，为了使植物能够提高生存效率，本文对于植物的活性氧清除机理进行了综述阐明。

关键词：植物逆境衰老活性氧清除活性氧(reactive oxygen species，ROS)是指某些氧代谢产物及其衍生物，它们都含有氧原子，但较氧具有更活泼的化学反应，主要包括超氧阴离子(0 :)、羟自由基(·OH )、单线态氧(O2)、脂质过氧化物和过氧化氢H202)等,不同种类的活性氧可同时出现在一个生物体系中。

活性氧的存在对于植物来说也是必不可少的信号传递以及抵御外来入侵的机制。

植物干旱也分为了大气干旱，土壤干旱和生理干旱三种。

且植物的活性氧的产生与干旱有着密不可分的关系，而细胞衰老目前有着两种大家公认的理论：一是自由基理论，这是细胞衰老的随机学说(stochastic theories)；二是细胞的程序死亡理论，这属于细胞衰老的程序化理论(programmed theories)，本文将就这三点之间的关系，以及植物的活性氧清除机理来进行论述。

1. 植物逆境下活性氧与植物衰老1.1概述植物体在正常生长条件下能产生少量的活性氧，但在正常的生理情况下，活性氧的产生和清除保持平衡，因而不会造成机体的损伤。

当外界条件发生急剧变化时，植物体内会产生大量的活性氧，高浓度的活性氧对植物细胞有很强的毒害，低浓度的活性氧不仅不会对细胞造成伤害，而且还可充当信号分子参与植物的某些防卫反应过程。

所以在处于逆境下（干旱或盐胁迫）的植物会产生过多的活性氧并对植物造成损伤。

1.2活性氧活性氧(reaction oxygen species，ROS)就是属于自由基类的一类高活性氧化剂，指某些氧代谢产物及其衍生物，它们都含有氧原子，但较氧具有更活泼的化学反应，目前，我们较熟知的几种植物体内比氧更活泼的含氧化合物主要包括：超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H202 )、过氧化自由基(ROO·)和活性很强的羟基自由基(OH·)等。