植物抗逆机制研究进展

植物抗逆性研究的新方法与应用案例植物是地球上最重要的生物资源之一，它们不仅提供人类所需的食物、纤维和药物，还能够改善环境和气候。

然而，全球气候变化和环境恶化等因素对植物的生长和发育造成了严重的威胁。

为了帮助植物更好地适应各种逆境，研究人员提出了许多新的方法和技术。

本文将介绍一些有关植物抗逆性研究的新方法和应用案例。

一、分子生物学方法分子生物学方法是研究植物抗逆性的重要手段之一。

通过研究植物的基因表达和功能，可以揭示植物如何适应环境变化，并提高其抗逆性。

例如，利用基因工程技术，科学家们可以将抗逆基因导入植物中，从而使其对干旱、盐碱等逆境具有更强的抵抗能力。

此外，利用转录组学和代谢组学等高通量技术，可以全面分析植物在逆境条件下基因的表达和代谢的变化，从而深入了解植物的应激反应机制。

二、激素调控方法激素是植物生长和发育的重要调节因子，也能够参与植物的抗逆性调控。

目前，研究人员发现通过调节植物的内源激素含量和信号传导途径，可以显著提高植物对逆境的抵抗能力。

例如，植物激素脱落酸（ABA）在干旱胁迫下的积累，能够促进植物的闭气孔、减少水分蒸腾，增加植物的抗旱性。

此外，利用激素信号转导途径的调控，还可以增加植物对盐碱、低温等逆境的耐受性。

三、遗传改良方法遗传改良是提高植物抗逆性的重要手段之一。

通过人工选育和遗传改造，科学家们培育出了许多对逆境具有良好适应性的植物品种。

例如，抗病虫害和耐盐碱性强的水稻、抗旱性强的玉米等，都是通过选择和杂交育种等方法培育而成的。

近年来，利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，研究人员能够精确改变植物基因组中的特定位点，从而培育出更加耐逆的植物品种。

四、生理与生化方法生理与生化方法是研究植物抗逆性的重要手段之一。

通过研究植物的生理和生化参数，可以了解植物在逆境条件下的生理状态和适应机制。

例如，测定植物的叶绿素含量和光合作用速率等参数，可以评估植物的抗旱和耐盐能力。

此外，通过测定植物的抗氧化酶活性和非酶抗氧化物质含量等，可以研究植物的抗氧化适应机制。

转录因子bZIP60调控植物抗病抗逆的研究进展
江连强;宫燕伟;刘东阳;刘国;申莉莉
【期刊名称】《四川农业科技》
【年(卷),期】2024()2
【摘 要】未折叠蛋白反应(UPR)在植物的逆境胁迫、病原物侵染、生长发育中发挥
重要作用,转录因子bZIP60是UPR信号之一。在明确了拟南芥、水稻、玉米、小
麦等内质网应激时需肌醇酶(IRE1)介导bZIP60 mRNA剪接激活的基础上,归纳了
bZIP60对逆境和病原物的响应机制,总结了IRE1/bZIP60信号在植物抗病抗逆中
的研究进展。正常生长条件下,以前体蛋白bZIP60U的形式跨内质网膜。发生应激
时,IRE1识别并剪切bZIP60 mRNA的双茎环结构,产生含转录激活域和核定位信
号的活性蛋白bZIP60S,并在细胞核内形成二聚体,结合到应激反应相关基因的启动
子,通过上调胁迫应答相关基因提高植株抗性。

【总页数】6页(P57-62)
【作 者】江连强;宫燕伟;刘东阳;刘国;申莉莉
【作者单位】四川省烟草公司凉山州公司;中国农业科学院烟草研究所
【正文语种】中 文
【中图分类】S51
【相关文献】
1.bHLH转录因子研究进展及其在植物抗逆中的应用2.bZIP转录因子在植物激素
介导的抗病抗逆途径中的作用3.WRKY转录因子在植物抗逆生理中的研究进展
4.MYB类转录因子调控植物耐逆机制的研究进展5.转录因子TCP4参与植物生长
发育和抗逆调节研究进展

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植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2020, 55 (6): 777–787, doi: 10.11983/CBB20020 ——————————————————收稿日期: 2020-02-10; 接受日期: 2020-05-08基金项目: 国家重点研发计划(No.2018YFD1000300)、现代种业重大科技专项(No.2018B02020-2005)和广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项(No.2019KJ109) † 共同第一作者* 通讯作者。

E-mail:**************.cn木葡聚糖及其在植物抗逆过程中的功能研究进展肖银燕†, 袁伟娜†, 刘静, 孟建, 盛奇明, 谭烨欢, 徐春香*华南农业大学园艺学院, 广州 510642摘要 木葡聚糖(XyG)是一种存在于所有陆生植物细胞壁中的基质多糖, 是双子叶植物初生细胞壁中含量(20%–25%,w/w)最丰富的半纤维素成分。

作为细胞壁的组分, XyG 不仅与植物的生长发育密切相关, 还在植物抵抗各种生物和非生物逆境过程中发挥重要作用。

XyG 代谢相关基因主要通过改变植物细胞壁的组成以及对细胞壁进行重排进而改变细胞壁的弹性/硬度等特性, 影响植物的抗逆性。

XyG 及其寡糖也可能作为信号分子, 或与其它信号分子协同作用应对逆境胁迫。

该文概述了XyG 的结构与类型及参与XyG 生物合成与降解的相关基因, 重点阐述XyG 相关基因应答生物和非生物胁迫的作用机制。

关键词 半纤维素, 木葡聚糖代谢, 生物胁迫, 非生物胁迫, 抗性肖银燕, 袁伟娜, 刘静, 孟建, 盛奇明, 谭烨欢, 徐春香 (2020). 木葡聚糖及其在植物抗逆过程中的功能研究进展. 植物学报 55, 777–787.植物细胞壁是围绕在植物原生质体外的一种细胞结构, 由初生细胞壁和次生细胞壁组成。

初生细胞壁位于外层, 是由纤维素、半纤维素和果胶等多糖及结构蛋白组成的一种复杂网络结构。

植物逆境生理生态学研究进展植物作为一种生物体，在它发育生长的过程中，会受到各种外界的逆境因素的影响，如干旱、高盐、低温等。

这些逆境因素在严重的情况下会导致植物的死亡，而适应这些逆境因素的植物则能够在充满挑战的环境中生存和繁衍。

因此，研究植物逆境生理生态学是关系到生命科学、农业科学等众多领域的一个重要课题。

本文将对植物逆境生理生态学的研究进展进行探讨。

一、研究内容植物逆境生理生态学主要研究植物受到外界逆境因素的影响时，其生理、生态与分子水平的响应机制及其适应性策略。

例如，对于干旱逆境，研究植物的减水适应、机制及分子调节因子，发掘新型的抗旱素材等。

对于高盐逆境，研究植物吸收盐分的生理机制，如细胞离子平衡和NaCl转运，以及抗盐素材的发掘。

对于低温逆境，研究植物的冷适应机制及其分子生物学水平的了解等。

二、研究方法植物逆境生理生态学的研究方法主要包括分子生物学技术、生物化学技术及生理学技术等。

其中，分子生物学技术应用较为广泛，如PCR技术、蛋白质组学技术、基因芯片技术等，能够发现新型的适应策略和基因调控机制。

生物化学技术，如液相色谱技术、气相色谱技术等，能够定量研究生物化学指标的变化。

生理学技术如体液采集、测定指标等在逆境研究中也不可缺少。

此外，生态学中的大量样品和对环境的大量观测也是植物逆境生理生态学研究的重点内容。

三、研究进展1、分子机制近年来，研究人员发掘出大量在逆境条件下表达的调节蛋白，如CBL （calcineurinB-like protein）、MIP/MIPK。

同时，分子调控机制研究也在不断深入，如ABRE（ABA响应元件）的结构和作用机制很大程度上催化了ABA（abscisic acid, 脱落酸）的研究，并且对未来发掘新的抗旱素材起到了指导意义。

2、植物适应性对策根据以往的研究结果以及新的实验数据，植物的适应性对策可以分为内源性和外源性两种。

其中，内源性对策主要体现在植物调节物质的合成，如ABA、木糖醇及多糖等；而外源性对策主要体现在孢粉、蜡质及气孔等结构层面上，如更密集的气孔和更厚密的表皮层等。

基因转移技术对植物抗逆性状的改良和应用研究进展植物面临着来自环境的各种压力和逆境，如高温、干旱、盐碱、病虫害等，这些逆境对植物的生长和发育产生了不利的影响。

为了提高植物的抗逆性状，科学家们采用了基因转移技术，通过转移外源基因来改变植物的性状，并在最近的几十年取得了显著的研究进展。

基因转移技术是指将来自其他物种的基因转移到目标植物中，使其表达特定的基因产物，以达到改变植物性状的目的。

该技术的主要方法有农杆菌介导转化和基因枪法。

农杆菌介导转化是一种常用的基因转移技术。

研究人员通过将待转基因植物组织接种到含有特定外源基因的农杆菌培养基中，利用螺旋体农杆菌的植物感染能力使外源基因转移到植物基因组中。

这种方法可以用于许多植物物种，且转化效率较高。

基因枪法是另一种常用的基因转移技术。

该方法将外源基因载体（如质粒DNA）与微金属颗粒（如金属微粒）共同导入目标植物组织中，通过利用高压气体或爆炸力驱使基因载体和目标植物组织发生物理碰撞，使外源基因转移到植物细胞中。

这种方法适用于多种植物物种，且对于难以通过农杆菌介导转化的植物也具有较高的转化效率。

基因转移技术在植物抗逆性状的改良中发挥了重要的作用。

通过转移具有抗逆相关基因的外源基因，可以使植物获得新的抗逆性状。

例如，转移呼吸途径相关基因到植物中，可以增强植物的呼吸作用，提高其抗干旱和高温胁迫的能力。

转移盐胁迫相关基因到植物中，可以增加植物对盐碱胁迫的耐受性。

此外，还可以通过转移抗病虫害基因来提高植物的抗病虫虫害能力。

近年来，基因转移技术在植物的抗逆性状改良与应用方面取得了重要的研究进展。

研究人员通过转移调控基因来增强植物的抗逆能力和适应性。

例如，研究人员转移了一些转录因子基因来调节植物的抗逆响应。

这些转录因子能够参与调控植物的生长发育和抗逆反应，并提高植物对逆境的反应能力。

此外，研究人员还通过转移蛋白质编码基因来增强植物对逆境的抵抗力。

例如，转移LEA蛋白基因能够增加植物的耐旱性能，而转移抗冻蛋白基因能够提高植物的耐寒性。

全世界的忍冬属（Lonicera Linn.）植物约有200种，分布于欧洲、北美洲、亚洲和非洲的温带和亚热带地区。

我国有98种，广泛分布于全国各地，以西南部种类最多[1]。

该属多为落叶（或常绿）灌木或藤本植物，少有乔木，大多花色迷人，叶色秀丽，气味清香，是花、果、叶俱优的观赏植物。

此外，该属植物根系发达，耐旱、耐瘠薄并有一定的耐盐碱能力，部分种还具有富集重金属离子、滞尘抑菌的作用，极具开发利用价值[2，3]。

目前，已有很多人进行了相应研究。

作者通过查阅大量文献和实地调查，对忍冬属植物抗逆性和园林应用方面的研究进展进行综述，旨在为该属植物种质创新和更广泛的园林应用提供参考依据。

1忍冬属植物的抗逆性忍冬属植物资源丰富，分布范围广，具有众多抗逆特性，对其抗性生理的研究多集中于抗旱、耐瘠薄、抗寒、耐盐等方面，抗重金属毒害方面也有相关研究。

1.1抗旱性在影响植物生长发育的诸多生态因子中，水分亏缺影响最为重要，超过其他胁迫因子之和[4]。

当植物长期受到水分胁迫时，叶片的形态结构会发生一定的变化。

王建伟等[5]研究表明，随着土壤含水量的降低，金银花的叶面积降低，而叶绿素a 、叶绿素b 、类胡萝卜素、叶绿素总量、比叶重都升高，金银花通过减小叶面积，增加叶绿素含量、加大比叶重来保持一定的碳积累以便适应土壤干旱胁迫。

彭素琴等[6]采用土胡爱双1，王文成1*，孙宇1，郭艳超1，李海山2，杨雅华1（1.河北省农林科学院滨海农业研究所，唐山市植物耐盐研究重点实验室，河北唐山063299；2.河北省农林科学院，河北石家庄050051）摘要：忍冬属植物花、果、叶俱优，观赏价值高，具有多种抗逆特性。

详述了忍冬属植物在抗旱、耐瘠薄、抗寒、耐盐及抗重金属方面的研究进展，总结了提高其抗逆性的途径和方法，探讨了其观赏特性及园林应用方式，可为其种质创新和园林应用提供参考。

关键词：忍冬属；抗逆性；园林应用；研究进展中图分类号：S688文献标识码：A 文章编号：1008-1631（2016）05-0031-05收稿日期：2016-04-14基金项目：唐山市社会发展科研计划项目（16130203A ）作者简介：胡爱双（1986-），女，河北饶阳人，研究实习员，硕士，主要从事园林植物逆境生理生态及育种研究。

植物抗逆性研究及其应用前景评价随着全球气候变化和环境污染的加剧，农作物的生长环境也受到了严重的影响。

气温升高、长期干旱、酸雨、土壤污染等多种逆境条件，都使得农作物生长受到限制甚至无法正常生长，从而影响国家粮食安全和农业可持续发展。

如何提高农作物的抗逆性，成为了当前农业领域的研究热点之一。

植物抗逆性研究已经成为了当前生命科学领域的重要方向之一，并得到了广泛关注。

一、植物抗逆性的定义植物抗逆性是指在自然环境中，植物在遭受气候变化、生物胁迫、化学污染等外界环境压力下，在保持生命活动的基础上，能够调节代谢过程并维持稳态，进而适应环境变化的能力。

植物的抗逆性是其生存和繁殖的重要保障。

二、植物抗逆性的机制植物的抗逆性机制是多方面的。

植物在面对多种逆境条件时，显著地影响植物的生长和发育。

从分子层面上，抗逆基因的表达、代谢物的变化以及蛋白质的修饰等，都是植物抗逆机制的重要组成部分。

在细胞层面上，植物细胞壁的完整性、质膜的稳定性以及细胞色素氧化酶等的功能，都对植物的抗逆性发挥重要作用。

在组织和器官水平上，植物的根系、叶片和储藏器官的构造、形态和发育状态都对植物的抗逆性起到重要影响。

三、植物抗逆性的评价评价植物的抗逆性是为了发现和利用抗逆性较强的植物，并开展相应的遗传改良。

在植物抗逆性的评价中，通常采用的方法是对其在逆境下的生长和发育进行观察和对比。

比如，在干旱条件下，植物的叶片表面、根系形态、生理代谢调节等方面的变化情况，都可以作为评价植物的抗旱性的指标。

此外，还可以通过对植物叶片中活性氧含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶等逆境相关酶活性的检测，来评价植物的耐盐性、耐寒性和耐干旱性等。

四、植物抗逆性的应用现状目前，随着基因工程和分子生物学技术的发展，实现对植物抗逆性进一步深入了解和调控的发展趋势逐渐增长。

在当前农业生产领域，利用转基因技术和基因编辑技术，研究和应用抗逆性相关基因，以及调控植物的营养代谢、信号传导和屏障保护等机制，以提高植物的抗逆性，已成为重要研究方向之一。

ABA生物代谢及对植物抗逆性研究进展摘要脱落酸（丙烯基乙基巴比妥酸，Abscisic Acid，ABA）是一种重要的植物激素，因能促使叶子脱落而得名。

能引起芽休眠、叶子脱落和抑制细胞延长等生理作用的植物激素。

ABA在植物遭受生物胁迫和非生物胁迫时发挥重要作用。

本文综述了近些年来国内外有关ABA生物合成和分解的路径，介绍ABA在植物干旱、低温、高盐、病虫害等逆境胁迫反应中起重要作用，对植物保护和农林业生产中的应用有重要意义。

关键词：脱落酸；生物合成；抗逆性；胁迫引言近年来，随着全球气候、土壤和水分环境的逐渐恶化、干旱、高低温胁迫、盐胁迫及虫害等问题也日趋严重，对植物保护和农林业生产构成了一定程度的威胁，这引起了各国科研工作者的重视，特别是对激素抗逆机理的探索更为深入。

对于ABA 对植物的抗性生理机制的了解从微观到不断深入，伴随着分子生物学的发展，大量科学实验已经证实其合成关键基因受环境胁迫诱导。

1 脱落酸的发现分布及生物合成分解途径脱落酸（abscisic acid，ABA)是1963年美国艾迪科特等人从棉铃中提纯了一种植物体内存在的具有倍半萜结构的植物内源激素物质，能显著促进棉苗外植体叶柄脱落，称为脱落素II。

英国韦尔林也从短日照条件下的槭树叶片中提纯一种物质，能控制落叶树木的休眠，称为休眠素。

1965年证实，脱落素II和休眠素为同一种物质，统一命名为脱落酸。

ABA主要在叶绿体及细胞质中合成，然后转移到其他组织中积累起来。

研究发现不仅植物的叶片，根尖也能合成大量的脱落酸。

进一步研究发现，植物的其他器官，特别是花、果实、种子也能合脱落酸<1>。

植物体内的脱落酸是由一种植物色素—玉米黄质（zeaxanthin）合成，玉米黄质在玉米黄质环氧酶（ZEP）的作用下氧化成紫黄质（violaxanthin）。

紫黄质经两条路径在9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）作用下断裂形成黄氧素（Xanthoxin），NCED也是ABA 生成中的关键酶，黄氧素再经过修饰成为ABA。

植物的抗逆机制植物作为生物界中最主要的生产者之一，面临着各种环境压力和逆境条件，如干旱、高温、酸碱胁迫等。

然而，通过数十亿年的进化和适应，植物发展出了一系列的抗逆机制，使它们能够在恶劣条件下存活和生长。

本文将就植物的抗逆机制展开探讨。

一、生理机制1. 渗透调节：植物在干旱胁迫下，通过调节细胞内渗透压来保持细胞的水平衡，减缓水分流失。

植物会积累可溶性糖类、有机酸、孢子素等物质，增加细胞内溶液的浓度，吸引水分进入细胞，从而维持细胞的水势。

2. 激素调控：植物中的激素在逆境条件下扮演着重要的角色。

例如，脱落酸（ABA）是一种重要的脱落酸类激素，它能够抑制植物的生长，调节水分平衡，增强植物对干旱、高盐和低温等逆境的耐受能力。

3. 活性氧清除系统：在植物的正常代谢过程中，会产生一些活性氧物质，如超氧阴离子、过氧化氢等。

这些活性氧物质在一定量下对植物有益，但过多的活性氧物质会对植物的细胞结构和功能造成损害。

因此，植物发展出了一套高效的活性氧清除系统，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶等酶类，用于清除过多的活性氧物质，维持细胞内的氧化还原平衡。

二、生化机制1. 保护酶的合成：植物在逆境条件下，会合成一些保护酶，如抗氧化酶、脯氨酸酶等，用于对抗逆境条件下的氧化和胁迫。

这些保护酶能够稳定膜结构、保护蛋白质和DNA等生物分子的完整性，从而减轻逆境对植物的损害。

2. 防御物质的积累：有些植物在逆境条件下会合成一些特殊的物质，以克服压力。

例如，蛋白质质抗冷保护物可以提高植物的耐寒能力；多糖类物质则能够增加植物的抗旱能力。

三、遗传机制1. 基因表达调控：植物在逆境条件下，会调节特定基因的表达，以适应不同的环境压力。

例如，在干旱条件下，植物会调节一系列的脱水素合成基因的表达，以提高植物对干旱的耐受性。

2. 基因突变和多态性：植物通过基因突变和多态性的产生来增加适应能力。

这些突变和多态性可以导致植物产生新的抗逆性状，从而提高植物的适应能力。

植物逆境抗性机制和适应策略的研究论文素材植物作为一类固着在地面上的生物，常常会面临各种逆境的挑战，如高温、严寒、干旱、盐碱等问题。

为了适应这些恶劣的环境条件，植物通过一系列的机制和策略来提高其逆境抗性，并保证其生存和繁衍。

在植物逆境抗性研究领域，目前有许多有关植物逆境抗性机制和适应策略的文献和研究成果可供使用。

以下是一些相关的论文素材，用于进一步研究植物逆境抗性的机制和策略。

1. 文献一：植物抗逆相关基因的研究这篇文章主要研究了一类与植物逆境抗性相关的基因家族，通过基因克隆和功能分析，发现该家族的基因在植物对抗逆境的过程中起到关键作用。

该研究结果揭示了植物逆境抗性基因的调控网络，为进一步研究植物逆境适应策略提供了理论和实验基础。

2. 文献二：植物抗逆性相关信号通路的研究这篇论文探讨了植物在面对逆境胁迫时，如何通过特定的信号通路来调节其逆境抗性。

通过对植物生长发育和逆境应答相关基因的表达分析，研究人员揭示了植物逆境信号通路的底层机制，并提出了一种新的植物逆境适应策略。

3. 文献三：植物抗逆性相关蛋白质的研究这篇论文主要研究了植物在逆境胁迫下表达的一类相关蛋白质，通过蛋白质互作和功能分析，揭示了这些蛋白质在植物逆境抗性过程中的作用机制。

该研究结果为进一步研究植物逆境抗性的分子机制提供了重要线索。

4. 文献四：植物逆境适应中的酶活性研究这篇论文研究了植物在面对逆境胁迫时，一些关键酶活性的变化情况。

通过测定植物体内的关键酶活性，研究人员发现，这些酶在植物逆境抗性调节过程中发挥着重要的作用。

该研究结果为进一步揭示植物逆境适应策略的分子机制提供了重要依据。

5. 文献五：植物逆境抗性与植物激素的关系研究这篇论文研究了植物逆境抗性与植物激素之间的关系。

通过对植物在逆境胁迫下激素水平的测定和基因表达分析，研究人员发现，植物逆境抗性的形成和激素的合理调控密切相关。

该研究结果为进一步研究植物逆境适应策略的调控机制提供了新思路。

水杨酸（SA）与植物抗性关系的研究进展0 前言水杨酸对植物的作用越来越多地被人们认识, 有关的机理研究也日益受到重视。

现目前发现，水杨酸（SA）在植物抗病性和抗逆性都起着十分重要的作用。

此文章主要介绍水杨酸与植物抗性关系各方面的研究进展。

1水杨酸类的发现与生物合成水杨酸( Salicylic acid, SA) 是一种广泛存在于植物界的小分子酚类物质, 化学名称为邻羟基苯甲酸（图1-1）, 在植物体内主要以糖苷形式存在。

最早在18 世纪初科学家从柳树皮中分离纯化出有活性的SA, 并在18 世纪40 年代由意大利化学家R. Piria 命名为“水杨酸”。

1859 年H. Kolbe 等首次化学合成SA, 使其在临床上的应用成为可能, 而真正作为临床药物使用则是19 世纪末阿司匹林( 有效成分为乙酰水杨酸) 的出现。

通常认为植物体内的反式肉桂酸先经β-氧化产生苯甲酸，再经邻羟基化即产生SA，或者由反式肉桂酸先邻羟基化产生邻香豆酸，后者再经β-氧化产生SA；但同位数示踪技术证明植物体内反式肉桂酸是通过苯甲酸到SA的，并且其限速步骤是β-氧化。

植物体内有游离态SA和SA-β-O-D-葡糖苷两种形式存在。

水杨酸（邻羟基苯甲酸）乙酰水杨酸图1-1 水杨酸和乙酰水杨酸的分子结构式2 SA在植物抗病性中作用的研究水杨酸类（SAs）具有多种生理作用。

它作为一种信号分子对一些重要的代谢过程起调控作用。

因此，有人认为可以把它当作一种植物激素来看待[1]。

现已发现水杨酸能诱导多种植物对病毒、真菌及细菌病害产生抗性[2]。

许多研究表明，SA 可以作为诱导因子，在植物抗病反应中起着非常重要的作用。

2.1水杨酸对感染TMV 烟草叶片PAL 活性及本身TMV含量的影响用水杨酸( SA) 和普通烟草花叶病毒( TMV) 诱导且接种抗病烟草品种CV85 和感病烟草品种G80，研究其对烟草叶片苯丙氨酸解氨酶( PAL) 活性的影响。