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分子植物育种，２０１４年，第１２卷，第１期，第１９９—２０５页 Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｌａｎｔ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ，２０１４，Ｖｏ１．１２，Ｎｏ．１，１９９—２０５
评述与展望 Ｒｅｖｉｅｗ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ
植物在非生物胁迫下的信号交叉
郝艾馨 姜冰：．３郑伟莉１杜蕊。徐瑶１ 白冬珲１解莉楠 １东北林业大学生命科学学院，哈尔滨，１５００４０；２东北林业大学林学院，哈尔滨，１５００４０；３黑龙江出入境检验检疫局，哈尔滨，１５００１０ 通讯作者，ｌｉｎａｎｘｉｅ＠１２６．ｃｏｒｎ
摘要植物生存的自然环境中存在着多种非生物胁迫，其在应对不同类型非生物胁迫时存在反应的特异 性和信号的交叉性。本文综述了参与到胁迫诱导反应中的一些结构基因和转录因子的相关研究，并着重从信 号关联的角度关注多种胁迫反应的交集，介绍了这些关键因子的筛选、鉴定和功能开发，并论述了这些关键 因子在未来植物种质资源创新工作中的重要性。 关键词 信号交叉，非生物胁迫，结构基因，转录因子，信号网络
Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ａｂｏｔｉｃ Ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｉｎ Ｐｌａｎｔ Ｈａｏ Ａｉｘｉｎ Ｊｉａｎｇ Ｂｉｎｇ 。Ｚｈｅｎｇ Ｗｅｉｌｉ Ｄｕ Ｒｕｉ Ｘｕ Ｙａｏ Ｂａｉ Ｄｏｎｇｈｕｉ Ｘｉｅ Ｌｉ’ｎａｎ １ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＬｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ，１５００４０；２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ，１５００４０；３ Ｈｅｉ— ｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｅｎｔｒｙ－Ｅｘｉｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ Ｂｕｒｅａｕ，Ｈａｒｂｉｎ，１５００１０ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ，ｌｉｎａｎｘｉｅ＠１２６．ｃｏｍ ＤＯＩ：１０．１３２７１￣．ｍｐｂ．０１２．０００１９９
2013年全国植物生物学大会日程2013年10月8日—11日2013年10月8日下午报到时间：2013年10月8日13:30—22:00晚餐时间：18:00—21:00 自助餐（御河厅紫金厅）2013年10月9日开幕式（江苏省会议中心主楼三层大会堂）主持人：万建民8:30—9:00 南京农业大学校长周光宏致欢迎词中国农业科学院原院长、中国作物学会副理事长翟虎渠致开幕词北京大学原校长、中国科学院院士许智宏讲话大会报告主持人：陈晓亚9:00—9:30 李家洋（中国科学院遗传和发育生物学研究所）Understanding the control of rice tillering9:30—10:00 朱健康（中国科学院上海逆境生物学中心）Epigenetic silencing and anti-silencing mechanisms in plants10:00—10:30 张启发（华中农业大学）水稻亚种间生殖隔离的遗传和分子基础10:30—10:40茶歇10:40—11:10 朱玉贤（北京大学）棉花A、D亚基因组数据分析和演化及功能关系分析11:10—邓兴旺（北京大学）11:40 一场从黑暗走向光明的生死决策（A molecular mechanism for synchronizing leaf cell photosynthetic machinery assembly with hypocotyl cell elongation for optimalsurvival during critical early Arabidopsis development）12:00 自助餐（御河厅紫金厅）2013年10月9日下午时间会场1（黄埔厅）植物发育和细胞功能会场2（主楼307会场）基因组学和分子育种会场3（主楼308会场）植物激素和信号转导主持人：刘春明主持人：凌宏清主持人：瞿礼嘉13:30-13:55 胡玉欣（中国科学院植物研究所）IDD-mediated Auxin Biosynthesis andTransport Direct Lateral OrganMorphogenesis and Gravitropism inArabidopsis.韩斌(中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所)水稻群体遗传学和栽培稻驯化起源研究谢旗(中国科学院遗传和发育生物学研究所)ABI4 regulates the primary seeddormancy13:55-14:20 冯献忠（中国科学院东北地理所）大豆分子设计研究孙传清(中国农业大学)栽培稻驯化的遗传调控谢道昕(清华大学)植物抗性和茉莉素信号14:20-15:45 徐小冬（河北师范大学）生物钟对植物生长发育的调控庄楚雄(华南农业大学)水稻光温敏不育基因的克隆和分子机理李传友(中国科学院遗传和发育生物学研究所)Genetic dissection ofsystemin/jasmonate-mediateddefense signaling in tomato15:45-16:10 李琳（复旦大学）生长之道：探究高密度种植植物生长调节机制江玲(南京农业大学)水稻抽穗期新基因的挖掘郭房庆(中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所)细胞分裂素糖基化修饰在调控水稻生长发育中的作用16:10-16:20 茶歇主持人：刘栋主持人：马正强主持人：章文华16:20-16:45 付永福（中国农业科学院作物科学研究所）SUMO PROTEASE RELATED TOFERTILITY 1 and -2, the SUMOproteases, are required for fertility inArabidopsis凌宏清(中国科学院遗传和发育生物学研究所)小麦A基因组的测序和物理图谱构建宋纯鹏（河南大学）Role of An Arabidopsis GA20oxidase in GA biosynthesis andinteraction between ABA and GA16:45-17:10 李学宝（华中师范大学）细胞壁蛋白在棉纤维发育中的功能研究毛龙(中国农业科学院作物科学研究所)Novel evidence for biased Dgenome expression repressionin nascent allohexaploid wheat张舒群（浙江大学）MPK3/MPK6 级联在植物抗病中对乙烯合成的调节及功能17:10-17:35 腾胜(中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所)Nuclear 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乐捷（中国科学院植物研究所）气孔发育中细胞命运及细胞分裂调控机制郭旺珍（南京农业大学）Construction of a Million-SNPMarker Ultradense GeneticRecombination Map ofTetraploid Cotton: Providing aFramework for AcceleratedSequencing and Gene Isolation刘建祥（复旦大学）Intracellular signaling in the plantER stress responses9:45-10:10 鲍依群（南京农业大学）Regulation of cytokinesis by exocystsubunit SEC6 and KEULE inArabidopsis thaliana 王国英（中国农业科学院作物科学研究所）玉米籽粒发育过程中的基因表达调控杨淑华（中国农业大学）植物响应低温的分子机制研究10:10-10:20 茶歇主持人：杨维才主持人：张献龙主持人：章文华10:20-10:45 梁婉琪上海交通大学生命科学院喻德跃（南京农业大学）大豆磷酸转移酶基因GmPT1的何奕昆（首都师范大学）Nitric oxide induces cotyledonDWARF TILLER1, a WUSCHEL-related homeobox transcription factor, is required for tiller growth in rice 功能及其eQTL定位senescence involving aco-operation of NES1/MAD1 andEIN2-associated ORE1 signalingpathways in Arabidopsis10:45-11:10 程志娟（山东农业大学）ABA2 Is Required for Early SeedDevelopment in Arabidopsis throughABA Signaling-mediated SHB1Transcription 李再云（华中农业大学）芸苔属异源多倍体中基因组的不同行为及遗传渗入刘宝（东北师范大学）新形成异源六倍体小麦即刻获得耐盐性的生理和分子基础研究11:10-11:35 赵鹏（武汉大学）The Fate of the Plant Embryo’sSuspensor: Balancing Life and Death 李家纳（西南大学）甘蓝型油菜粒色性状的分子调控王宁宁（南开大学）植物叶片衰老机制的研究及其在大豆新品种培育中的使用11:35-12:00 杨仲南（上海师范大学）花粉壁结构和模式形成机理高佑靈（台湾高雄大学）蝴蝶兰内生性多倍之调控王二涛（中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所）Engineering Nitrogen Symbiosis inCereals12:00-12:25 吕玉平（北京大北农科技集团股份有限公司）玉米抗虫/抗除草剂新产品研制会场1（黄埔厅）表观遗传学和代谢、调控会场2（主楼307会场）植物激素和信号转导会场3（主楼308会场）生物和非生物胁迫适应机理主持人：张天真主持人：左建儒主持人：何奕騉13:30-13:55漆小泉（中国科学院植物研究所）植物三萜代谢途径的进化及其功能研究张宪省（山东农业大学）Hormone-regulated plantregeneration夏光敏（山东大学）小麦渐渗系耐盐重要基因作用机制研究13:55-14:20洪治（南京大学）N-glyans serve as crucial signals todegrade aberrant brassinosteroidreceptors in Arabidopsis 肖浪涛（湖南农业大学）Single cell detection ofphytohormones, how far are we?熊立仲（华中农业大学）发掘水稻内源基因提高作物抗旱性14:20-15:45刘翠敏（中国科学院遗传和发育生物学研究所）Three Chloroplast ChaperoninProtomers with Various RolesConstitute Authentic Oligomers inChlamydomonas reinhardtii 文啟光（中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所）Enhancing ctr1-10 EthyleneResponse1 (ECR1) Has a Role inConstitutive Triple Rsponse1 (CTR1)Activity in Ethylene Signaling章文华（南京农业大学磷脂酸：重要的逆境信号分子15:45-16:10张文利（南京农业大学）Open chromatin associated with plantgenomes 毛同林（中国农业大学）微管去稳定因子MDP40参和油菜素内酯调控下胚轴生长的分子机制晁代印（中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所）植物多倍体和抗逆性16:10-16:20茶歇主持人：杨永华主持人：蒋明义主持人：沈振国16:20-16:45李来庚（中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所）左建儒（中国科学院遗传和发育生物学研究所）徐国华（南京农业大学）Sharing the regulators forLignin biosynthesis pathways in dicots versus monocots New insights in cytokinin signaling.nitrogen and phosphorusnutrition in rice16:45-17:10任东涛（中国农业大学）拟南芥MAPK级联信号和代谢调控陈凡（中国科学院遗传和发育生物学研究所）ABA signal transduction andfunction analysis of bZIPtranscription factors in plant郑绍建（浙江大学）细胞壁在植物抗营养逆境中的作用及其分子生理机制17:10-17:35 腊红桂（中国科学院上海植物逆境生物学研究中心）Arabidopsis EDM2 Promotes 3’ DistalPolyadenylation of Genes with IntronicHeterochromatin and RegulatesGenome DNA Methylation 阳成伟（华南师范大学）植物SUMO E3 连接酶AtMMS21介导生长素途径调节根的发育黄荣峰（中国农业科学院生物技术研究所）乙烯反应因子(ERF）调控植物耐逆性的分子基础17:35-18:00 张明永（中国科学院华南植物园）OsPTR9affects nitrogen utilizationefficiency, growth, and grain yield inrice 侯丙凯（山东大学）生长素糖基化修饰功能基因鉴定和作用分析唐威华（中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所）植物病原真菌禾谷镰孢应对不同宿主的侵染策略18:00-18:25 钱伟强（北京大学）Enzyme machinery for active DNAdemethylation in Arabidopsis 刘晓东（中国科学院上海植物逆境生物学研究中心）Auxin是另一个种子休眠激素2013年10月11日上午大会报告（江苏省会议中心主楼三层大会堂）主持人：马红8:00-8:30 杨维才（中国科学院遗传和发育生物学研究所）被子植物胚囊发育和功能的分子遗传调控8:30-9:00 种康（中国科学院植物研究所）蛋白质构象介导的甾醇激素和赤霉素信号互作9:00-9:30 巩志忠（中国农业大学）ABA信号和先天免疫信号互作调控气孔运动9:30-10:00 薛红卫（中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所）Studies of rice seed development and quality control10:00-10:10 茶歇10:10-10:40 黎家（兰州大学）Clarification of the early events of the brassinosteroid signal transductionpathway10:40-11:10 陈增建（南京农业大学）Genomic and Epigenetic Roles in Biomass Heterosis and Seed Size in PlantHybrids and Polyploids闭幕式（江苏省会议中心主楼三层大会堂）主持人：丁艳锋11:10-11:50 优秀墙报颁奖本届大会组委会主席中国农业科学院作物科学研究所所长万建民总结发言下届会议主办学会植物学会致辞。
黄亚成，任东立，何 斌，等．转录组学和代谢组学在植物非生物胁迫中的研究进展［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（２２）：１－７．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．２２．００１转录组学和代谢组学在植物非生物胁迫中的研究进展黄亚成１，任东立１，２，何 斌１，赵艳妹１，２，龚小见２，陈锦秀１，刘林娅１（１．六盘水师范学院生物科学与技术学院，贵州六盘水５５３０００；２．贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室，贵州贵阳５５００００） 摘要：随着全球现代工业的快速发展和气候的变化，植物在生长发育的过程中遭受非生胁迫越来越频繁，导致其产量降低、品质受损，甚至植株死亡。
植物在应答非生物胁迫的过程中，会通过一系列的生理生化、分子细胞水平的变化来维持生命和持续生长。
当前，代谢组学常用于分析植物响应非生物胁迫时代谢产物的种类及其变化规律，而转录组学能够帮助挖掘代谢产物合成的关键基因和转录调控因子。
因此，本文就近年来利用代谢组和转录组分析植物应答高温胁迫、低温胁迫、干旱胁迫、淹水胁迫、金属胁迫、盐胁迫、光胁迫等方面的研究进展进行了综述，展望了将来转录组和代谢组在植物抗逆研究中的应用，有助于加快解析植物响应非生物胁迫的机理，并为今后植物抗逆机制的研究提供参考。
关键词：植物；转录组学；代谢组学；非生物胁迫；研究进展 中图分类号：Ｓ１８４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２３）２２－０００１－０７收稿日期：２０２３－０３－３０基金项目：贵州省科学技术基金（编号：黔科合基础［２０２０］１Ｙ１１５）；六盘水市科技计划（编号：５２０２０－２０２２－ＰＴ－０３）；２０２２年度六盘水师范学院科学研究计划（编号：ＬＰＳＳＹＬＰＹ２０２２３４）；贵州省大学生创新训练项目（编号：Ｓ２０２２１０９７７０５５、Ｓ２０２２１０９７７１２６）。
作者简介：黄亚成（１９８７—），男，湖南武冈人，博士，副教授，主要从事植物生物化学与分子生物学研究。
植物非生物胁迫的研究进展作者：于新海李濛周红昕来源：《农业与技术》2016年第09期摘要：植物生长的自然环境是由一系列复杂的生物胁迫和非生物胁迫构成。
且植物对这些胁迫的反应同样复杂，其中干旱、水淹、冷、高盐等非生物胁迫对植物的危害尤为严重。
文章对国内外近年来植物非生物胁迫响应机制、转录因子在非生物胁迫过程中的作用和基因工程对培育具有非生物胁迫耐受性作物的应用进行讨论。
关键词：非生物胁迫；转录因子；基因工程中图分类号：Q789 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532020在植物生长过程中会受到各种各样的非生物胁迫或生物胁迫，其中非生物胁迫包括盐碱胁迫、干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫等等因素。
为了适应在各种不同胁迫条件下的生存环境，植物进化出了响应不同胁迫信号刺激的调控途径。
当植物受到这些胁迫条件胁迫后，将会激活植物体内响应该胁迫的调控途径，使植物能够抵抗该胁迫，从而生存下去。
因此，研究植物的耐非生物胁迫可以帮助科学家们了解植物是如何抵御外界环境胁迫及通过哪些关键途径来进行调节。
目前，随着全测序成本的降低，已经完成了拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）、玉米（Zea mays L.）、大豆（Giycine Max L.）、水稻（Oryza sativa L.）、苹果（Malus domestica.）等许多物种的全基因组测序[1]。
结合全基因组测序结果、差异转录组分析结果和大量基因的功能分析，发现转录因子在这一过程中起着重要作用，其中转录因子包括MYB和AP2/ERF等家族。
当植物受到生物或非生物胁迫刺激后，会激活脱落酸、乙烯等信号途径，从而激活转录因子的表达，再通过转录因子结构域内的反式作用元件特异性结合到下游靶基因启动子区域的顺式作用元件上，来激活或者抑制下游功能基因的表达来完成调节作用。
这一过程中，最终需要通过基因来行使功能，因此本文重点讨论植物非生物胁迫反应中主要的可能机制。
非生物胁迫下杜梨PbCBL4基因的表达李刚波;李慧;丛郁;常有宏;蔺经【期刊名称】《江苏农业学报》【年(卷),期】2014(000)005【摘要】为揭示PbCBL4基因在杜梨抗逆防御机制中的作用,采用PCR方法克隆了杜梨PbCBL4基因的cDNA和DNA序列,利用半定量RT-PCR和原核表达分析了该基因对非生物胁迫的转录响应。
结果表明：PbCBL4基因的cDNA长度为639 bp,编码一个含212个氨基酸的蛋白；基因组DNA长度为1645 bp,包含8个外显子和7个内含子。
PbCBL4编码的蛋白具有植物类钙调磷酸酶B亚基蛋白结合Ca2+所必需的4个EF手型结构,1个典型的植物钙调磷酸酶A亚基结合位点。
PbCBL4与拟南芥AtCBL4亲缘关系最近,处于同一进化分支上。
PbCBL4基因在杜梨叶中为诱导型表达,对盐碱、干旱、渗透胁迫和ABA处理均存在转录响应,而在杜梨根中检测不到该基因的表达；将其转入大肠杆菌BL21(DE3)后,能够明显减轻NaCl、甘露醇和PEG6000对该菌株的生长抑制。
综上所述, PbCBL4基因主要在叶片中参与了杜梨对非生物胁迫的防御机制。
转入PbCBL4的重组大肠杆菌对盐胁迫和渗透胁迫的耐受能力均得到提高。
【总页数】7页(P1132-1138)【作者】李刚波;李慧;丛郁;常有宏;蔺经【作者单位】南京农业大学园艺学院，江苏南京 210095; 江苏省农业科学院园艺研究所，江苏南京 210014;江苏省农业科学院园艺研究所，江苏南京 210014;中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室，江苏南京210008;江苏省农业科学院园艺研究所，江苏南京 210014;江苏省农业科学院园艺研究所，江苏南京 210014【正文语种】中文【中图分类】S634.3【相关文献】1.杜梨甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及非生物胁迫下的转录反应 [J], 李慧;丛郁;常有宏;蔺经;盛宝龙2.梨CBL基因家族全基因组序列的鉴定及非生物胁迫下的表达分析 [J], 许园园;蔺经;李晓刚;常有宏3.花生AhFUSCA3基因的原核表达及在非生物胁迫下的表达分析 [J], 潘丽娟;梁丹;刘风珍;万勇善;迟晓元;陈娜;陈明娜;王通;王冕4.杜梨NHX基因家族的鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析 [J], 王影;李慧;蔺经;杨青松;张绍铃;常有宏5.盐胁迫下的杜梨PbPYL4基因克隆及其与PbNCED2基因表达分析 [J], 王宏;蔺经;李晓刚;王中华;常有宏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
蕨类植物非生物胁迫研究概述
王晓楠;朱延明;宋淑敏
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2014(000)021
【摘要】非生物胁迫能够抑制植物的生长发育.蕨类植物属于具有世代交替特征的一大类群,种类丰富,分布广泛,用途多样.在长期的进化过程中,它逐渐形成了比较独特的应对非生物胁迫的能力.近年来,研究者们越来越意识到蕨类植物在研究和开发应用中的巨大潜力,有关蕨类植物的抗性筛选与分析工作也受到重视.结合国内外近年来的研究报道,主要从非生物胁迫角度,总结分析了有关蕨类植物的非生物胁迫研究结果.
【总页数】3页(P6913-6914,6917)
【作者】王晓楠;朱延明;宋淑敏
【作者单位】东北农业大学生命学院,黑龙江哈尔滨150040;黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江大庆163319;东北农业大学生命学院,黑龙江哈尔滨150040;黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江大庆163319
【正文语种】中文
【中图分类】S188
【相关文献】
1.内江市蕨类植物种类名录内江市蕨类植物种类名录 [J], 张轩波;蒋建辉;卓志远;邓洋洋;崔胜彬;陶光松;刘一令
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植物胁迫反应的分子生物学机制植物是地球上最为重要的生物之一，与人类的生存息息相关。
然而，植物在自然环境中常面临各种胁迫，如高温、干旱、病菌感染、盐渍土壤等。
这些胁迫对植物的生长、发育和产量均有很大的影响。
为了适应不同的胁迫，植物进化出了一系列复杂的适应机制，其中包括植物胁迫反应的分子生物学机制。
植物胁迫反应的分子生物学机制是指植物在面临胁迫时对于分子水平上的反应和调节机制，通过这些调节机制可以让植物适应不同的胁迫环境，进而保证其正常的生长发育。
近年来，基因组学和蛋白质组学技术的发展，为研究植物胁迫反应的分子生物学机制提供了可靠的技术手段。
植物胁迫反应的分子生物学机制主要包括四个方面：保护膜的改变、活性氧的产生、信号转导的通路和胁迫响应基因的表达。
保护膜的改变：植物胁迫反应中，细胞膜改变是一项非常重要的适应机制。
植物在面对不同的胁迫时，会改变细胞膜的结构和成分，从而增强细胞膜的稳定性和生物膜的防御能力。
例如，对于盐胁迫，植物细胞壁中增加了许多酸性成分，形成了盐生细胞膜的结构，从而减缓了盐离子的进入。
活性氧的产生：胁迫是植物生长发育的主要限制因素之一。
在胁迫过程中，植物会产生大量的活性氧（ROS），如过氧化氢（H2O2）、超氧离子（O2-）等。
这些ROS既可激活植物对于胁迫的生理适应机制，又可抑制其生长发育和生产力。
因此，对于ROS的处理是植物胁迫反应机制的重要组成部分。
信号转导的通路：植物胁迫反应中有一条重要的通路是利用激素信号。
激素通过激活一系列的信号转导通路，从而调节植物对胁迫的反应。
例如，植物在面对干旱胁迫时会增加脱落酸（ABA）的产生，然后ABA进入细胞核，启动逆境响应通路，从而改变了许多基因的表达。
胁迫响应基因的表达：植物在面对胁迫时，会合成许多新的胁迫响应蛋白和类脂化物等。
这些蛋白有很重要的功能，如酶类蛋白质参与代谢，撕裂酵素、调节蛋白、抗性蛋白等参与胁迫反应和抵御进攻。
同时，植物转录因子也是胁迫响应的重要参与者，通过转录控制逆境应答基因的表达。
http ：//hljnykx ・ haasep. cnDOI ： 10.11942/j ・ issnl002-2767・ 2020.09・ 0117黑龙江农业科学2020(9):117-120Heilongjiang Agricultural Sciences姜朦,杨洪一.丛枝菌根真菌对植物抗非生物胁迫研究进展[J]・黑龙江农业科学,2020（9）:117-120,121.丛枝菌根真菌对植物抗非生物胁迫研究进展姜朦，杨洪一（东北林业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150000）摘要：大多数植物与多种土壤微生物密切合作，其中丛枝菌根真菌（AMF ）发挥着重要的作用。
它会在植物根部定殖，从而形成菌根共生，菌根共生有助于植物生长和保护植物免受各种环境胁迫。
本文对丛枝菌根真菌 与植物养分缺乏、抗旱性、耐盐性、金属耐受性、抗病性5个方面进行了综述，旨在为丛枝菌根真菌在生态环境与生物资源保护方面的后续研究提供参考。
关键词：丛枝菌根真菌；植物；非生物胁迫非生物胁迫，例如干旱、盐分、重金属污染，这 些会导致土壤退化，对植物生长发育构成严重威 胁。
一些有益微生物，特别是细菌和真菌，具有克 服有害作用并改善植物生长发育的能力。
其中，丛枝菌根真菌（AMF ）能提高植物对矿物质的吸 收能力，它们在植物生长和营养吸收中起着关键作用E 。
AMF 是一种单系球囊菌门真菌，可以 和70%〜90%的陆地植物形成菌根共生体。
与 植物形成共生关系后,AMF 菌丝能够侵入到植物根系内部，游走在细胞间，一部分菌丝会进入植 物细胞内部，形成一种像“丛枝”一样的结构，即丛枝菌根。
AMF 与植物根系之间的共生联系在自然环境中十分普遍。
可以从寄主植物中获取所需 的碳水化合物，还可以从有机磷化合物中分泌磷酸酶来水解磷酸盐，从而达到在低投入条件下提 高作物生产率的目的⑵。
AMF 的自由基外菌丝 对于增加钱、微量营养元素（铜、锌）以及矿物质阳 离子吸收也起着至关重要的作用。
CYP450在植物非生物胁迫及解毒代谢中的作用作者：贾燕华来源：《安徽农业科学》2020年第22期摘要 CYP450在动植物、真菌和细菌等生物中扮演丰富的功能角色，主要表现为参与各种次生代谢物质的合成及环境中有毒化合物的降解，对生物的生长发育和环境适应方面具有重要意义。
对细胞色素CYP450在植物非生物胁迫及解毒代谢方面的生物学功能和应用进行了简要综述，为进一步研究该基因家族及各成员之间的功能提供理论参考。
关键词植物CYP450;非生物胁迫;解毒代谢;生物学功能中图分类号 Q945文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）22-0010-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.22.004Functions of CYP450 in Plant Abiotic Stress and Detoxification MetabolismJIA Yan-hua （School of Biological Engineering，Chongqing University，Chongqing 400044）Abstract CYP450 plays a wide range of function roles in animals，plants，fungi and bacteria，and is mainly involved in the synthesis of various secondary metabolites and degradation of toxic compounds in the environment，which is of great significance for the growth and development of organisms and environmental adaptation.This article briefly reviewed the biological functions and applications of cytochrome CYP450 in plant abiotic stress and detoxification metabolism，and provided theoretical references for the further research on the function of this gene family and its members.Key words Plant CYP450;Abiotic stress;Detoxification metabolism;Biological function作者简介贾燕华（1994—），女，四川安岳人，硕士研究生，研究方向：植物分子生物学。
第４４卷第ｌ０期 ２０１３年１Ｏ月 东北农业大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ａｇｒｉｃｕｈｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ４４（１ ０１：１３９￣１４４
０ｅｔ．２０１３ 网络出版时间２０１３—１０—２３ １５：０９：４７ ［ＵＲＬ］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｅｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９１．Ｓ．２０１３１０２３．１５０９．００４．ｈｔｍｌ ＵＰＦ０４９７家族成员Ａｔ２ｇ３９５３０基因参与
植物非生物胁迫应答的研究
柏 锡 ，刘 欣Ｌ。，翟 红 ，朱延明 ，才 华 ，纪 巍 ，罗 晓 （１．东北农业大学生命科学学院，哈尔滨１５００３０：２．中国科学院东北地理与农业生态研究所，哈尔滨１５００８１ ３．黑龙江中科瑞合环保技术服务有限公司，哈尔滨１５００９０）
摘要：ＵＰＦ０４９７（Ｕｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆａｍｉｌｙ ０４９７）是一个功能未知的膜蛋白家族，近期研究表明，该家族 ５个成员与拟南芥凯氏带的形成有关。研究对ＵＰＦ０４９７家族成员启动子序列进行分析，发现该家族两个成员 （Ａｔ２９３９５３０和Ａｔ２ｇ０３７００）动子序列中具有ＤＲＥ顺式作用元件，推测该蛋白家族成员可能参与植物非生物胁迫应 答。选取Ａｔ２ｇ３９５３０基因进行研究，结果表明Ａｔ２ｇ３９５３０是一种根增强性表达并且存在于细胞核与细胞质中的蛋 白，以ＡＢＡ非依赖途径对非生物胁迫产生响应。这一结果为研究ＵＰＦ０４９７家族在非生物胁迫中的作用提供参考。 关键词：ＵＰＦ０４９７家族；膜蛋白；胁迫响应；根增ｊ虽Ｉ｝生表达 中图分类号：￥５７２．Ｏ１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５—９３６９（２０１３）１０—０１３９—０６
柏锡，刘欣，翟红，等．ＵＰＦ０４９７家族成员Ａｔ２ｇ３９５３０基因参与植物非生物胁迫应答的研究［Ｊ】．东北农业大学学报，２０１３，４４ （１０）：１３９－１４４． Ｂａｉ Ｘｉ，Ｌｉｕ Ｘｉｎ，Ｚｈａｉ Ｈｏｎｇ，ｅｔ ａ１．Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ＵＰＦ０４９７ ｆａｍｉｌｙ ｍｅｍｂｅｒ Ａｔ２ｇ３９５３０ ｉｓ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ａｂｉｏｔｉｃ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＮｏｒｔｈｅａｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１３，４４（１Ｏ）：１３９－１４４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）
干旱胁迫研究盐胁迫温度胁迫重金属胁迫营养利用效率0304050102主要内容1.1 干旱胁迫研究进展ABA功能ØABA参与干旱、冷、高盐胁迫ØABA参与种子成熟、休眠、萌发，植株发育，根瘤发育，衰老ABA的合成及转运：Ø早期合成在叶绿体中Ø第一个限速酶VP14；Ø非活性状态ABA-GE存在液泡中；ØABA转运子大多定位在细胞膜上，只有AtABCC1/2定位在液泡膜上；Ø在水缺乏条件下，ABA首先在叶中积累，后续在根和保卫细胞中出现；图1 植物细胞中ABA的合成及转运1.1 干旱胁迫研究进展ABA信号传递及转录调控：Ø复合物PYR/PYL/RCAR-ABA-PP2C，保守性高；ØSnRK2：ABA信号传递核心酶；ØPP2C抑制SnRK2活性，成为复合物后失去抑制能力；ØFER：正调控生长素，负调控ABAØ比较转录组：拟南芥、水稻、大豆中响应干旱最保守的基因启动子核心位点ABRE (ACGTGG)Ø重要的转录因子家族：AP2/ERFs，NAM, ATAF,CUC (NAC)ABA介导的气孔变化Ø细胞膜上的核心转运子SLAC1Ø苹果酸在气孔打开时浓度增加，其浓度对于保卫细胞维持渗透平衡非常重要图2 ABA转录信号及气孔变化1.2 干旱胁迫仍待研究的科学问题Ø1.如何将关于ABA信号传递以及干旱已有的科学研究应用到实际育种中；Ø2.如何在功能基因组时代准确的评价主要作物抵抗干旱能力；Ø3.之前的研究主要注重于干旱调控的基因表达和ABA信号传递，那么根系在干旱下是如何生长发育调控的？植物抗旱/抗涝相关代谢物待解决的科学问题表型相关代谢物抗旱脯氨酸，苯丙素、苯丙酸、类胡萝卜素和玉米黄质；渗透相关：半乳糖，棉籽糖；植物激素：脱落酸（ABA）等抗涝游离氨基酸、葡萄糖和蔗糖，海藻糖-6-磷酸1.3 利用转录+代谢进行干旱研究的相关文献资料方法文献名文献名年份期刊物种转录+代谢Drought resistance is mediated by divergent strategies in closelyrelated Brassicaceae 不同物种拟南芥的抗旱性是有不同策略介导的2019New Phytol拟南芥转录+代谢Transcripto me and metabolite profiling reveals that prolongeddrought modulates the phenylpropanoid and terpenoid thephenylpropanoid and terpenoid pathway in white grapes (Vitisvinifera L.)转录组和代谢产物分析长期干旱调节白葡萄的苯丙酸和萜类代谢途径2016BMC PlantBiology白葡萄脂质组Lipidomic reprogramming associated with drought stress priming-enhanced heat tolerance in tall fescue (Festuca arundinacea) 与干旱胁迫相关的脂质体重编程——提高高羊茅的耐热性2018plantCell&Environment高羊茅代谢组+CHIP-se Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants乙酸盐介导的植物抗旱新机制2017Nature Plant拟南芥转录+代谢Transcriptome Analysis in Chinese Cabbage(Brassica rapa ssp. pekinensis) Provides the Role ofGlucosinolate Metabolism in Response to Drought Stress大白菜转录组分析提供了芥子油苷代谢在干旱胁迫中的作用2018Molecules大白菜转录+代谢Transcriptome and metabolite profiling reveals that prolongeddrought modulates the phenylpropanoid and terpenoid pathway inwhite grapes (Vitis vinifera L.)转录+代谢研究长期干旱对白葡萄中苯丙酸和萜类代谢通路的影响2016BMC PlantBiology葡萄转录+代谢+蛋白Drought resistance is mediated by divergent strategies in closelyrelated Brassicaceae不同抗旱机制调控的十字花科植物2019NewPhytologist十字花科植物2.1 盐胁迫研究进展-Na+转运子①SOS1ØSOS1编码Na+/H+逆向转运子ØSOS1的结构可能被环核苷酸调控Ø环核苷酸被认为是重要的信号分子②HKT-type 转运子Ø拟南芥中只存在一个AtHKT1，减少Na+在叶中的积累，该基因可增强抗盐能力，同时可以保证盐胁迫条件下的繁殖Ø单子叶植物中存在多种HKT-type 转运子，水稻中OsHKT1;5活性受Mg2+ 转运子OsMGT1调控.③NHX-type转运子ØNHX-type Na+/H+逆向转运子Ø位于液泡膜上，参与液泡与细胞质中离子转运Ø受Ca2+的调控④CNGCsØ受Ca2+抑制，被cNMP激活图3 Na+转运子及调控Na+吸收、释放调控子2.2 盐胁迫仍待研究的科学问题待解决的科学问题1.原位准确定量Na+/K+浓度2.各种作物响应盐胁迫产生的自然变异3.盐土植物相应盐胁迫产生的盐囊泡的分子机制4.植物如何感知盐胁迫植物盐胁迫相关代谢物表型相关代谢物抗盐海藻糖，甜菜碱，组氨酸，脂质等2.3 利用转录+代谢进行盐胁迫研究的相关文献资料方法文献名文献名年份期刊物种物质检测+qPCR Effect of sodium nitroprusside treatment on shikimateand phenylpropanoid pathways of apple fruit硝普纳处理对苹果果实莽草酸和苯丙烷途径的影响2019FC苹果转录+代谢Identification of Metabolites and Transcripts Involvedin Salt Stress and Recovery in Peanut转录+代谢解析花生盐胁迫机理2018Frontiers inplant science花生转录+代谢Metabolites and transcripts related to plant physiologyin salt stress conditions, especially to the recoveryprocess were disclosed in peanut花生盐胁迫及恢复过程中代谢及转录的变化2018Frontiers inPlantScience花生转录+代谢A systems biology view of wood formationinEucalyptus grandistrees submitted to differentpotassium and water regimes系统生物学观点解释桉树不同水和钾条件下的生长状态2019NewPhytol桉树脂质组Involvement of Phosphatidylserine and Triacylglycerol in the Response of Sweet Potato Leaves to Salt Stress 甘薯叶片对盐胁迫的响应中磷脂酰丝氨酸和三酰甘油的参与2019Frontiers inPlantScience甘薯代谢Metabolic reprogramming in nodules, roots, andleaves of symbiotic soybean in response to irondeficiency共生大豆的根瘤、根和叶片在缺铁状态下的代谢重编程2018Plant CellEnvironment大豆转录组学+代谢组学Metabolomics and transcriptomics reveal defensemechanism of rice (Oryzasativa) grains under stress of2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ethe代谢组学和转录组学揭示了水稻的防御机制 2019EnvironmentInternational水稻3.1 温度胁迫研究进展-冷胁迫调控机制1表观调控Ø组蛋白去乙酰化酶调控COR转录ØLncRNA:SVALKA 抑制 CBF1表达2转录调控ØCBF/DREB1是重要的低温胁迫调控通路Ø植物激素与CBF互作参与调控低温胁迫3转录后调控ØCCA1可变剪切ØLOS4参与核mRNA 转运4蛋白修饰ØICE1泛素化、磷酸化植物响应低温胁迫：冻害影响细胞壁，导致细胞脱水；冷害影响代谢平衡；图4 植物相应低温胁迫调控机制3.2 温度胁迫研究进展-拟南芥热响应机制转录因子HsfA1s：•在真核中保守性高，可激活下游转录因子、酶、伴侣蛋白的表达；•HsfA1s是耐热调控的主要转录因子，激活热响应基因表达：HsfA7s,HsfA2, HsfBs，MBF1c，DREB2A，促进折叠不完全蛋白的降解和ROS清除相关基因的表达；•VE正向调控miRNA，增强植物耐热性；蛋白质平衡：•HSP蛋白的表达被迅速激活：HSP100, HSP90, HSP70,HSP60,sHSPs，用于降解未折叠蛋白；•自噬也是一种重要的细胞内平衡调控机制；ROS平衡•APXs和CATs是两种重要的ROS清除酶系统；•植物通过激活ROS清除系统获得耐热性；图5 植物相应高温胁迫调控机制1.冷胁迫如何调控CAMTA活性，CAMTA与Ca2+离子之间的联系，其他冷胁迫感知物质2.冷胁迫中增强的泛素化机制？3.表观调控机制？4.不依赖于HsfA1的耐热相关物质5.在蛋白质平衡中自噬的生物功能植物抗寒/耐热的机制LncRNA检测LncRNA从表观水平上解析植物调控表达的机制mRNA从表达水平上解析植物响应的代谢机制代谢组检测代谢物水平上辅助寻找调控的核心LncRNA和表达的核心mRNA3.3 温度胁迫仍待研究的科学问题待解决的科学问题转录组+代谢组学研究抗寒/耐热高温胁迫ROS反应增强SOD酶活性上调O 2-增多H 2O 2含量增多直接与抗坏血酸盐结合，进入抗坏血酸盐-谷胱甘肽循环系统（AsA-GSH)POD酶系统：①自身酶活降低；②底物含量降低：黄酮、酚胺化合物CAT酶活降低H 2O+O 2细胞程序性死亡异常ROS 爆炸图6 ROS清除系统3.4 温度胁迫研究相关物质及ROS 清除系统胁迫类型相关物质高温胁迫TCA循环代谢产物，糖类如果糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、棉子糖,糖醇；氨基酸如缬氨酸、亮氨酸和天冬酰胺；谷胱甘肽途径；植物激素水杨酸低温胁迫多胺类，腐胺、精胺、亚精胺；蔗糖，海藻糖，塔格糖，纤维二糖，果糖，棉子糖，乙烯，黄酮，脂质；激素，ABA温度胁迫相关代谢物3.5 利用转录+代谢进行温度胁迫研究的相关文献资料方法文献名文献名年份期刊物种转录+代谢Integrated transcriptomics and metabolomics analysis to characterize coldstress responses in Nicotiana tabacum 综合转录组学和代谢组学分析来表征烟草中的冷应激反应2017BMC烟草转录+代谢Molecular signatures of increased freezing tolerance due to lowtemperature memory in Arabidopsis 拟南芥由于低温记忆而提高抗冻性的分子特征2019Plant CellEnviron拟南芥转录+代谢The arginine decarboxylase gene ADC1, associated to the putrescinepathway, plays an important role in potato cold-acclimated freezingtolerance as revealed by transcriptome and metabolome analyses转录组和代谢组学分析显示，与腐胺途径相关的精氨酸脱羧酶基因ADC1在马铃薯的冷驯化抗冻性中起重要作用2018Plant J马铃薯转录+代谢Integrated analysis of rice transcriptomic and metabolomic responses toelevated night temperatures identifies sensitivity- and tolerance-relatedprofiles基于夜间高温胁迫的转录组与代谢组分析解释水稻抗性水稻与敏感水稻的分子机制2017Plant，Cell&Environment水稻转录+代谢Effects of long-term exposure to elevated temperature on Zea maysendosperm development during grain fill 长期高温暴露对玉米籽粒灌浆期胚乳发育的影响2019The PlantJournal玉米激素Root-derived GA12 contributes to temperature induced shoot growth inArabidopsis 根源GA12促进拟南芥中温度诱导的芽生长2019NaturePlants拟南芥转录+代谢The arginine decarboxylase gene ADC1, associated to the putrescinepathway, plays an important role in potato cold-acclimated freezingtolerance as revealed by transcriptome and metabolome analyses转录组和代谢组学分析显示，与腐胺途径相关的精氨酸脱羧酶基因ADC1在马铃薯的冷驯化耐寒性中起重要作用2018the plantjournal马铃薯转录+代谢Male Sterility in Maize after Transient Heat Stress during the Tetrad Stageof Pollen Development 花粉发育四价体阶段短暂高温胁迫后导致玉米雄性不育2019PlantPhysiol玉米4.1 重金属胁迫研究进展-重金属污染类型及待解决的科学问题镉Cd污染•用于吸收镉的转运子与转运必须元素（Fe,Zn,Mn）类似,如水稻中的OsNRAMP5；•进入根系的镉在重金属ATP酶（eg:AtHMA2、AtHMA4）的作用下通过木质部经过长距离运输到茎;•植物激素（JA/ABA/SA）与植物响应镉胁迫有关砷As污染•土壤中的砷存在不同形式：无机As(III)As(V)研究的最多；•As(V)可以通过P转运子进入植物中；As(III)通过硅酸转运子和水通道蛋白进入图7 植物中重金属解毒系统待解决的科学问题1.植物是否有感知重金属特殊的感受因子？2.如何在不影响必须元素吸收的情况下限制重金属的积累？5.1 营养利用效率研究进展微生物群体动态营养+气候N/P等多种离子协作营养与生物胁迫协作•植物生长发育过程中的动态营养需求-离子组结合标记基因•气候变化如何影响植物营养吸收动态营养+气候•植物基因型、根系分泌物与微生物相互影响的机制-优势菌群促进植物吸收营养物质•PHR1：P胁迫核心调控子微生物群体•N/P协作核心调控复合体：OsSPX1OsSPX4–OsPHR2•P/Fe相互依存，两者平衡决定幼根生长N/P等多种离子协作•P胁迫增强植物抗虫能力•PHR1：整合营养、免疫、生物胁迫信号核心节点营养与生物胁迫协作1.变化的土壤肥力对于动态营养的影响机制还不清楚2.对于土壤中营养的吸收以及根系的健康中根-微生物互作的遗传机制3.在气候变化时如何调整植物生长和代谢共调控来提高植物对营养的利用效率4.营养在植物抗虫抗病中发挥的协同作用机制5.需要开发最大化营养利用效率+最小化积累有害物质的育种策略植物营养利用相关研究植物代谢组检测代谢物与优势菌群进行相关性分析，找到核心的代谢通路植物转录组检测利用代谢组-转录组联合分析，筛选调控根-微生物互作的表达基因土壤微生物组检测筛选优势菌群，可用于实际生产促进植物利用土壤肥力多组学学研究植物营养利用5.2 营养利用仍待研究的科学问题待解决的科学问题方法文献名文献名年份期刊物种转录+代谢Integration of metabolome and transcriptome analyses highlightssoybean T roots responding to phosphorus deficiency by modulatingphosphorylated metabolite processes代谢组和转录组整合分析表明大豆通过磷酸化代谢物来相应磷缺乏2019PlantPhysiologyandBiochemistry大豆代谢组Metabolomics Reveals How Cucumber (Cucumis sativus) ReprogramsMetabolites to Cope with Silver Ions and Silver Nanoparticle-InducedOxidative Stress.代谢组学揭示黄瓜如何应对银引起的氧化胁迫2018Environ SciTechnol.黄瓜转录+代谢Transcriptome and metabolome analysis provide insights into root and root released organic anion responses to phosphorus deficiency in oat 利用转录组和代谢组揭示燕麦根部在缺磷环境下的离子响应机理2018.05Journal ofExperimentalBotany燕麦5.3 利用多组学进行营养胁迫研究的相关文献资料6.1 抗逆相关代谢物数据库部分展示物质分类Function4-香豆酸类黄酮Virulent ResistanceD-氨基葡萄糖糖类Magnaporthe griseaD-葡萄糖糖类Inset Small Brown PlanthopperL-蛋氨酸氨基酸及衍生物Inset Small Brown PlanthopperL-精氨酸氨基酸及衍生物Fusarium head blight苯甲酸苯甲酸衍生物Salt Stress丁香苷酚类Fusarium head blight对香豆酸类黄酮Salt Stress二氢杨梅素类黄酮Virulent Resistance反式咖啡酸酚类UV-B6.2 抗逆客户文章研究方向物种英文名称中文名称盐胁迫碱蓬Analysis of widely targeted metabolites of the euhalophyte Suaeda salsa under salineconditions provides new insights into salt tolerance and nutritional value inhalophytic species盐条件下盐地碱蓬抗盐机制相关代谢物的鉴定冷胁迫血橙Retrotransposon promoter of Ruby1 controls both light- and cold-inducedaccumulationof anthocyanins in blood orangeruby1的转座子启动子控制着光诱导和冷诱导的花青素在血橙中的积累营养胁迫水稻Mutation of the chloroplast-localized phosphate transporter OsPHT2;1 reducesflavonoids accumulation and UV tolerance in rice 水稻叶绿体磷酸转运体的突变降低了类黄酮的积累和抗紫外线能力营养胁迫大豆Integration of metabolome and transcriptome analyses highlights soybean rootsresponding to phosphorus deficiency by modulating phosphorylated metaboliteprocesses大豆根系通过调节磷酸化代谢过程来应对磷缺乏冷/热胁迫茶Transcriptomic and metabolomic profling of Camellia sinensis L.cv. ‘Suchazao’exposed to temperature stresses reveals modifcation in protein synthesis andphotosynthetic and anthocyanin biosynthetic pathways油茶叶片在温度（高温+低温）胁迫调控机制提供一下内容检测广泛靶向代谢组初生代谢组次生代谢组中药代谢组黄酮代谢组萜类代谢组生物碱代谢组脂肪酸检测木质素小分子植物激素类胡萝卜素花青素检测糖类检测定制化靶向检测挥发性代谢物植物脂质组代谢组+转录组+蛋白组研究代谢组+基因组研究植物科技服务内容动物全谱代谢组广泛靶向代谢组广泛靶向脂质组非靶向代谢组绝对定量脂质组氧化脂质检测胆汁酸检测短链脂肪酸检测能量代谢组代谢组+转录组研究代谢组+基因组研究动物科技服务内容代谢组+微生物组。
