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脱落酸调节植物抵御水分胁迫的机制研究

生命科学 2011年第1期23卷 115-120页

作者：赵翔李娜王棚涛张骁河南省植物逆境生物学重点实验室/河南大学生命科学学院开封475004 郑州澍青医学高等专科学校基础医学部郑州450000

干旱、盐渍、低温等均可导致植物可利用水分的亏缺,表现为水分胁迫。植物感受到水分胁迫,诱导脱落酸(abscisic acid,ABA)生物合成。ABA可通过促使气孔关闭或抑制气孔开放,使作物尽可能地降低蒸腾失水,以抵御水分胁迫。该文就植物激素AB... 详细信息

干旱、盐渍、低温等均可导致植物可利用水分的亏缺,表现为水分胁迫。植物感受到水分胁迫,诱导脱落酸(abscisic acid,ABA)生物合成。ABA可通过促使气孔关闭或抑制气孔开放,使作物尽可能地降低蒸腾失水,以抵御水分胁迫。该文就植物激素ABA及其下游信号过氧化氢(hydrogenperoxide,H2O2)、一氧化氮(nitric oxide,NO)以及Ca2+等在植物气孔运动调节方面的研究进展进行概述,以构建水分胁迫下ABA调节植物气孔运动的可能模式。

关键词：脱落酸气孔运动水分胁迫

拟南芥ABA敏感突变体asm1的分离与鉴定

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西北植物学报 2014年第5期34卷 878-883页

作者：刘浩王棚涛于雅薇河南大学棉花生物学国家重点实验室河南省植物逆境生物学重点实验室河南大学生命科学学院河南开封475004

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,从T-DNA突变体库中筛选分离得到1株脱落酸(ABA)敏感突变体asm1(ABA sensitive mutant 1,asm1),在含有ABA的培养基中,与野生型相比,asm1突变体的根伸长明显受到抑制,且其种子萌发结果显示asm1... 详细信息

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,从T-DNA突变体库中筛选分离得到1株脱落酸(ABA)敏感突变体asm1(ABA sensitive mutant 1,asm1),在含有ABA的培养基中,与野生型相比,asm1突变体的根伸长明显受到抑制,且其种子萌发结果显示asm1对ABA同样表现出敏感特性。在生长发育方面,asm1突变体抽苔时间提前,植株矮化,并且荚果长度明显小于野生型。利用远红外成像系统分析发现,在干旱胁迫下asm1突变体叶面温度高于野生型;失水率分析显示突变体失水率降低以及水分散失减少。遗传学分析表明,asm1是单基因隐性突变且与一个T-DNA插入共分离;通过图位克隆成功获得候选基因ASM1。RT-PCR结果显示,在突变体中ASM1的表达受到抑制,并且能够调控多种ABA信号通路和胁迫应答基因的表达水平。研究结果表明,ASM1可能参与调控ABA信号转导并应答干旱胁迫。

关键词：拟南芥脱落酸图位克隆 ASM1

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气孔运动中的活性氧信号

植物学报 2014年第4期49卷 490-503页

作者：王棚涛赵晶余欢欢河南大学生命科学学院/棉花生物学国家重点实验室河南省植物逆境生物学重点实验室开封475004

大量研究证明活性氧(ROS)在气孔运动中起信号分子的作用。保卫细胞中ROS的产生依赖于特定的酶,其中NADPH氧化酶组分RBOH已得到深入研究,并已证实其参与生物与非生物胁迫反应。植物激素包括脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、乙烯、生长素及细胞... 详细信息

大量研究证明活性氧(ROS)在气孔运动中起信号分子的作用。保卫细胞中ROS的产生依赖于特定的酶,其中NADPH氧化酶组分RBOH已得到深入研究,并已证实其参与生物与非生物胁迫反应。植物激素包括脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、乙烯、生长素及细胞分裂素等,它们均通过ROS的介导来调控气孔运动。生物胁迫(如毒性细菌和真菌)也会调控气孔运动。ROS参与这些调控过程。保卫细胞中存在多层次对ROS产生及其作用的调节,抗氧化活性物质和ROS敏感蛋白(如蛋白激酶和磷酸酶)均可传递ROS信号并调节气孔运动。ROS对离子通道调节的证据也越来越多。保卫细胞由于可通过ROS整合复杂的信号途径,已成为研究植物ROS信号转导过程的良好模式系统。

关键词：保卫细胞活性氧气孔

液泡定位的β-葡萄糖苷酶增强拟南芥的耐旱性

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科学通报 2011年第30期56卷 2506-2514页

作者：王棚涛刘浩滑红杰王磊宋纯鹏河南大学生命科学学院棉花生物学国家重点实验室河南省植物逆境生物学重点实验室开封475004

植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)在植物生长发育及适应多种胁迫环境过程中发挥重要作用,植物在应对这些不断变化的生理需求及环境条件时细胞内ABA水平也发生相应的变化.迄今为止,人们还未完全了解植物体内ABA水平的精细调控机制.本文... 详细信息

植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)在植物生长发育及适应多种胁迫环境过程中发挥重要作用,植物在应对这些不断变化的生理需求及环境条件时细胞内ABA水平也发生相应的变化.迄今为止,人们还未完全了解植物体内ABA水平的精细调控机制.本文中,我们的研究表明拟南芥中β-葡萄糖苷酶家族成员之一BGLU10参与了植物的耐旱性反应.T-DNA插入纯合突变体bglu10表现出干旱敏感的表型,包括快速的水分丧失,叶片表面温度较野生型低,ABA含量、β-葡萄糖苷酶活性及ABA和干旱响应基因的表达量均低于野生型.与bglu10突变体相比,BGLU10的超表达转基因植物比野生型耐旱性更强,表现为较低的失水速率,较野生型更高的ABA含量、β-葡萄糖苷酶活性及ABA和干旱响应基因的表达水平.拟南芥叶肉细胞原生质体瞬时表达结果证明BGLU10蛋白定位于液泡中.另外,BGLU10基因在植物多种组织中均有表达,且受多种非生物胁迫诱导表达,这些结果暗示了BGLU10可能在多种胁迫条件下水解ABA-葡萄糖苷(ABA-GE)释放自由ABA,参与植物对这些胁迫的应答反应.

关键词： β-葡萄糖苷酶干旱 BGLU10 脱落酸拟南芥

拟南芥干旱相关突变体的远红外筛选及基因克隆

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植物学报 2010年第2期45卷 220-225页

作者：刘浩王棚涛安国勇周云樊丽娜河南大学生命科学学院植物逆境生物学重点实验室开封475004 广州甘蔗糖业研究所广州510316

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要限制因素之一。到目前为止,许多研究都仅关注于植物对干旱反应的信号转导网络,而对其中一些很重要的中间成分却知之甚少。保卫细胞定位于植物叶片的表皮中,控制二氧化碳的吸收以及水分的散失,已经成为... 详细信息

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要限制因素之一。到目前为止,许多研究都仅关注于植物对干旱反应的信号转导网络,而对其中一些很重要的中间成分却知之甚少。保卫细胞定位于植物叶片的表皮中,控制二氧化碳的吸收以及水分的散失,已经成为一种高度特化的细胞体系,可用来研究植物早期干旱信号转导机制。控制气孔的开度在提高植物的抗旱性方面具有重要意义。通过使用远红外热成像仪检测植物叶片表面温度的微小差异,我们成功地筛选并获得了拟南芥(Arabidopsis thaliana)干旱敏感突变体doi1。在干旱胁迫条件下,该突变体表现为叶面温度低于野生型,且失水率比野生型高。利用TAIL-PCR技术成功克隆到该突变体基因NCED3,并利用RT-PCR方法验证了TAIL-PCR结果的可靠性。

关键词：拟南芥干旱远红外热成像仪 TAIL-PCR方法

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外源NO提高小麦幼苗抗旱性的生理机制

西北植物学报 2008年第10期28卷 2028-2034页

作者：赵翔王棚涛闻玉张骁河南大学生命科学学院河南省植物逆境生物学重点实验室河南开封475001

以小麦(Triticum aestivum L.)品种‘豫麦49’为材料,采用50μmol·L-1SNP(NO供体)处理自然干旱和PEG模拟干旱下的小麦幼苗,分析外源NO对水分胁迫下小麦幼苗相对含水量、光合速率、细胞膜透性以及茎叶中关键性离子含量的影响。结果显示... 详细信息

以小麦(Triticum aestivum L.)品种‘豫麦49’为材料,采用50μmol·L-1SNP(NO供体)处理自然干旱和PEG模拟干旱下的小麦幼苗,分析外源NO对水分胁迫下小麦幼苗相对含水量、光合速率、细胞膜透性以及茎叶中关键性离子含量的影响。结果显示:自然干旱10d后,对照组幼苗几乎全部枯死,而50μmol·L-1SNP处理幼苗并未发生枯死,其幼苗在旱后复水2d后能完全恢复正常生长;在25%PEG-6000模拟干旱条件下,50μmol·L-1SNP处理也能明显改善受胁迫小麦幼苗长势。50μmol·L-1SNP处理使模拟干旱胁迫下小麦叶片的相对含水量显著提高15.98%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)分别显著提高47.11%和42.86%,而胞间CO2浓度(Ci)显著降低了8.19%;也使小麦组织浸出液电导率显著降低30%,茎叶的K+含量显著增加24.55%(P<0.01)。研究发现,外源NO既可通过降低小麦幼苗叶片蒸腾来维持较高的叶片相对含水量,缓解因干旱缺水对植株的伤害;又可增加K+在茎叶中积累,减轻干旱胁迫对小麦幼苗细胞膜伤害,维持干旱胁迫下小麦幼苗较高的光合速率,以确保植株正常生长和有机物质积累。

关键词：一氧化氮小麦水分胁迫抗旱性

利用TAIL-PCR方法克隆拟南芥干旱主效基因NCED3

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河南大学学报（自然科学版） 2009年第6期39卷 621-625页

作者：刘浩苏凡王棚涛河南大学生命科学学院河南省植物逆境生物学重点实验室河南开封475004

利用远红外成像技术筛选得到一株T-DNA插入的干旱敏感突变体,并成功利用TAIL-PCR技术克隆到该突变基因为NCED3,该基因编码植物体内ABA合成的关键限速酶,突变体在干旱胁迫下不能合成ABA而表现出不耐干旱的特性.最后通过PCR及RT-PCR方法... 详细信息

利用远红外成像技术筛选得到一株T-DNA插入的干旱敏感突变体,并成功利用TAIL-PCR技术克隆到该突变基因为NCED3,该基因编码植物体内ABA合成的关键限速酶,突变体在干旱胁迫下不能合成ABA而表现出不耐干旱的特性.最后通过PCR及RT-PCR方法验证了TAIL-PCR结果的可靠性.

关键词：拟南芥干旱突变体 TAIL-PCR技术 NCED3基因

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拟南芥响应过氧化氢突变体的筛选及遗传分析

河南农业科学 2015年第10期44卷 53-56页

作者：雷凯健王棚涛刘浩河南大学生命科学学院/植物逆境生物学重点实验室河南开封475004 河南大学药学院河南开封475004

利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变获得的拟南芥突变体库筛选过氧化氢(H2O2)敏感突变体,以期为研究氧化胁迫的分子机制提供遗传材料。从该突变体库中筛选出1株H2O2敏感突变体hps12(hydrogen peroxide sensitive 12)。表型分析发现,hps12突变体... 详细信息

利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变获得的拟南芥突变体库筛选过氧化氢(H2O2)敏感突变体,以期为研究氧化胁迫的分子机制提供遗传材料。从该突变体库中筛选出1株H2O2敏感突变体hps12(hydrogen peroxide sensitive 12)。表型分析发现,hps12突变体植株矮小,果荚较短,并且在4 mmol/L H2O2处理下hps12的子叶变绿情况明显低于野生型(WT),突变体的离体叶片在10 mmol/L H2O2处理下相比WT表现出更为明显的衰老症状。进一步遗传学分析表明,该突变体为单基因隐性突变。

关键词：过氧化氢 hps12 子叶变绿率叶绿素衰老

拟南芥低叶绿素荧光LCF3基因的克隆与功能分析

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作物学报 2016年第5期42卷 690-695页

作者：刘凌云刘浩赵晶王艳霞王棚涛河南大学生命科学学院/棉花生物学国家重点实验室/植物逆境生物学重点实验室河南开封475004

叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用。本研究借助叶绿素荧光成像仪,从拟南芥EMS诱变突变体库中筛选到一株低叶绿素荧光突变体lcf3-1(lower chlorophyll fluorescence 3... 详细信息

叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用。本研究借助叶绿素荧光成像仪,从拟南芥EMS诱变突变体库中筛选到一株低叶绿素荧光突变体lcf3-1(lower chlorophyll fluorescence 3-1)。遗传分析表明lcf3-1突变体为单基因隐性突变。突变基因图位克隆结果显示LCF3是Psb W的等位基因。另外,LCF3基因的T-DNA插入突变体及功能回补转基因植物的叶绿素荧光分析结果均证明LCF3基因突变导致拟南芥叶绿素荧光F_v/F_m值降低。进一步实验结果显示,LCF3蛋白定位于叶绿体,且LCF3基因在植株中普遍表达。PsbW蛋白可能细微调整PSII-LHCII超复合体的组装及稳定。

关键词：拟南芥叶绿素荧光光合作用图位克隆