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气孔发育及其调控

植物生理学报 2012年第9期48卷 829-836页

作者：崔国新韩宝达赵潇男李立新东北林业大学盐碱地生物资源环境研究中心东北油田盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室哈尔滨150040

气孔是植物与外界环境进行气体交换的重要通道,对其密度与分布的调控影响着植物的生存与生长。最近的研究工作已经鉴定了一系列参与气孔发育调控的转录因子和信号肽,并对其调控机制有了初步的了解。本文综述了最近几年有关气孔发育方面... 详细信息

气孔是植物与外界环境进行气体交换的重要通道,对其密度与分布的调控影响着植物的生存与生长。最近的研究工作已经鉴定了一系列参与气孔发育调控的转录因子和信号肽,并对其调控机制有了初步的了解。本文综述了最近几年有关气孔发育方面的研究进展,总结了参与气孔发育的相关因子,并对进一步研究需要解决的问题进行了简要的探讨。

关键词：气孔发育多肽信号 MAPK信号途径

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气孔发育及其调控因素的研究进展

植物生理学报 2016年第6期52卷 782-788页

作者：陆雯芸房克边红武朱睦元浙江大学生命科学学院遗传学研究所杭州310058

气孔作为植物与外界气体交换的重要通道,直接影响植物的蒸腾作用和光合作用。近年来,随着气孔发育模式及其分子机制的研究日益明晰,更多调控因素的作用机理逐渐成为新的研究热点。最近研究发现,植物激素生长素是参与调控气孔发育并影响... 详细信息

气孔作为植物与外界气体交换的重要通道,直接影响植物的蒸腾作用和光合作用。近年来,随着气孔发育模式及其分子机制的研究日益明晰,更多调控因素的作用机理逐渐成为新的研究热点。最近研究发现,植物激素生长素是参与调控气孔发育并影响气孔分化与分布的重要调控因子。本文主要总结了植物气孔发育机制的最新研究进展,以及激素和环境因子对气孔发育的影响,并提出了今后有待阐明的问题和研究方向。

关键词：气孔发育激素 CO_2

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气孔发育机制及其内外调控因子的研究进展

生命科学 2018年第5期30卷 491-499页

作者：李岩徐珊珊王根轩浙江大学生命科学学院杭州310058 上海科技馆上海自然博物馆自然史研究中心上海200041

气孔是植物与外界环境进行气体与水分交换的重要通道,调节着植物的蒸腾与光合作用。在长期进化过程中,植物通过调节气孔行为和气孔发育机制来适应环境变化。不同植物气孔系的形成方式不尽相同,但过程均受到气孔发育信号网络系统的调节... 详细信息

气孔是植物与外界环境进行气体与水分交换的重要通道,调节着植物的蒸腾与光合作用。在长期进化过程中,植物通过调节气孔行为和气孔发育机制来适应环境变化。不同植物气孔系的形成方式不尽相同,但过程均受到气孔发育信号网络系统的调节作用。近年来关于气孔发育机制的研究层出不穷,现重点综述各类转录因子、信号肽以及环境因子和植物激素对气孔发育的调节作用。该领域的研究为在微观层面揭示植物对环境变化的适应机制提供了科学基础。

关键词：气孔气孔行为气孔发育信号转导环境调控植物激素

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环境因子调控气孔发育的分子机制

植物生理学报 2024年第9期60卷 1375-1389页

作者：薛姗姗郑林李璧滢高宏波刘小敏王宏芝北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 北京市农林科学院北京100097

植物保卫细胞是一类特化的具有运动能力的表皮细胞,成对出现,两个细胞之间的空隙即为气孔。气孔是植物与外界环境进行气体交换的场所,控制水分蒸腾和CO_(2)的吸入,是植物生命活动的重要保证。为了适应不同的生长环境条件,植物的气孔密... 详细信息

植物保卫细胞是一类特化的具有运动能力的表皮细胞,成对出现,两个细胞之间的空隙即为气孔。气孔是植物与外界环境进行气体交换的场所,控制水分蒸腾和CO_(2)的吸入,是植物生命活动的重要保证。为了适应不同的生长环境条件,植物的气孔密度和气孔分布会发生适应性改变,以维持植物生长和生存之间的最佳平衡。气孔发育受植物内部和外部环境信号协同调控。近年来,环境因子参与气孔谱系细胞命运决定和气孔发育调控的研究取得了显著进展。本论文综述了光、CO_(2)、水分、温度和相对空气湿度(RH)等环境因子对气孔发育调控的最新研究进展,旨在深入解析植物适应环境变化的调控机制,为培育水资源高效利用型植物提供参考和启发。

关键词：气孔气孔发育环境因子气孔谱系

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植物气孔发育及其调控研究

遗传 2011年第2期33卷 131-137页

作者：刘婧王宝山谢先芝山东师范大学生命科学学院济南250014 山东省农业科学院高新技术研究中心济南250100

气孔是植物与外界进行气体交换的通道。植物通过调节表皮气孔的开闭、大小和数目来优化气体的通过量,从而适应自身的生存环境。最近的研究工作揭示了控制气孔发育的基本遗传途径,以及环境信号如何调控气孔发育的基本遗传途径。文章总结... 详细信息

气孔是植物与外界进行气体交换的通道。植物通过调节表皮气孔的开闭、大小和数目来优化气体的通过量,从而适应自身的生存环境。最近的研究工作揭示了控制气孔发育的基本遗传途径,以及环境信号如何调控气孔发育的基本遗传途径。文章总结了控制植物气孔发育基本途径的分子基础以及外界环境因素(主要是光和二氧化碳)与激素信号对气孔发育的调控机制,并对将来本领域需要解决的几个问题提出了看法。

关键词：植物气孔发育遗传途径环境因素激素信号

大麦气孔发育转录因子基因HvMUTE的克隆及生物学功能初步鉴定

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华北农学报 2023年第1期38卷 40-45页

作者：王宏鹏曹高燚李明丁博包曙光王俊斌谢晓东陈小强天津农学院农学与资源环境学院天津300392 天津农学院基础科学学院天津300392

为了对大麦气孔发育转录因子基因HvMUTE的功能进行初步鉴定,并对其生物学特性及表达模式进行分析,通过生物信息学分析、PCR扩增及qRT-PCR等方法来对大麦气孔发育转录因子基因HvMUTE进行研究。由于大麦G1614为大麦MOREX品种的姊妹系,且大... 详细信息

为了对大麦气孔发育转录因子基因HvMUTE的功能进行初步鉴定,并对其生物学特性及表达模式进行分析,通过生物信息学分析、PCR扩增及qRT-PCR等方法来对大麦气孔发育转录因子基因HvMUTE进行研究。由于大麦G1614为大麦MOREX品种的姊妹系,且大麦MOREX品种公布了参考基因组数据,所以通过将短穗二柄草BdMUTE基因同大麦G1614基因组进行序列同源比对,得到大麦HvMUTE基因序列。从大麦材料G1614幼芽中的第1片叶片中取样,克隆得到大麦HvMUTE基因651 bp的编码区。生物信息学分析结果表明,HvMUTE蛋白是位于细胞核中的无明显亲水疏水性的不稳定蛋白质,并且其蛋白质三维结构含有螺旋-环-螺旋(HLH)结构。系统进化树分析结果表明,HvMUTE蛋白同小麦和山羊草的MUTE-Like蛋白亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示,在干旱条件下,HvMUTE基因表达量无明显变化,这一结果同前人研究有所不同,猜测与大麦为单子叶植物,气孔结构中存在副卫细胞同双子叶植物气孔结构形态不同有关。

关键词：大麦气孔发育转录因子 HvMUTE 基因克隆

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干旱对欧美杨气孔发育的影响

北京林业大学学报 2016年第6期38卷 28-34页

作者：王丛鹏贾伏丽刘沙刘超夏新莉尹伟伦北京林业大学林木育种国家工程实验室

为了探究干旱对木本植物气孔发育的影响,本文挑选了5个欧美杨无性系NE-19、R270、107、109和111,进行了14 d的自然干旱处理及7 d的复水处理。结果发现:NE-19、R270与107的光合速率在复水后第5天恢复至处理前水平,气孔导度在第3天恢复至... 详细信息

为了探究干旱对木本植物气孔发育的影响,本文挑选了5个欧美杨无性系NE-19、R270、107、109和111,进行了14 d的自然干旱处理及7 d的复水处理。结果发现:NE-19、R270与107的光合速率在复水后第5天恢复至处理前水平,气孔导度在第3天恢复至处理前水平,而109与111在复水处理期间光合与气孔导度恢复缓慢。测量各无性系复水后的生长速率,与对照组相比由快到慢依次为NE-19(64.96%)、R270(55.73%)、107(49.87%)、109(35.08%)、111(23.62%)。综合光合、气孔导度与生长的数据,5个无性系耐旱性由强至弱的排序为NE-19、R270、107、109、111。统计5个无性系在处理期间幼叶气孔指数的变化,发现各无性系在干旱期间气孔发育速度均下降。其中NE-19与R270下降最多,分别为30.75%和29.24%,说明耐旱性好的无性系,更善于调节幼叶中的气孔发育来适应外界的水分变化。通过荧光定量PCR检测与气孔发育相关基因ERECTA、EPF1、EPFL9、FAMA、SDD1在处理期间处理组与对照组的表达量差异,发现在干旱期间对气孔发育正调控的EPFL9与FAMA表达量下降,而负调控气孔发育的ERECTA与EPF1表达量上调,在NE-19与R270中的变化幅度尤为明显,而SDD1在整个处理期间表达量没有十分明显的变化。研究发现欧美杨在干旱中可通过调节气孔发育相关基因ERECTA、EPF1、EPFL9和FAMA的表达来抑制幼叶气孔发育,从而减少叶片水分散失以抵御干旱胁迫。

关键词：欧美杨气孔发育干旱基因调节

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叶片生长进程中气孔发育对叶温调节的影响

植物生理学报 2015年第1期51卷 119-126页

作者：吴冰洁刘玉军姜闯道石雷北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室北京100093 聊城大学农学院山东聊城252059

鉴于气孔发育影响气孔导度和蒸腾速率,推测气孔发育可能影响叶温调节。为验证这一假设并阐述相关规律,在控光和控温条件下研究了冬青卫矛和华北紫丁香气孔发育、气孔导度、蒸腾速率及其与叶温的关系。结果表明,伴随冬青卫矛、华北紫丁... 详细信息

鉴于气孔发育影响气孔导度和蒸腾速率,推测气孔发育可能影响叶温调节。为验证这一假设并阐述相关规律,在控光和控温条件下研究了冬青卫矛和华北紫丁香气孔发育、气孔导度、蒸腾速率及其与叶温的关系。结果表明,伴随冬青卫矛、华北紫丁香叶片生长气孔逐渐增大,但气孔密度下降;在此过程中,气孔导度和蒸腾速率逐步提高,而叶片温度降低;尽管冬青卫矛和华北紫丁香叶片的气孔密度和大小差异很小,但华北紫丁香近轴侧和远轴侧均有气孔分布,而冬青卫矛则只有远轴侧分布气孔,且相同条件下华北紫丁香的气孔导度和蒸腾速率高、叶温低。因此,气孔发育能够促进气孔导度和蒸腾速率提高,有助于降低叶温;近轴侧气孔可能更有利于蒸腾降温。

关键词：气孔发育气孔导度蒸腾速率叶片温度

大麦气孔发育相关基因HvFAMA的克隆及功能初步分析

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麦类作物学报 2024年第11期44卷 1397-1403页

作者：孙璐蔡浩宇李明曹高燚丁博包曙光王俊斌谢晓东陈小强天津农学院农学与资源环境学院天津300392 天津农学院基础科学学院天津300392

气孔是植物吸收CO_(2)、散失水分的通道,叶片内气孔数目的多少、气孔的开闭程度都直接影响其蒸腾强度和光合作用的强弱。FAMA为碱性的螺旋-环-螺旋转录因子,是促进气孔保卫细胞分化和阻止其直接前体的增殖分裂所必需的,与气孔初始发育... 详细信息

气孔是植物吸收CO_(2)、散失水分的通道,叶片内气孔数目的多少、气孔的开闭程度都直接影响其蒸腾强度和光合作用的强弱。FAMA为碱性的螺旋-环-螺旋转录因子,是促进气孔保卫细胞分化和阻止其直接前体的增殖分裂所必需的,与气孔初始发育关系密切。为揭示其在禾本科作物气孔发育中的功能,本研究以大麦Morex为材料,克隆了大麦FAMA(HvFAMA)基因,并对该基因生物学特性及表达模式进行了分析。结果表明,HvFAMA基因编码区长为1260 bp,由420个氨基酸构成,相对分子量为45320.37 Da,理论等电点为5.14,属于亲水性不稳定蛋白;HvFAMA基因编码蛋白属于bHLH家族成员,其三维结构含有螺旋-环-螺旋(HLH)结构;HvFAMA蛋白二级结构主要含有α-螺旋、延伸链、β-折叠和无规则卷曲,分别占36.04%、10.74%、2.86%和50.36%;HvFAMA蛋白的氨基酸序列含有44个磷酸化位点和65个糖基化位点;HvFAMA∶GFP融合蛋白亚细胞定位于细胞核。系统进化分析显示,大麦HvFAMA蛋白与小麦、二粒小麦、二穗短柄草和山羊草的FAMA亲缘关系相对较近。qRT-PCR结果显示,HvFAMA基因在大麦幼叶中的表达量达到峰值。综上所述,HvFAMA基因可能与大麦气孔初始发育有关。

关键词：大麦气孔发育 HvFAMA基因 bHLH转录因子基因克隆