植物對干旱脅迫的響應及其研究進展

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1、植物對干旱脅迫的響應及其研究進展學院：班級：姓名：學號：摘要：植物在經(jīng)受干旱脅迫時，通過細胞對干旱信號的感知和傳導，調(diào)節(jié)基因表達，產(chǎn)生新蛋白質(zhì)，從而引起大量形態(tài)、生理和生化上的變化．干旱脅迫對植物在細胞、器官、個體、群體等水平的形態(tài)指標有顯著影響，也會影響其光合作用、滲透調(diào)節(jié)、抗氧化系統(tǒng)等生理生化指標．植物對干旱脅迫分子響應較復雜，包括合成一些新的基因如NCED、Dehydrin基因和CBF、DREB等轉(zhuǎn)錄因子．另外，干旱脅迫還能造成蛋白質(zhì)組學的變化．關(guān)鍵詞干旱脅迫；生態(tài)響應；生理機制；研究進展干旱作為影響作物生長發(fā)育、基因表達、分布以及產(chǎn)量品質(zhì)的重要因素之一，嚴重限

2、制了作物的大面積擴展。植物對干旱的適應能力不僅與干旱強度、速度有關(guān)，而且更受其自身基因的調(diào)控。在一定干旱閥值（droughtthreshold）脅迫范圍內(nèi)，很多植物能夠進行相關(guān)抗旱基因的表達，隨之產(chǎn)生一系列生理、生化及形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面的變化，從而顯現(xiàn)出抗旱性的綜合性狀。因此，從植物本身出發(fā)，深入研究植物的抗旱機理，揭示其抗旱特性，提高植物品種的抗旱耐旱能力，以降低作物栽培的用水量，同時最大程度提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，科學選育適宜廣大干旱、半干旱地區(qū)種植的優(yōu)良作物品種，已成為國內(nèi)外專家學者們所特別關(guān)注和研究的熱點問題，對于水資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境的改善均有著重要的意義。目

3、前，生存資源、環(huán)境與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾日益突出，這就要求人們更應高度重視農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)過程中作物逆境生物學的基礎(chǔ)研究。一、植物抗旱基因工程研究新進展（一）與干旱脅迫相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子研究beconsistentwithinthesamedisk.Alternateunifiedcorerequirementsplacedontheterminalstripterminals,onlineidentityandensurethecoppercoreisnotexposed.6.4.6enclosurewithinthesametothecablecoreprovides

4、bindingintoacircle,harnesstiespacingisgenerally100mm;branchofficesshallbebindingonbothends,eachcore通過轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)基因來提高植物脫水脅迫的耐性是一條十分誘人的途徑．由于在逆境條件下，這些逆境相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，能與順式作用重復元件結(jié)合，從而調(diào)節(jié)這些功能基因的表達和信號轉(zhuǎn)導，它們在轉(zhuǎn)基因植物中的過量表達會激活許多抗逆功能基因的同時表達．脅迫誘導基因能增強脅迫反應的耐力，不同的轉(zhuǎn)錄因子參與脅迫誘導基因的調(diào)控．遺傳研究已經(jīng)鑒定了很多轉(zhuǎn)錄因子操縱脅迫反應的調(diào)控．最近的研究進展是在干旱脅

5、迫下基因表達的復合調(diào)控．植物轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子的AP2／ERF家族至少包含一個拷貝的DNA結(jié)合域，叫AP2域．AP2域是植物特定的、在不同的植物中都有同源性．（二）與脫落酸(ABA)生物合成相關(guān)酶的基因——（NCED）研究作為一種植物激素，ABA在植物生命周期的很多階段都發(fā)揮重要作用，包括種子的形成和萌芽以及植物對各種環(huán)境脅迫的反應，因為這些生理過程和內(nèi)源ABA水平相關(guān)，ABA的生物合成使得這些生理過程得以說明．脫落酸在干旱脅迫下調(diào)控基因表達，一旦ABA水平升高，信號傳導機制被激活，刺激基因表達．ABA在植物適應水分脅迫中具有重要作用．（三）與干旱脅迫直接相關(guān)的誘導基因研究在

6、干旱脅迫條件下，植物會特異地表達一些基因，通過研究這些被干旱脅迫所誘導的基因可能找到植物對干旱脅迫的適應及抵御機理，并為植物抗旱基因工程提供理論支持，避免抗性分子育種的盲目性．例如：在擬南芥中的兩個基因rd29A和rd29B能被干旱、低溫和高鹽或外源ABA誘導．rd29A在脫水和高鹽條件下能作m快速反應，但對ABA反應沒有響應．rd29A在脫水、高鹽、和低溫下能延遲rd29B的誘導．（四）與干旱脅迫相關(guān)的蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)組學研究植物適應逆境脅迫的一個重要策略是即時大量合成許多脅迫誘導蛋白．干旱誘導蛋白是指植物在受到干旱脅迫時新合成或合成增多的一類蛋白．逆境誘導蛋白對植物

7、的逆境適應起保護作用，它們的誘導是植物對環(huán)境的一種適應，可以提高植物的耐脅迫能力．胚胎發(fā)生后期，富集蛋白(LEA)在逆境脅迫下能被誘導并迅速大量合成，參與植物的防御代射．LEA蛋白可以解決在嚴重脫水的情況下，植物因失水導致的細胞組分的晶體化，破壞細胞的有序結(jié)構(gòu)的問題．LEA蛋白被構(gòu)建成伸展狀態(tài)而不是折疊成球狀，使它具有高的親水性，LEA蛋白的這些由柬水作用組成的優(yōu)點加上它們高的細胞內(nèi)濃度和它們的表達方式，可以維持特殊的細胞結(jié)構(gòu)或者通過少量的水分需求而適應干旱脅迫的影響．二、干旱脅迫對植物的生理傷害（一）干旱脅迫對植物生長指標的影響1、干旱脅迫對根系活