作物抗逆性的基因工程研究进展
农作物抗逆育种的现状与展望
农作物抗逆育种的现状与展望随着全球气候的变化，自然灾害和环境污染的日益加剧，农作物种植面临着越来越多的压力和挑战。
而农作物抗逆性是确保农业稳定发展的基础。
近年来，一些重要农作物的抗逆种质资源已被广泛挖掘和开发，并成功利用于实践中，但仍存在很多问题和挑战。
本文将从现状和展望两个方面，探讨农作物抗逆育种的最新研究成果和未来发展方向。
一、农作物抗逆育种的现状1、抗逆种质资源的不断开发当今，大量研究表明，农作物的抗逆性不仅与生长环境和天气条件有关，也和植物自身的基因型有密切关系。
因此，开发优良抗逆种质资源成为提高农作物抗逆性的重要途径。
近年来，世界各国对农作物抗逆种质资源的重视不断提高，尤其是在玉米、水稻、小麦、油菜等农作物上的筛选、鉴定和种质创新方面广受关注。
在中国，很多科研机构和农业企业也积极参与了农作物抗逆种质资源的研发和应用工作。
同时，大规模中试和推广抗逆材料也得到了越来越广泛的实践。
2、基因工程技术的应用和成效众所周知，基因工程技术在农业领域有着广泛的应用前景。
利用基因编辑、转基因技术等手段，可以将克隆和改造某些特定基因或基因组，从而使农作物的抗逆性、产量和质量等方面得到改善。
比如，过去十几年中，研究人员通过拟南芥、水稻、番茄等模式植物的研究，已初步阐明了一些抗逆基因的功能和调控机制，并开发出了一系列适用于农作物产业的基因编辑和转基因技术。
这些方法在提高作物的耐盐碱、干旱、高温、低温、病虫害等抗逆性方面都具有显著的潜力。
3、遗传改良和小分子抗逆剂的开发除了基因工程技术，遗传改良和小分子抗逆剂也是提高农作物抗逆性的重要手段。
通过杂交育种、多倍体学、基因组选择等方法，可以改善种质资源和培育抗逆性、高产性、品质优良的新品种。
例如，在黄瓜、南瓜、葫芦等蔬菜作物的遗传改良中，可以利用广义遗传力和特异遗传力的提升，实现对胜育性、抗病性、载蓄性等重要性状的改良。
同时，通过筛选和合成具有功效的小分子物质，如自然产物和人工合成的第二代抗逆剂等，也有望为农作物的抗逆性提供新的解决方案。
MYB转录因子在水稻抗逆基因工程中的研究进展
MYB转录因子在水稻抗逆基因工程中的研究进展董勤勇张圆圆魏景芳朱昀摘要：干旱、寒冷、高盐以及病虫害胁迫是造成水稻减产的重要因素。
近年来，植物特异性转录因子在水稻抗旱、抗寒、抗盐以及抗病虫害胁迫机制上扮演着重要角色。
MYB转录因子是植物最大的转录因子家族之一，其结构高度保守，常见1R-MYB/MYB-related、R2R3-MYB、3R-MYB以及4R-MYB4种结构类型。
MYB转录因子主要参与植物生长发育、生物以及非生物胁迫的应答过程。
本文就MYB转录因子的结构特征、分类以及在水稻（Oryzaativa）生物及非生物胁迫中的应答进行综述，为MYB转录因子的研究及植物抗逆新品种培育提供参考。
关键词：MYB转录因子;生物胁迫;非生物胁迫Keyword：MYBtrancriptionfactor;biotictre;abiotictre植物在田間会遭受干旱、寒冷、高盐等非生物胁迫以及包括害虫和病原体在内的生物胁迫。
植物自身具备应对复杂胁迫反应的机制与策略，转录因子（Trancriptionfactor）是逆境响应的主要调控因子，其编码基因是作物改良的最佳候选基因[1]。
转录因子是一类调节基因表达水平的重要调控蛋白，通过与靶标基因启动子区的顺式作用元件结合，激活或抑制靶标基因的转录表达[1]。
据报道在已发现的80个转录因子家族中，只有MYB、NAC、bZIP、锌指蛋白等少量转录因子在逆境胁迫响应中起到重要作用。
其中MYB转录因子是最大的植物转录因子家族之一，它在植物生长发育、激素信号转导以及植物对生物及非生物应答中起到十分重要的作用[2-5]。
目前从水稻中已鉴定出185个MYB转录因子[6]，研究发现这些转录因子的功能不仅体现在调节植物生长发育上，在植物应对复杂的生物和非生物胁迫反应方面上也具有显著的作用。
这些MYB转录因子基因提高了水稻的综合抗逆能力，是实现水稻抗逆遗传改良的重要资源。
1 MYB转录因子的结构与分类MYB转录因子结构上具有1～4个重复单元构成的MYB结构域，每个重复单元由50～53个氨基酸构成[7]。
基因工程在玉米育种中的应用现状
基因工程在玉米育种中的应用现状近年来，随着科技的不断进步，基因工程技术在农业领域得到了广泛的应用。
玉米作为世界上最重要的粮食作物之一，基因工程技术在玉米育种中的应用现状备受关注。
本文将探讨基因工程技术在玉米育种中的应用现状，以及对未来玉米产业的影响。
基因工程技术在玉米育种中的应用现状主要体现在以下几个方面：（1）抗虫害基因的导入玉米作为重要的粮食作物，常常受到各种害虫的侵害，严重影响产量和品质。
利用基因工程技术，科研人员将一些抗虫害基因导入到玉米中，使其具有抗虫害的能力。
目前，已经成功将妥布霉素、Bt毒素等抗虫害基因导入到玉米中，有效地提高了抗虫害能力，减少了农药使用，保障了玉米的产量和质量。
（2）耐逆转基因的应用逆境条件对玉米的生长发育产生了极大的影响，而基因工程技术被广泛应用于提高玉米的逆境适应性。
通过导入抗旱、抗盐、抗病毒等耐逆转基因，科研人员成功提高了玉米在干旱、盐碱地以及病毒侵染等逆境条件下的生长能力，从而增加了玉米的产量和质量，改善了玉米的适应性。
（3）提高营养品质通过基因工程技术，科研人员成功提高了玉米的营养品质。
导入丰富维生素A的β-胡萝卜素基因，使得玉米具有了更高的维生素A含量，对于缓解由维生素A缺乏引起的健康问题有很大的益处。
还有针对蛋白质、氨基酸等营养成分的基因改良，进一步提高了玉米的营养品质。
2. 基因工程技术在玉米产业中的影响（1）提高抗逆性基因工程技术的应用使得玉米具备了更强的抗逆性，能够在干旱、盐碱地以及病毒侵染等逆境条件下继续生长，从而减少了因气候和自然灾害带来的产量损失，保障了玉米的产量和质量。
（2）降低农药使用通过导入抗虫害基因，基因工程技术成功降低了对玉米的农药使用量。
农药的大量使用对环境造成了污染，也会残留在食品中，对人体健康造成一定的危害。
基因工程技术的应用，能够减少农药使用，降低了环境污染的风险，也使得玉米的食品安全性得到了提高。
通过基因工程技术，科研人员成功提高了玉米的营养品质。
农业生物技术在提高作物抗逆性的应用前景
农业生物技术在提高作物抗逆性的应用前景在现代农业中，随着全球气候变化和资源短缺的挑战愈加严峻，提高作物抗逆性已成为确保粮食安全和可持续发展的重要任务。
农业生物技术作为一项新兴技术，正在为作物抗逆性提升提供新的思路和方法。
本文将探讨农业生物技术在提高作物抗逆性方面的应用前景，包括基因工程、分子标记辅助选择、植物组织培养等技术的进展，以及其在抗旱、抗盐、抗病虫害等方面的实际应用。
作物抗逆性是指作物在遭受非生物和生物胁迫时，能够保持生长、发育及产量的能力。
非生物胁迫如干旱、盐碱、低温及高温等环境因素，而生物胁迫主要包括病毒、细菌、真菌及害虫等。
面对这些挑战，传统育种方法如选择育种、杂交育种等虽然在一定程度上取得了一定成效，但周期长、效率低、难以实现特定性状的精确改良，因此，依赖农业生物技术的介入成为了亟待探索的方向。
基因工程是在作物基因组中插入或删除特定基因，从而改变其基因组表达以提升抗逆性的有效手段。
通过转基因技术，可以引入外源抗逆性基因，提高作物对各种逆境的适应能力。
例如，将耐旱基因借助基因工程手段导入玉米和水稻，使其能够在干旱条件下仍保持正常的生理活动。
这类转基因作物不仅能够提高产量，还能增强其抵御环境压力的能力。
此外，基因编辑技艺如CRISPR/Cas9的出现，正加速了功能基因的快速识别和编辑，带来作物抗逆性提升的新机遇。
这项技术能够更精确地定位特定基因，实现“点对点”的精准改造，简化了转基因育种的过程。
分子标记辅助选择是一种利用DNA分子标记来加速育种过程的方法。
这种技术可以帮助育种者在早期阶段筛选出携带优良抗逆性状的个体，从而大大缩短传统育种所需的时间。
在抗盐碱研究中，通过与盐胁迫相关的标记，可以快速筛选出耐盐的遗传材料，并进行相应交配。
例如，在水稻育种中，科学家们利用分子标记定位了多个抗盐基因，这使得耐盐水稻的选育工作得以高效进行。
应用这一方法不仅提高了遗传多样性，还使得农作物适应极端气候环境的努力得到了有效推动。
植物抗逆性的研究进展
植物抗逆性的研究进展植物作为生物界中的一类生物体，同样面临着各种环境压力和逆境条件。
为了适应不断变化的外部环境，并保证自身生长和繁殖的正常进行，植物进化出了一系列的抗逆性机制。
在过去的几十年中，对于植物抗逆性的研究已经取得了许多重要的进展。
本文将以植物逆境响应的分子机制、次级信号传导途径以及基因工程育种等方面进行探讨。
一、植物逆境响应的分子机制对于植物来说，逆境的发生往往会导致一系列的生理和生化改变，激活一些特定的逆境响应基因。
这些逆境响应基因的调控网络是植物抗逆性的核心。
经过近年的研究，科学家们已经发现了一些关键的抗逆性基因，如DREB、MYB、NAC和WRKY等。
这些基因能够调控植物的各种逆境响应，包括抗寒、耐旱、耐盐等。
此外，植物还通过调节激素合成和信号转导通路来适应逆境。
植物激素如乙烯、脱落酸、脱落酸等在逆境响应中扮演着重要的角色。
二、次级信号传导途径的研究在植物抗逆性的调控过程中，次级信号传导途径起着不可或缺的作用。
通过植物细胞的膜蛋白和信号分子的相互作用，次级信号传导途径能够调节植物对逆境胁迫的应答反应。
其中，Ca2+、ROS、激素和脱落酸等次级信号分子被广泛研究并证实在植物抗逆性中具有重要的功能。
此外，磷脂信号途径、MAPK信号途径和激酶信号途径等也被认为是调节植物抗逆性的关键因素。
三、基因工程育种的发展近年来，基因工程育种技术的快速发展为植物抗逆性研究提供了新的思路和方法。
通过转基因技术，科学家们可以向植物中引入一些外源性基因，以增强植物的抗逆性。
比如，通过转导逆境响应基因DREB1A，可以显著提高植物的抗寒性。
此外，利用基因编辑技术如CRISPR/Cas9等，科学家们还可以精确地修饰植物基因组，以产生更加抗逆性的新品种。
结论总的来说，植物抗逆性的研究取得了许多重要的进展。
深入了解植物抗逆性的分子机制、次级信号传导途径以及基因工程育种等方面，将有助于我们更好地理解植物逆境响应的机理，为培育抗逆性好的新品种提供理论基础和实践指导。
基因工程技术在农作物育种中的应用与发展
基因工程技术在农作物育种中的应用与发展一、引言基因工程技术（Genetic engineering）是一种通过改变生物体的遗传物质DNA的组成或结构，从而在基因层面上实现对生物特性的修改和改良的技术手段。
在农作物育种中，基因工程技术被广泛应用于提高作物产量、抗逆性和改善品质等方面，取得了显著的进展。
本文将重点探讨基因工程技术在农作物育种中的应用和发展。
二、基因工程技术在农作物产量提高中的应用1. 转基因作物转基因作物是通过将外源基因导入到目标作物中，实现对其生长发育、抗病虫害等方面进行改良的一种方法。
例如，将爆米花菌的Bt基因导入玉米中，使其具备抗虫害性，提高了玉米的产量和品质。
同样地，将拟南芥中的生长素合成基因转入水稻，使得水稻具有更快的生长速度和更高的产量。
2. 基因组选择基因组选择是通过对作物进行全基因组测序，并通过生物信息学手段进行分析，筛选出与目标性状相关的基因区域，从而实现选择和培育出具有优良性状的新品种。
这种方法不仅提高了育种效率，也避免了传统育种方法中的盲目性和随机性。
基因组选择技术在小麦、水稻等重要作物中的应用已经取得了一定的突破。
三、基因工程技术在农作物抗逆性改良中的应用1. 抗病虫害通过基因工程技术，科学家们成功导入一些植物来源的抗病虫害基因到作物中，从而提高了作物的抗病虫害能力。
例如，将抗白腐病基因导入到土豆中，使得土豆对白腐病的抵抗力增强。
这种方法不仅可以减少农药的使用，减轻环境污染，还可以提高农作物的产量和品质。
2. 抗逆性通过转基因技术，科学家们也成功导入了一些耐盐碱、耐旱、耐寒等逆境相关基因到作物中，从而提高了作物的逆境胁迫能力。
例如，使水稻中的HVA1基因在非逆境胁迫下能够高表达，以提高其耐旱性。
这些抗逆性基因的导入有助于农作物在恶劣环境中存活和生长，提高了作物的稳定产量。
四、基因工程技术在农作物品质改良中的应用1. 增强营养价值通过基因工程技术，科学家们可以向作物中导入一些增强营养价值的基因，如控制蓝光感受器基因的表达，提高蓝莓中花色苷类物质的含量，增强其抗氧化能力。
植物抗逆性研究的现状与前景
植物抗逆性研究的现状与前景植物作为生物界的基础，承担着维持生态平衡和人类生存需求的重要任务。
然而，由于环境的变迁和人为活动的影响，植物面临着各种各样的逆境胁迫。
为了解决这一问题，植物抗逆性研究成为了当前农业和生物科学领域的热门课题。
本文将对植物抗逆性研究的现状和前景进行探讨。
一、植物抗逆性的定义和意义植物抗逆性是指植物在逆境胁迫下保持正常生长和发育的能力。
逆境胁迫包括但不限于高温、低温、干旱、盐碱、重金属污染等。
植物抗逆性的提高对于维持农作物产量、改善土壤质量、保护生态环境具有重要意义。
二、植物抗逆性研究的现状1. 生理和分子机制的研究植物抗逆性研究的第一步是了解逆境胁迫对植物生理和分子机制的影响。
通过对植物抗氧化系统、渗透调节机制、光合作用等关键生理过程的研究，可以深入了解植物在逆境下的应对策略。
此外，分子生物学和基因组学的发展使得人们能够研究逆境胁迫下植物的基因表达调控网络，识别调控抗逆性的关键基因。
2. 抗逆性的遗传改良植物抗逆性的提高既可以通过传统育种方法来实现，也可以借助基因工程技术。
选育适应特定逆境条件的杂交品种和转基因植物是当前主要的研究方向之一。
通过对植物基因组的深入了解，可精确识别和改良调控抗逆性的关键基因，进一步提高植物的逆境适应性。
三、植物抗逆性研究的前景1. 利用基因组学和遗传学技术随着基因组学和遗传学技术的不断进步，研究人员能够更加准确地研究植物抗逆性相关基因和调控网络，从而实现对抗逆性的精确改良。
这为研究植物抗逆性提供了更加广阔的空间和机会。
2. 探索新的抗逆机制和途径尽管植物的抗逆性已经被广泛研究，但我们对植物抗逆机制和途径的理解仍然不够完善。
未来的研究应该进一步探索新的抗逆机制和途径，以便更好地应对复杂多变的逆境胁迫。
3. 跨学科合作植物抗逆性研究跨越了植物学、生物化学、分子生物学、基因工程等多个学科领域。
未来的研究应该加强不同学科间的合作，利用各自的优势来推动植物抗逆性研究的发展。
植物的抗逆性机制研究及其应用前景
植物的抗逆性机制研究及其应用前景随着环境变化的加剧，植物面临着越来越多的逆境压力，如高温、干旱、盐碱等。
为了适应这些逆境，植物进化出了一系列抗逆性机制，从细胞水分调节到基因表达调控等多个层面上展现出了卓越的适应能力。
植物的抗逆性机制既为科学家提供了深入研究的领域，也为农业生产提供了开展改良育种的潜力。
本文将探讨植物的抗逆性机制研究及其应用前景。
一、细胞水分调节机制植物在干旱环境中通过调节细胞水分来应对逆境压力。
植物细胞中的细胞壁与质膜形成了一个重要的屏障，防止水分的流失。
同时，植物通过调节开闭气孔，控制气体交换与水分蒸腾，有效地减少水分损失。
二、抗氧化机制逆境条件下，植物细胞会受到氧化应激的影响，导致氧化产物的积累和细胞膜的损伤。
为了应对这种情况，植物通过产生一系列抗氧化酶，如超氧化物歧化酶和过氧化物酶等，来清除自由氧化物，保护细胞免受损伤。
三、蛋白质保护机制逆境条件下，蛋白质容易发生异常折叠、聚集和降解，导致细胞功能失调甚至死亡。
因此，植物发展出了一系列保护机制，如热激蛋白、蛋白质酶解系统和泛素化途径等，来修复或降解受损的蛋白质，保证细胞正常运作。
四、基因表达调控机制为了适应逆境条件，植物通过改变基因表达调控来调整细胞代谢和生理活动。
这一过程包括转录水平的调控以及非编码RNA和表观遗传修饰的调控，从而使植物能够应对不同类型的逆境压力。
基于对植物抗逆性机制的研究，科学家们已经取得了许多重要的发现，并逐渐将其转化为实际应用。
首先，研究人员通过遗传改良的方法，培育出了一系列抗逆性强的作物品种，提高了农业生产的稳定性和可持续性。
其次，利用基因工程技术，科学家们成功地转移了一些与抗逆性相关的基因到非传统作物中，使其在逆境条件下获得更好的生长和产量表现。
此外，植物抗逆性机制的研究还为制定逆境管理策略提供了理论支持，例如改善土壤条件、灌溉管理和施肥策略等。
尽管植物的抗逆性机制研究已经取得了许多进展，但仍然存在一些挑战和亟待解决的问题。
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摘要植物作为生态系统的重要组成部分，无时无刻不在自身所处环境中进行着物质，信息和能量的交换。研究逆境对植物造成的伤害以及植物对此的反应，是认识植物与环境关系的一条重要途径，也是为人类控制植物的生长条件提供了可能性。近年来,由于DNA技术的发展,从基因等分子水平对植物抗逆性的研究已取得一定的进展。本文对在植物受不同逆境胁迫(如:重金属、冻害、氧化等)情况下的分子机制及植物抗逆性基因工程研究的进展进行综述。并对抗性生理领域中的一些学说和国内外一些研究结果作了介绍,并指出相生相克现象也可作为抗逆生理的一个方面加以研究,对于作物抗逆性的基因工程的应用前景进行了展望, 以便为进一步研究和应用提供一些相关信息。
为更好的利用海藻糖的保护特性,利用海藻糖基因构建具有抗逆性的转基因植物则是更重要的手段。近年来,随着对海藻糖合成代谢途径的深入研究,许多微生物中各种海藻糖合成酶基因已相继被克隆,如大肠杆菌的otsA、otsB基因,酿酒酵母中的tps1、tps2、tsl1基因,担子菌灰树花中的Tsase基因等。已报道,美国科罗拉多医科大学已把酵母菌的tps1基因转入烟草并获得具抗旱型的转基因植株。我国的赵恢武等、戴秀玉等也已相继分别将tps基因和ost基因转入烟草,使其耐旱性增强。荷兰植物生物技术公司把OstBA导入甜菜、马铃薯中,在获得廉价海藻糖的同时,增强了植物的抗旱性和抗寒性。小麦、水稻是我国大面积种植的重要的粮食作物,在将海藻糖合成酶基因导入其以提高其抗逆性方面的研究也还是空白,目前多国科学家已开始了这方面的研究。
Key wordsPlantsenergyresistanceGenetic Engineering
自然生态系统中与植物相关的因子多种多样，且处于动态变化之中，植物对每自然界中的一个因子都有一定的耐受限度，即阈值。一旦环境因子的变化超越了这一阈值，就形成了逆境。因此，在植物的生长过程中，逆境是不可避免的。植物在长期与自然界相抗争的进化过程中，形成了相应的自我保护机制，从感受环境条件的变化到调整体内新陈代谢，直至发生有遗传性的根本改变，并且将抗性遗传给后代。
2.2、抗旱机制及相关基因工程进展
干旱胁迫诱导基因一般分为两类:一类是在植物的抗性中起作用的蛋白质基因；以维持细胞各种生理生化代谢活动正常进行。包括渗透调节因子的合成酶基因。直接保护细胞免受水分胁迫伤害的功能蛋白基因。以及毒性降解酶基因。另一类即是在信号传导和基因表达过程中起调节作用的蛋白质基因。主要包括传递信号和调控基因表达的转录因子基因，感应和转导胁迫信号的蛋白激酶基因，以及在信号转导中起重要作用的蛋白酶基因。
1.3、多效唑提高植物抗逆性的研究进展
多效唑是英国ICI有限公司在20世纪70年代末推出的一种高效低毒的植物生长延缓剂和广谱性的杀菌剂[1],因此它对多种植物都有调节生长的效应。多效唑还能引起植物体内一系列的代谢和结构变化,增强植物的抗逆性[2],并兼有杀菌作用。本文仅就多效唑提高植物的抗逆性方面作一简要综述,以期为该领域的研究提供借鉴。
3.3、otsBA基因和TPS基因
真核生物海藻糖的合成分别由Tps1和Tp s2两个基因来完成。其功能分别相当于大肠杆菌的otsA和otsB基因。1996年以来已有多个研究组将TPS基因导入到烟草、马铃薯等植物中。该基因在高等植物中表达后能使高等植物积累一定浓度的海藻糖。从而，使植物对干旱具有一定的耐受能力。
1.2、海藻糖在提高植物抗逆性方面的研究进展
高等植物体海藻糖最初是从S.lepidophylla中分离得到的,它在干旱时休眠,而重新给予水分后又复活。为在植物中找到产海藻糖的DNA序列,科研人员将大肠杆菌和酵母菌的海藻糖合成酶基因序列同植物基因数据库进行比较,他们发现,拟南芥和水稻中的某些克隆同大肠杆菌和酵母有高度同源的序列表达标签(EST)[5]。1998温度及其敏感的突变体在38.6℃的高温下存活。在拟南芥中,他发现了两种基因,即AtTPPA和AtTPPB,二者均能编码6-磷酸海藻糖磷酸酯酶而与酵母tps2突变体进行功能互补。以上实验结果证明某些植物中也具有合成海藻糖的能力。这就为把海藻糖合成酶基因导入植物并使其在植物中表达提供了一定的科学前提。
尽管多胺对植物抗逆性起积极作用,但植物的各种抗性性状是由多个基因控制的数量性状,很难用转基因的方法将如此众多的外源基因同时转入一种植物中并进行表达调控,更何况还有很多与抗性有关的基因尚未发现,这说明植物抗性机制是复杂的。
迄今,多胺合成代谢中的3个关键酶ADC、ODC、SAMDC已在许多植物中得到了纯化和鉴定,它们的基因也从多种植物中克隆,并采用转基因技术获得了一些认为多胺可提高植物抗性的证据,但多胺在植物中的载体是什么,植物对多胺的信号感受和传递途径怎样,多胺通过怎样的信号转导通路作用于植物的抗性基因,作用于哪些抗性基因,进而在转录和翻译水平上调控这些基因的表达,控制胁迫蛋白的水平,都还不清楚。因此,采用各种手段,特别是分子生物学的方法研究多胺对植物作用的多样性和提高植物抗胁迫的分子机制、多胺作用的信号转导是值得考虑的
一、国内外植物抗逆性研究进展
1.1、多胺与植物抗逆性关系研究进展
在逆境条件下,植物会改变生长和发育类型以适应环境。许多研究表明,在各种逆境协迫下,植物体中多胺水平及其合成酶活力会大量增加,以调节植物生长、发育和提高其抗逆能力,这种反应对逆境条件下的植物可能有意义。就目前的资料来看,多胺之所以能提高植物的抗逆性其机制可能是:①通过气孔调节和部分渗透调节控制逆境条件下水分的丢失。Liu等的研究表明,多胺以保卫细胞中向内的K+-通道作为靶点,调节气孔的运动[10]。多胺还可作为渗透调节剂,其积累可增加细胞间渗透,部分调节水分丢失。②调节膜的物理化学性质。多胺可与膜上带负电荷的磷脂分子头部及其他带负电的基团结合,影响了膜的流动性,同时也间接地调节膜结合酶的活性。③多胺可影响核酸酶和蛋白质酶特别是与植物抗逆性有关的保护酶活性,保护质膜和原生质不受伤害。④清除体内活性氧自由基和降低膜脂过氧化。⑤调节复制、转录、翻译过程。
以植物为对象研究在逆境条件下海藻糖对其保护作用的报道很少。斐炎等在对绿豆幼苗所做的试验中发现,经海藻糖处理的绿豆幼苗质膜上的Mg2+,K+-ATPase活性显著提高。王三根等发现,将用不同浓度的海藻糖预处理的小麦放在NaCl溶液中生长,其细胞电解质渗透率和脯氨酸含量显著降低,而叶绿素的含量、根系活力、物质积累和生长速度则均有提高。由此可见,海藻糖在植物幼苗遭受低温、盐害而脱水时,可以提高作物幼苗对低温和高盐的抗逆能力。
关键词植物 能量 抗逆性 基因工程
Advances in genetic engineering forCrops resistance
AbstractPlants as an important part of the ecosystem,All the time in itself and carry out a physical environment, information and exchange.Plants in stress and plant damage caused in this reaction is an important way to the plant environment and understanding of the relationship, but also for controlling the growth of human conditions offers the possibility of the plant. In recent years, due to the development of DNA technology, researchers from the molecular level of plant resistance genes has been some progress made.In this paper, subject to different environmental stress on plants: progress (such as heavy metals, damage, oxidation, etc.) and the circumstances of the molecular mechanisms of plant resistance gene engineering studies were reviewed. And some of the theory and the results of several studies in the field of physiology confrontational introduced abroad, noting that allelopathy phenomenon can also be studied as an aspect of physiological stress resistance, resistance to the prospect of genetically engineered crops were prospected, in order to provide some information for further research and applications.
四、转录因子与植物抗逆性研究进展
三、分gutD基因
甘露醇和山梨醇都属于多元醇。m tID基因和gutD基因都是从大肠杆菌中克隆的分别编码两种多元醇合成的关键基因。多元醇因含多个羟基,亲水性强,能有效的维持细胞膨压,从而起到抗盐作用。
3.2、ImtI基因
该基因是从生长于南非沙漠中的冰叶日中花(M esembryanthemu达。以肌醇为底物,生成一种多羟基糖醇化合物芒柄醇。因其含有多个羟基。亲水能力强，能减少生理性干旱造成的损失而使植物得以耐盐。
二、各种抗逆机制及其基因工程进展
2.1、耐重金属机制及相关基因工程进展
植物对重金属的耐性机理有: 1、排斥机制,即阻碍重金属的吸收或其在植物体内的运输。吸收后又排出体外。2、区域化机制。即使重金属在植物的液泡、叶片表皮毛、细胞壁等特定部位积累。从而与细胞中的其他组分隔离。达到解毒的效果。3、络合机制。即植物体内物质与重金属的络合作用。大分子金属螯合蛋白的螯合能力最强。它又可分为金属硫蛋白与植物螯合肽。前者是对多种重金属都具有螯合作用。由MTs基因直接编码合成。在特定条件下如重金属离子胁迫或其他逆境条件下表达。后者是以谷胱甘肽为底物。在GCS( C- G luCys合成酶)、GS (GSH合成酶)、和PCS(植物螯合肽合成酶)的作用下合成的。可与重金属离子结合形成螯合物后从细胞质向液泡中转运并在液泡中积累。