植物养分高效与抗逆分子机理
植物应答逆境胁迫分子机制的研究进展
植物应答逆境胁迫分子机制的研究进展作者：许存宾来源：《种子科技》 2018年第9期摘要：植物在生长过程中经常遭受各种胁迫因子的影响，随着分子生物学技术的发展，植物适应逆境的机制研究也从生理水平步入分子水平。
对植物应答逆境胁迫的转录组、蛋白组和调控分子机制3个方面的研究进行了概述。
关键词：植物；应答逆境胁迫；分子机制；研究进展植物经常遭受各种逆境胁迫，对生长发育造成不利影响，甚至引起死亡。
植物的逆境胁迫通常包括非生物胁迫和生物胁迫，前者主要由一定的物理或化学条件引发，如高温、干旱、冷害、高盐、重金属、机械损伤等，后者主要由各种生物因子引发，如真菌、细菌、病毒、线虫和菟丝子等引起的病虫害[1]。
植物为了适应逆境环境，会在分子、细胞、器官、生理生化等水平上作出及时调节[2～3]。
植物对逆境胁迫的响应是一个非常复杂的生命过程，其分子机制至今尚未完全阐明。
随着全球环境的日益恶化，各种逆境胁迫对植物生长发育带来的影响也日渐严重，成为制约现代农业发展的重要因素，各国学者对植物逆境应答机制的研究也投入了越来越多的力量[4]。
早期科学家们对植物在不利环境中的形态变化和生理指标变化研究较多，随着分子生物学技术的不断发展，对植物适应逆境机制的研究从生理水平进入分子水平，使得植物在逆境胁迫条件下的代谢机理研究取得了重要进展。
植物受到逆境刺激后，通过系列信号分子对相关抗逆基因和蛋白的表达进行调节，进而改变自身形态和生理生化水平来适应逆境[5]。
此研究不仅能探索生命现象的本质，而且能更好地进行分子育种和植物次生代谢产物合成研究。
本文就植物应答逆境胁迫的转录组学、蛋白组学和分子调控机制3个方面的研究进展进行了概述。
1植物应答逆境胁迫的转录组学研究进展转录组学（transcriptomics）是一门在RNA水平上研究生物体中基因转录的情况及转录调控规律的学科，即从RNA水平研究基因表达的情况。
转录组学可定量分析生物体不同组织、不同发育阶段和不同环境条件下的基因表达变化情况。
植物蛋白质在调控植物抗逆的作用
植物蛋白质在调控植物抗逆的作用植物是重要的生态系统组成部分，他们是生命存在的基石。
同时，植物也面临着各种生态和环境压力。
比如说，干旱、盐碱、低温和高温等都是植物不得不面对的抗逆性挑战。
为了确保植物的生存和生长，现代农业需要依靠大规模的种植和耕作。
植物抗逆性的提高是现代农业研究的重点之一。
这其中，植物蛋白质是非常关键的组成部分。
植物蛋白质对植物的生长和发育有着重要的影响，此外它也能调节植物的抗逆性。
本文将会探讨植物蛋白质在调控植物抗逆性方面的作用。
1. 植物蛋白质是调节植物抗逆性关键因素植物蛋白质是植物体内重要的调节因子，它通过调节植物生理生化代谢和信号转导通路，影响植物的生长和发育。
同时，植物蛋白质在调节植物抗逆性方面也有着重要的影响。
近年来的一些研究表明，植物蛋白质能够参与到植物的抗逆性调节中，对干旱、盐碱、低温、高温等方面的胁迫具有一定的调节作用。
2. 植物蛋白质在干旱抗逆性中的作用干旱是植物生长和发育中的一个重要胁迫因子。
研究表明，植物蛋白质代表的信号通路能够参与干旱反应和适应的过程中。
比如说，ERF (Ethylene Response Factor) 这一家族的蛋白质能够调控植物的干旱胁迫响应和适应。
此外，MYB和WRKY等蛋白质也能够调节植物的干旱适应。
现有的研究表明，植物蛋白质的调节作用能够促进逆境适应，改善植物的干旱抗性。
3. 植物蛋白质在盐碱抗逆性中的作用盐碱是制约植物生长的重要因素，其胁迫破坏了植物体液平衡和代谢过程。
植物蛋白质也被发现在盐碱逆境中发挥着重要的调节作用。
近年来的研究表明，HKT (High-Affinity K+ Transporter) 这一蛋白质家族能够影响植物对盐碱胁迫的响应，提高植物对盐碱胁迫的抵御能力。
除此之外，SNF1-related kinase1 (SnRK1) 这一调控氧化还原及代谢的蛋白质也显著提高了植物对盐碱胁迫的耐受性。
4. 植物蛋白质在低温抗逆性中的作用低温胁迫是限制植物生长和发育的重要因素之一，它可以造成植物的冻害和低温休眠。
机械强度对植物生长发育及其逆境响应的调控机制研究
机械强度对植物生长发育及其逆境响应的调控机制研究植物是地球生态系统的重要组成部分，其生长发育不仅受到内部基因调控，还受到环境因素的影响。
机械强度作为植物生长环境的重要因素，对植物生长发育及逆境响应有着重要的调控作用。
一、机械强度与植物生长发育植物生长发育是一个复杂的过程，不同生长阶段需要不同的机械环境。
在种子发芽时，种子需要适当的机械强度来刺激根发芽。
而在根系生长时，过强或过弱的机械强度都会影响根系的发育和功能。
适当的机械刺激可以促进植物生长、增加产量和抗逆能力。
植物细胞壁是重要的机械支撑结构，其主要由纤维素、半纤维素、木质素和蛋白等构成。
细胞壁的形态以及质地对植物的机械性质有着决定性的影响。
植物细胞壁的改变不仅会影响植物生长发育，还会影响植物的逆境响应。
二、机械强度与植物逆境响应机械强度对植物逆境响应的影响主要表现在以下方面：1、机械强度与生物膜透性的改变逆境环境下，生物膜的透性会发生改变，导致细胞内部环境的变化。
而机械强度可以通过改变细胞膜的张力和蛋白质的构象，从而间接影响细胞的渗透压和细胞内部环境的稳态调整能力。
研究表明，机械刺激可以促进水稻叶片的叶绿素荧光，从而提高了植物的光合作用能力。
2、机械强度与植物重金属响应重金属胁迫是影响植物生长和发育的重要因素。
机械强度可以影响植物对重金属的吸收和抗性。
研究表明，适当的机械强度可以提高植物在重金属胁迫下的生理反应和抗性。
3、机械强度与植物生物学钟响应植物生活在一定的日夜节律环境中，植物生物学钟可调控植物的生长发育和逆境响应。
机械强度可以通过影响植物生物学钟的表达和调控机制，从而影响植物的生长发育和逆境响应。
研究表明，机械刺激可以影响水稻生物钟基因的表达和蛋白质相互作用，从而调控水稻的生物钟响应。
三、机械强度调控机制研究目前，机械强度作用于植物细胞及其相关组织和器官后所引起的生物学响应的调控机制研究已成为植物生物学研究的热点之一。
主要研究方法包括基因组学、转录组学、蛋白组学等生物学和生物化学技术手段。
植物抵抗非生物胁迫的分子机制
植物抵抗非生物胁迫的分子机制植物作为生物体系中的一种重要组成部分，为人类提供了许多重要资源，如粮食、药材等。
但是，由于环境的变化和非生物胁迫的影响，植物的生长和发育常常受到影响，导致减产甚至死亡。
因此，研究植物抵抗非生物胁迫的分子机制具有重要的科学意义和实际价值。
非生物胁迫是指来自环境的各种压力，如高温、低温、干旱、盐胁迫、重金属污染等。
这些胁迫会对植物的生理生化过程产生不良影响，严重时会导致细胞和组织的死亡，从而影响植物的生长发育。
植物抵抗非生物胁迫的分子机制一般包括两个方面：第一，植物细胞的感应与信号传递机制；第二，防御性基因的表达和功能。
植物细胞的感应与信号传递机制是植物抵抗非生物胁迫的重要组成部分。
当植物受到非生物胁迫时，通过激活细胞中一系列蛋白质激酶和蛋白质磷酸酶进行信号传递，进而激活负责对抗非生物胁迫的信号通路。
这些信号通路与植物细胞器的运作、细胞壁的形成、植物光合作用和响应等生理生化过程密切相关，从而起到抵御非生物胁迫的作用。
防御性基因的表达和功能是植物抵抗非生物胁迫的另一个重要组成部分。
植物抗非生物胁迫的防御性基因包括转录因子、酶、蛋白激酶、金属离子转运蛋白等。
这些基因在植物受到非生物胁迫时被激活，并参与一系列生物学过程，如激活植物生长素逆转运输、增强抗氧化能力、促进脂质类机构在细胞膜中的重组等，从而增强植物的抗非生物胁迫能力。
在植物抗非生物胁迫的分子机制研究中已经发现了许多重要的分子途径和基因。
例如，植物抗非生物胁迫过程中与拟南芥类黄酮甙合成相关的基因F3'H，具有非常重要的生理生化功能，其推荐红娘&谈恋爱在哪播放过程中能够增强植物抗氧化和化学防御能力。
此外，还有诸如CBL、CIPK家族及其底物，ERF、NAC、MYB转录因子及其下游基因，WRKY转录因子等等。
这些基因和基因途径在植物抵抗非生物胁迫的分子机制中发挥重要作用。
总之，植物抵抗非生物胁迫的分子机制包含两个方面：植物细胞的感应与信号传递机制和防御性基因的表达和功能。
ERF植物转录因子与植物抗逆研究
酵母单杂交方法—体内分析转录因子与DNA结合特性或转录激活活性
（3）同源克隆 同源克隆的优点是在植物材料的基因信息未知的情况下，通过已知
（3）泛素介导的蛋白降解途径是翻译后调控转录因子蛋 白水平的另一个机制。
4、转录因子研究方法
4.1 克隆转录因子的方法
基于转录因子具有表达丰度低、与顺式元件特异性结合且DNA结合序 列保守等特点。目前，分离克隆转录因子常用的方法主要有以下几种：
（1）转座子标签法与RNA差异显示法 相结合的克隆方法
1、转录因子的结构特征
转录因子的三维结构中，N端通常含有与顺式作用元件 相结合的关键结构域。在转录调控过程中，转录因子通过 其 DNA结合域与靶序列特异结合，来实现对靶基因的精确 调控。
转录因子一般由4个功能区域组成： DNA结合区(DNA binding domain) 转录调控区(Transcription regulation domain)
（5）规模化分离、鉴定转录因子超家族成员 随着基因组测序技术的迅猛发展，多种植物的基因组已经测序完毕。
因此，利用生物信息学方法从全基因内分离、鉴定家族基因已成为研究 热点。这有助于全面系统深入解析基因的功能，在拟南芥、水稻、大豆 及其他一些作物的基因组中系统分析AP2/ERF家族基因已有报道。
总之，上述五种克隆转录因子的方法并不是孤立的, 需要结合实 验材料、实验目的等实际情况，综合采用上述一种或多种方法克隆目 的基因。
ERF植物转录因子研究与植物抗逆
转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中扮演着非 常重要的角色。在植物抗逆反应过程中，当植物受到外界环境 胁迫后，植物通过其信号传导途径有效地调控体内相关功能基 因的表达，进而引发一系列生理、生化反应，形成高效有序的 信号调控网络，以降低或消除给植株带来的危害。
论述植物如何在逆境中生存
论述植物如何在逆境中生存
植物在逆境中生存的能力是由其进化和适应环境的机制所决定的。
以下是关于植物如何在逆境中生存的几个重要方面：
1. 抗逆性状：植物具备各种抗逆性状，如耐旱性、耐寒性、耐盐性等。
这些性状可以通过遗传变异、自然选择和适应过程来发展。
例如，一些植物能够调节根系结构和功能，以提高对干旱条件下的水分吸收和储存能力。
2. 保护机制：植物通过一系列保护机制来应对逆境。
例如，它们可以产生特殊的化合物，如抗氧化剂和胁迫蛋白，以防止细胞损伤和氧化应激。
此外，植物还能产生抗逆酶和其他物质，以增强对逆境因子的耐受性。
3. 调节生长和发育：植物可以调节其生长和发育以适应不同的逆境条件。
它们可以通过改变根系和茎叶比例、延缓生长速度、调整开花时间等方式来适应环境的变化。
这种调节能力使植物能够在不同逆境条件下保持生存和繁衍。
4. 合作互助：植物之间存在着复杂的相互作用和合作关系，可以帮助它们共同应对逆境。
例如，一些植物通过根际共生菌与微生物合作，促进营养吸收、提高抗病能力。
此外，植物还通过释放化学信号来与相邻的植物进行通讯，以协
调抵抗逆境的策略。
总之，植物通过各种机制来适应和应对逆境条件，从而实现生存和繁衍。
它们的抗逆性状、保护机制、调节生长发育以及合作互助等方面的特征，使其能够在极端环境中生存并维持生态系统的平衡。
植物生理学第13章植物的抗逆生理
胁变(Strain): 指植物体受到胁迫后产生的相应变化。
如果胁变较小，在胁迫解除后胁变可以恢复,这种胁变 称为弹性胁变（elastic strain）.
如果胁变较大，在胁迫解除后胁变不能恢复。这种胁变
称为塑性胁变（plastic strain）.
（一）植物的抗逆性（Plant Stress Resistance）：
零下低温对植物的伤害称为冻害freezing injury
一 冷害
（一）冷害的机理
1、膜相变
高温
低温
液态
液晶态
凝胶态
2、胞质环流减慢
3、水分平衡失调
4、光合作用和呼吸速率变化，活性氧增加。（P288）
（二）植物的抗冷性
1. 增加膜脂脂肪酸的不饱和度，降低相变温度。
2. 合成抗氧化酶及脂肪去饱和酶（SOD、CAT、 Halliwell-Asada）
§8 植物的抗病性
一 病害机理
1. 水分平衡失调 2. 呼吸作用加强 3. 光合作用下降 4. 生长异常
1. 二 植物的抗病性
1. 加强氧化酶活性：分解毒素、促进伤口愈合、抑 制病原菌水解酶活性
2. 过敏反应，组织程序化死亡 3. 系统防御：合成植保素、木质素合成增加、抗病
蛋白表达增强、抗病基因活化等，引起系统获得 性抗性（systemic acquired resistance，SAR）。
次生伤害
（如盐害中的 水分胁迫）
1. 生物膜的破坏：膜相的变化；膜上出现裂缝， 透性变化，离子渗漏，膜结合蛋白破坏。
2. 光合作用的变化 3. 呼吸作用的变化 4. 激素水平的变化 5. 酶系统变化：合成酶活性降低，分解酶升高。 6. 产生活性氧：O2•- •OH 1O2 H2O2 （P288）
第十一章 植物的抗逆生理思考题与答案
第十一章植物的抗逆生理思考题与答案(一) 解释名词?逆境(environmental stress) 对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。
逆境的种类可分为生物逆境、理化逆境等类型。
抗性(resistance) 植物对逆境的抵抗和忍耐能力。
包括避逆性、御逆性和耐逆性。
逆境逃避(stress avoidance) 植物通过各种方式，设置某种屏障，从而避开或减少逆境对植物组织施加影响的抗性方式，包括避逆性和御逆性，在这种抗性方式下，植物无需在能量或代谢上对逆境产生相应反应的抵抗。
逆境忍耐(stress tolerance) 植物组织虽经受逆境对它的影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动的抗性方式。
胁变(strain) 植物体受到胁迫后产生的相应变化，这种变化可表现在形态上和生理生化变化两个方面。
据胁变的程度大小可分为弹性胁变和塑性胁变，前者指解除胁迫后又能复原，而后者则不能。
渗透调节(osmoregulation，osmotic adjusment) 通过提高细胞液浓度、降低渗透势表现出的调节作用。
逆境蛋白(stress proteins) 由逆境因素如高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外线等所诱导植物体形成的新的蛋白质（酶）。
冷害(chilling injury) 冰点以上低温对植物的危害。
冷害主要由低温引起生物膜的膜相变与膜透性改变，造成新陈代谢紊乱引起的。
冻害(freezing injury) 冰点以下低温对植物的危害。
冻害主要由细胞间或细胞内发生结冰、生物膜和蛋白质结构被破坏引起的。
巯基(-SH)假说(sulfhydryl group hypothesis) 莱维特（Levitt）1962年提出植物细胞结冰引起蛋白质损伤的假说。
他认为组织结冰脱水时，蛋白质分子逐渐相互接近，邻近蛋白质分子通过-SH氧化形成-S-S-键，蛋白质分子凝聚失去活性，当解冻再度吸水时，肽链松散，氢键断裂，但-S-S-键还保存，肽链的空间位置发生变化，破坏了蛋白质分子的空间构型，进而引起细胞的伤害和死亡。
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OsPTF1超表达转基因株系（35S）在酸性红 壤（不施磷肥）大田中的表现（NIP对照材 料）（华南农大）
植物养分高效与抗逆转基因研究
在有限的自然资源情况下，我国农业的进一步发展必须依赖于更多生产资源的开发 利用。运用植物基因工程等生物技术，提高农作物的抗旱、寒、盐和瘠能力，有望使 我国大面积的干旱、半干旱、盐渍地及早春、晚秋的生产季节得到充分的利用，从而 带来可观的经济和生态效益。我们利用植物体细胞融合和转基因等生物技术,在农作物 抗盐、抗寒和养分高效等方面开展研究，已获得了有应用前景的遗传材料。
上述研究方向年培养研究生50余名，其中博士生 20余名。目前在读研究生150余人。开设植物学、 植物生理学、分子生物学、基因组学、发育生物 学等本科和研究生核心骨干课程。植物生理学与 植物学课程为国家级精品课程。
植物生长室
2005年度诺贝尔 生理与医学奖获 得 者 Marshall 教 授与浙江大学副 校长朱军教授为 中澳联合实验室 揭牌。
科学问题与研究目标
植物高效利用土壤养分途径
高效
低效
低效
高效
低效
高效
大豆磷利用效率基因型差异 （严小龙）
水稻磷利用效率基因型差异 （吴忠长）
拟解决的关键问题
小麦磷利用效率基因型差异 （童依平）
1. 氮、磷信号调控根系发生发育分子机理
代谢
2. 氮、磷养分活化吸收、代谢关键途径
3. 基因标记选择高产高效品种的理论与方法
植物养分高效与抗逆分子机理
植物生理学与生物化学国家重点实验室（浙江大学） 植物功能基因组与营养组学浙江大学-西澳大学联合实验室
浙江大学植物科学研究所
植物养分高效与抗逆分子机制研究领域目前有教授6人，副教授6人。主 要研究方向包括： 1.植物养分信号与根系发育生物学
方向带头人：吴平教授，国家杰出青年基金获得者、求是特聘教授 2.植物养分高效与抗逆转基因研究
根分生组织是植物的大脑，决定根系发生、发育，感受土壤养分、水分信号与信号转 导。谷氨酸受体是受谷氨酸激活的离子通道，介导动物兴奋性神经信号转导。谷氨酸受 体在植物中的功能尚不清楚。我们在水稻一个短根突变体中克隆了谷氨酸受体类基 因,OsGLR3.1。研究表明，该基因功能的丧失导致根分生组织细胞分裂异常，加剧细胞 程序性死亡。研究结果首次揭示谷氨酸受体在植物细胞分裂与发育中的关键作用。从而 导致根系伸长受阻。研究结果发表在国际权威刊物《植物细胞》(Li et al. Plant Cell, 2006, 18： 304-309）。
有机磷利用转基因水稻研究
利用外分泌信号肽连接来自细菌的 植酸酶基因,进行水稻转基因。转基 因水稻通过向根际土壤分泌植酸 酶，将植物不能吸收利用的植酸转 化成无机磷，从而提高土壤中植酸 的生物利用率。
1.6
1.2
CK Transgenic
0.8
0.4
0.0
+P (NaH2PO4) -P (NaCl)
IHP
发育，子实体出现
鹅 膏
畸型和僵硬。
菌
后
黄赭鹅膏菌
血红栓菌
CH2
松
H
H
H3C
OH
胞
菌
H
素
D
H
H
CH3
HN
H
O OO
HO CH3 O
轮 枝 孢 菌 素
A
从歪孢菌提取强细胞毒性无色晶体: 轮枝孢菌素A。对红白血病细 胞的半数抑制增殖浓度IC50约为0.01ug/ml,对乳腺癌、乳腺癌、肝 癌、淋巴癌、肺腺癌、前列腺癌、大肠癌细胞等细胞半数抑制增殖
研究目标
信
1.以下三个方向取得国际领先成果
号
氮、磷信号调控根系发生发育分子机理
氮、磷高亲和转运蛋白生理功能及调控机制
磷高效根构型诊断技术
2.绘制作物养分高效与高产途径分子整合图谱
探明氮、磷高效关键途径的聚合效应
克隆5-10个氮、磷利用效率的关键基因
信
号
3.加速我国养分高效高产品种的培育
鬼臼毒素
八角莲幼苗
八角莲块根
组织培养
快繁苗生产
野外种植
分析表明组培苗与野生材料的 鬼臼毒素成份一致，因此采用 组织培养苗野外种植的策略， 目前在浙江盘安县山地进行规 模种植。
组培材料鬼臼毒素分析
濒危植物基因库保护与开发利用
通过近缘嫁接技术,保护 濒危植物基因资源,开发 观赏园艺产品。该技术在 浙江长兴基地推广,给当 地农民增收提供了新途 径。
野生型
突变体
突变体 突变体
野生型 野生型
回复突变体 回复突变体
野 生 型 、 突 变 体 和 GLR3.1 转 基 因回复幼苗的表型
突变体侧根伸长受阻；
突变体根分生组织静止细胞（QC）减少 （D），根尖细胞死亡加快（F右）；分 生组织细胞凋亡（M、N）。
水稻发生不定根原基的中柱鞘细胞分裂的调控基因，ARL1的克隆
不定根原基 茎节不定根原基
突变体
WT：野生型（左2）； RNAi: ARL1基因敲除转
野生型
回复体 基因株系（右2）
arl1
arl1
ARL1 在 叶 基部、侧 根原基、 不定根原 基发生过 程及分蘖 原基中表 达。
水稻磷高效相关基因及其调控机制研究
• 我国每年施用1100万吨纯磷，约占世界总用量30%左右。由于酸、 碱 性 土 壤 化 学 固 磷 作 用 ， 当 季 磷 肥 效 率 仅 10-15% ， 相 当 于 每 年 1000万吨磷积累于土壤。过量施磷与大量的磷与磷肥中的重金属 元素的积累，是土壤与水资源长期污染源。
提供氮效率提高15%以上的材料10份以上
磷效率提高10%以上的材料10份以上
转运
活化
吸收
建设我们绿色的家园！
水稻根系发生发育分子机理研究
通过根系发生发育突变体材料的筛选与研究，在国家863项目、国家自 然科学基金项目与浙江省科技项目资助下，在相关的功能基因与突变 材料研究已取得重要进展。
苗期根浅，生长易受水分胁迫限制，养分、水分吸收 效率低。因此提高苗期根系伸长与扎根能力，尤其在 水分、养分限制条件下根系的生长能力，是提高作物 养分、水分吸收效率的关键。
方向带头人：寿惠霞教授，教育部新世纪人才基金获得者 3.植物抗元素毒害分子生理
方向带头人：郑绍建教授，教育部新世纪人才基金获得者 4.植物抗逆与光合生理
方向带头人：蒋德安教授 5.植物系统与分子进化
方向带头人：傅承新教授，李建华教授
上述方向的研究得到国家重点基础研究项目（973 项目）、国家重点应用研究发展规划项目 （863项 目）、国家自然科学基金、教育部、浙江省人民政 府、国际机构与企业的资助。近三年年均科研经费 800余万，发表SCI论文50余篇，获浙江省科技进步 一等奖1项，国家发明专利4项。
国家级精品课程教材
濒危与珍稀生物资源保护与利用
国家濒危野生动植物基因资源保护中心
浙江大学思源天然药物与生物毒素研究中心
濒危植物八角莲(Dysosma sp.)人工繁育与抗肿瘤药物鬼臼毒素利用
八角莲别名鬼臼,已近濒危，列入我国特有的二级保 护植物。八角莲根茎含有鬼臼毒素等多种有效化学 成分，可用于多种癌证、乙型肝炎、病毒性脑炎、 流行性腮腺炎、病毒症、各种疣类等，为我国重要 的药用植物。
浓度IC50约为0.01－0.1ug/ml,比阳性对照紫杉醇强10倍以上。
国家重点基础研究发展规划(973)资助项目
作物高效利用氮磷养分的分子机理
项目首席科学家：吴平教授 (浙江大学)
立项依据
氮、磷是作物大量营养元素、是用量最大的化学肥 料、过量施氮、磷是农业面源污染的重要因素
年施2700万吨纯氮，占世界总用量30%。 氮肥利用率为35%左右，每年有1000万吨以上的
后期根深耐旱，但已衰老，所需的养分主要依靠组织养分的 再利用。要维持高光合效率水分、养分供应不上，难以实现 超高产潜力。禾本科粮食作物不定根（冠根）是其须根系的 主要根组成。增强与延长生长后期不定根发生及生长活力， 是养分、水分高效与超高产潜力实现的突破口。
水稻谷氨酸受体基因GLR3.1调控根组织细胞分裂与凋亡
野生材料鬼臼毒素分析
2005年基地生产品种22种，辐射长兴3千多农户，连动相关农户产生经济效益超亿元。
桫椤：一级濒危植 物引种与繁育
Байду номын сангаас
竹柏：一级濒危植 物引种与繁育
野生白花梞高位嫁 接彩叶红花梞木增 值：150元→2万元
野生榆树高位嫁接 珍稀白榆，增值： 420元→5万元
野生紫薇古桩高 位嫁接珍稀园林 紫薇，增值： 180元→77万元
体细胞融合技术培育抗盐大豆
G. cyrtoloba
体细胞融合后代
栽培大豆
G. cyrtoloba原生长于澳洲海涂，具有 体细胞杂交的细胞融合和后代染色体数 体 细 胞 杂 交 后 代 及 其 双 亲 在 300mM
根据基因定位分析与扣除cDNA筛库（SSH: suppression subtractive hybridization），我 们克隆了在根中受磷胁迫诱导的一个具有bHLH结构域的转录因子，OsPTF1。与野生型相 比，OsPTF1超表达转基因水稻在低磷条件下磷吸收增加达20-30%，生物量提高30%以 上。研究结果在美国植物生理学报(Plant Physiology, 2005, 138：2087–2096)后，美国 生物技术信息系统报告 (ISB News Report，2005：10-11)上转载报道。OsPTF1基因已 获得国家发明专利，专利号：ZL02160719.2。
NIP
35S
OsPTF1超表达转基因株系分子鉴定（左），在磷饥饿溶液培养中表 现（左：野生型，右：转基因株系），在低磷土壤盆栽中的表现 （左：转基因株系，右：野生型）。