植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)及其研究進(jìn)展

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1、植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)及其研究進(jìn)展學(xué)院：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：摘要：植物在經(jīng)受干旱脅迫時(shí)，通過(guò)細(xì)胞對(duì)干旱信號(hào)的感知和傳導(dǎo)，調(diào)節(jié)基因表達(dá)，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(duì)植物在細(xì)胞、器官、個(gè)體、群體等水平的形態(tài)指標(biāo)有顯著影響，也會(huì)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(biāo)．植物對(duì)干旱脅迫分子響應(yīng)較復(fù)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(xué)的變化．關(guān)鍵詞干旱脅迫；生態(tài)響應(yīng)；生理機(jī)制；研究進(jìn)展干旱作為影響作物生長(zhǎng)發(fā)育、基因表達(dá)、分布以及產(chǎn)量品質(zhì)的重要因素之一，嚴(yán)重限

2、制了作物的大面積擴(kuò)展。植物對(duì)干旱的適應(yīng)能力不僅與干旱強(qiáng)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(jìn)行相關(guān)抗旱基因的表達(dá)，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(jī)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(shí)最大程度提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，科學(xué)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(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者們所特別關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)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(yīng)高度重視農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)過(guò)程中作物逆境生物學(xué)的基礎(chǔ)研究。一、植物抗旱基因工程研究新進(jìn)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(guò)轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)基因來(lái)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(fù)元件結(jié)合，從而調(diào)節(jié)這些功能基因的表達(dá)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，它們?cè)谵D(zhuǎn)基因植物中的過(guò)量表達(dá)會(huì)激活許多抗逆功能基因的同時(shí)表達(dá)．脅迫誘導(dǎo)基因能增強(qiáng)脅迫反應(yīng)的耐力，不同的轉(zhuǎn)錄因子參與脅迫誘導(dǎo)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(yīng)的調(diào)控．最近的研究進(jìn)展是在干旱脅

5、迫下基因表達(dá)的復(fù)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(gè)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(duì)各種環(huán)境脅迫的反應(yīng)，因?yàn)檫@些生理過(guò)程和內(nèi)源ABA水平相關(guān)，ABA的生物合成使得這些生理過(guò)程得以說(shuō)明．脫落酸在干旱脅迫下調(diào)控基因表達(dá)，一旦ABA水平升高，信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制被激活，刺激基因表達(dá)．ABA在植物適應(yīng)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(dǎo)基因研究在

6、干旱脅迫條件下，植物會(huì)特異地表達(dá)一些基因，通過(guò)研究這些被干旱脅迫所誘導(dǎo)的基因可能找到植物對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)及抵御機(jī)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(gè)基因rd29A和rd29B能被干旱、低溫和高鹽或外源ABA誘導(dǎo)．rd29A在脫水和高鹽條件下能作m快速反應(yīng)，但對(duì)ABA反應(yīng)沒(méi)有響應(yīng)．rd29A在脫水、高鹽、和低溫下能延遲rd29B的誘導(dǎo)．（四）與干旱脅迫相關(guān)的蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)組學(xué)研究植物適應(yīng)逆境脅迫的一個(gè)重要策略是即時(shí)大量合成許多脅迫誘導(dǎo)蛋白．干旱誘導(dǎo)蛋白是指植物在受到干旱脅迫時(shí)新合成或合成增多的一類(lèi)蛋白．逆境誘導(dǎo)蛋白對(duì)植物

7、的逆境適應(yīng)起保護(hù)作用，它們的誘導(dǎo)是植物對(duì)環(huán)境的一種適應(yīng)，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(dǎo)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(yán)重脫水的情況下，植物因失水導(dǎo)致的細(xì)胞組分的晶體化，破壞細(xì)胞的有序結(jié)構(gòu)的問(wèn)題．LEA蛋白被構(gòu)建成伸展?fàn)顟B(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(diǎn)加上它們高的細(xì)胞內(nèi)濃度和它們的表達(dá)方式，可以維持特殊的細(xì)胞結(jié)構(gòu)或者通過(guò)少量的水分需求而適應(yīng)干旱脅迫的影響．二、干旱脅迫對(duì)植物的生理傷害（一）干旱脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)指標(biāo)的影響1、干旱脅迫對(duì)根系活