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植物为什么产生交叉适应(植物为什么交叉生长)

来源: 免费文学汇 时间:2023-10-21
【研究综述】利用功能基因单倍型网络研究水稻盐旱共响应机制

很近我的同学发表的一篇盐旱综述的文章,中科院生物类Top期刊(IF=5.924)International Journal of Molecular Sciences(IJMS)题为“Candidate Genes and Pathways in Rice Co-Responding to Drought and Salt Identified by gcHap Network”( )的研究性综述论文

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逆境的种类和逆境对植物的伤害

逆境指对植物生长和生存不利的各种环境因素的总和,又称为胁迫。逆境的种类包括 非生物胁迫(物理胁迫、化学胁迫)和生物胁迫 。逆境的种类很多,但都引起细胞脱水,生物膜破坏,各种代谢无序进行。逆境导致植物代谢失调主要表现在引起植物的水分胁迫;光合作用下降,同化产物供应减少;呼吸速率大起大落,呼吸代谢途径发生变化,PPP途径所占比例增强。在各种逆境下,植物体内的物质分解大于物质合成,水解酶活性高于合成酶活性,大量大分子物质被降解。

植物对逆境的适应和交叉适应

植物通过 避逆性和耐逆性 两种方式来抵抗逆境。植物对逆境的适应有形态结构和生理代谢两方面。形态适应有以根系发达、叶小以适应干旱条件;有扩大根部通气组织以适应淹水条件;有生长停止,进入休眠,以迎接冬季低温来临等。生理适应主要以形成逆境蛋白、增加渗透调节物质和脱落酸含量的方式,减少质膜系统的破坏,提高细胞对各种逆境的抵抗能力。

植物对不良环境间的相互适应作用称为交叉适应(交叉忍耐),植物交叉适应的作用物质可能是ABA。

植物抗逆性的获得与信号传导

植物通过细胞 感受 逆境信号、 传导 逆境刺激、 激活 一系列分子途径并调控相关基因表达和生理反应等三个阶段适应逆境,在逆境中获得抗逆性。在逆境下植物体内存在系统性传递信息的信号物,参与逆境信号转导的主要信号分子有 Ca2+、蛋白激酶、pH、ABA、ROS和NO 等。

旱害与植物抗旱性 

干旱分为大气干旱、土壤干旱和生理干旱。干旱使细胞过度脱水、膜破坏,正常生理生化代谢受阻、细胞受到机械性损伤。抗旱植物一般有增加吸水、减少失水的形态特征及保水能力强,代谢稳定等生理特征。脯氨酸、干旱诱导蛋白可以提高植物抗旱性。

盐害与植物抗盐性

盐害对植物的主要危害是渗透胁迫、离子失调及引起生理代谢紊乱。根据植物抗盐能力的大小,分为盐生植物和甜土植物两大类。植物通过避盐及耐盐两种方式适应盐胁迫。渗调蛋白有利于降低细胞的渗透势和防止细胞脱水,提高植物对盐胁迫的抗性。植物体内的盐胁迫信号途径包括渗透胁迫信号转导途径和盐过敏感调控途径(SOS途径)。

单体型 :又称单倍体型或单元型,是个体组织中,完全遗传自父母双方中某一亲本的一组等位基因。拥有特定SNP的个体常常在附近某一特定变异位点拥有特定等位基因,这种关系叫做连锁不平衡(linkage disequilibrium , LD),同一染色体上的这一情况即为单体型。

简而言之,单体型就是指一段连锁的核酸序列。在单体型网络图中,不同的单体型就是用序列中的变异位点来区分。因此一般用来构建单体型的材料为:线粒体基因组、X/Y染色体,叶绿体基因组、或者是基因组上一段强连锁的区段。

干旱和盐害是制约水稻产量的重要非生物胁迫,相关功能基因的研究始终是领域内的热点。然而,由于抗逆性状的复杂性及影响因素的多样性,针对盐旱共响应的多胁迫作用机制仍不明确,如何有效利用抗逆功能基因组学的研究成果进行设计育种,也是后基因组时代水稻育种的关键问题。

该文章在系统介绍水稻盐旱机制的同时,结合转录组分析筛选到1748个盐旱共响应基因,主要富集在植物激素信号传导、内质网蛋白调控,MAPK等重要通路,进而对其中的核心基因进行功能单倍型网络分析,构建了“gcHap-network pathway”的盐旱共响应机制框架图。同时整理了近900份耐盐抗旱水稻品种,分析发现在重要亲本中大多包含上述核心基因及有利单倍型,为将来进一步进行系统验证和分子设计育种提供了重要参考。

植物为什么有一定的抗寒性和抗旱性

这是植物为适应周围环境,为了生存。对外界环境的自我保护措施,是植物长期进化的结果。抗旱植物的一种保护是关闭气孔减少蒸腾作用,减少水分的流失。抗寒有的书就是落叶,或者是页面革质或蜡质,等等。

【目的】研究冬油菜的抗寒性和抗旱性,探讨抗寒与抗旱之间的关系,为中国北方白菜型冬油菜的改良及抗寒性和抗旱性的综合评价提供可借鉴的方法和理论依据。

【方法】分别通过自然降温处理(15℃—-5℃)和人工控制水分的方法(干旱胁迫4、7和10 d)分别对6份不同抗寒等级冬油菜摸拟低温和干旱胁迫,分析其形态、生理生化和生长指标的变化,采用隶属函数法、相关性分析法、聚类分析法、主成分分析法对不同品种的抗寒性和抗旱性进行综合评价。

【结果】6份冬油菜品种越冬率相差很大(20.1%—94.7%)。抗寒性强的品种植物学形态特征表现为幼苗匍匐贴地生长、生长点洼陷低于地表、叶色深绿色、真叶刺毛多。且低温胁迫之后抗寒生理生化指标变化明显,相对电导率和MDA(丙二醛)含量增加,且抗寒性强的品种增加幅度小;SOD、POD、CAT酶活性升高,可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸等调节性物质含量明显增加,且抗寒性强的品种变化明显,差异显著。随着干旱胁迫时间延长,膜结构首先遭到破坏,相对电导率和MDA含量升高,细胞失水,叶片相对含水量、束缚水/自由水、叶绿素含量降低(光合作用降低),幼苗苗长、叶片和根鲜干重降低,直到幼苗萎蔫,且抗旱性强的品种变化幅度小,同时抗旱性强的品种叶片保水能力强、土壤耗水少、萎蔫系数小。通过主成分分析,6份冬油菜的抗寒性强弱依次为陇油7号陇油6号陇油9号延油2号天油2号Vision,而抗旱性强弱依次为陇油6号陇油7号陇油9号延油2号Vision天油2号。

【结论】中国北方寒旱区低温、干旱并存,不同冬油菜品种间抗寒性和抗旱性差异较大,由于产生了交叉适应性,在抵御低温冻害的同时提高了对干旱胁迫的适应性,因此,白菜型冬油菜抗寒性强的品种一般抗旱性也比较强。

交叉适应的生理基础是什么

逆境的抵抗能力。植物经历了某种逆境后,能提高对另一些逆境的抵抗能力,植物对不良环境之间的相互适应作用,称为植物的交叉适应的生理基础。《生理学基础》是由古天明主编,高等教育出版社2014年出版的教材,适用于卫生职业院校医学类、护理类、药学类、医学技术类、管理类各专业学生使用。

植物为什么会产生交叉抗性

植物,微生物,动物,以至人类都能产生抗性。不同种类的生物产生的抗性强弱不一,同一种生物,由于生长发育时期不同,或者处于不同的环境条件,或者具有不同的生理状况,抗性强弱也不同。

而且有些生物对一种毒物如农药,一旦产生抗性,对另一种或几种毒害机理相同的农药也能产生抗性,即所谓交互抗性。

植物的介绍 

植物是生命的主要形态之一,包含了如树木,灌木,藤类,青草,蕨类,及绿藻地衣等熟悉的生物。种子植物,苔藓植物,蕨类植物和拟蕨类等植物。绿色植物大部分的能源是经由光合作用从太阳光中得到的,温度,湿度,光线是植物生存的基本需求。

植物有明显的细胞壁和细胞核,其细胞壁由葡萄糖聚合物纤维素构成。植物的特点是具有光合作用的能力就是说它可以借助光能及动物体内所不具备的叶绿素,利用水,矿物质和二氧化碳生产食物。释放氧气后,剩下葡萄糖含有丰富能量的物质,作为植物细胞的组成部分。

生物应分为几个界,把能固着生活和自养的生物称为植物界,简称植物。植物可以分为种子植物,藻类植物,苔藓植物,蕨类植物等。被子植物共有六大器官,根,茎,叶,花,果实,种子。绿色植物具有光合作用的能力借助光能及叶绿素。

在酶的催化作用下,利用水,无机盐和二氧化碳进行光合作用,释放氧气,产生葡萄糖等有机物,供植物体利用。在自然界中,凡是有生命的机体,均属于生物。

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