1樓：匿名使用者
乾旱是作物生長過程中經常遇到的逆境脅迫之一,近年來,由於氣候變化導致的乾旱災害呈逐年增加的趨勢。小麥是世界性的糧食作物,乾旱脅迫嚴重影響小麥的生長和產量。研究小麥的抗旱生理及分子機制,通過遺傳操作增強小麥抗旱性,培育抗旱型小麥品種,對於保障小麥高產穩產具有重大意義。
乾旱逆境下植物最明顯的生理響應是生長受到抑制。植物生長涉及到細胞伸長和細胞**兩個方面。業已證明,細胞的伸長生長比細胞**對乾旱脅迫更敏感。
細胞伸長生長過程取決於兩個因素,一是膨壓驅動產生的生長動力,二是由於細胞壁剛性造成的生長阻力。早期的研究結果認為,細胞膨壓在細胞伸長生長過程中起主導作用。後來越來越多的研究認為,植物細胞壁的可塑性在調控植物細胞延伸生長對水分虧缺的應答方面具有更重要的作用。
擴充套件蛋白在克服細胞壁阻力,維持細胞伸長生長過程中具有重要作用。擴充套件蛋白是一種細胞壁蛋白,具有使熱失活細胞壁恢復伸展能力的特性。擴充套件蛋白通過打破細胞壁纖維素和半纖維素之間的氫鍵,促使兩者發生位移,來調節細胞壁的伸展性。
已有研究證明,擴充套件蛋白響應外界環境脅迫,參與調節乾旱條件下植物細胞的生長反應。 植物激素作為重要的訊號調節物質,不僅與植物的生長髮育關係密切,而且在調節植物抗逆性過程中起著重要的作用。已有研究發現許多擴充套件蛋白基因的表達受到植物激素的調控。
那麼,擴充套件蛋白與植物激素調節的抗旱性之間是否存在關聯呢?小麥胚芽鞘細胞在胚中已經分化完成,種子萌芽過程中的胚芽鞘生長主要是細胞的伸長生長,因此胚芽鞘是研究細胞伸長生長的模式材料。在本研究中,選擇2個抗旱性不同的小麥品系抗旱型hf9703和乾旱敏感型921842,取其胚芽鞘作為研究細胞伸長生長的材料,通過乾旱脅迫處理和植物激素(aba和iaa)處理,研究乾旱脅迫條件下,植物激素對細胞伸長生長的調節作用,分析擴充套件蛋白在植物激素介導的小麥抗旱性中的作用。
主要結論如下: 1擴充套件蛋白調節乾旱脅迫下小麥胚芽鞘細胞伸長生長 (1)乾旱脅迫下小麥細胞伸長生長與擴充套件蛋白活性關係密切 peg模擬的乾旱脅迫明顯抑制了小麥胚芽鞘的伸長生長,抗旱性強的小麥品系hf9703胚芽鞘生長明顯快於乾旱敏感型的小麥品系921842。用擴充套件蛋白抗體作為擴充套件蛋白的作用抑制劑處理小麥胚芽鞘,明顯抑制了小麥胚芽鞘的伸長生長。
乾旱脅迫沒有改變小麥胚芽鞘細胞壁對擴充套件蛋白的敏感性,但顯著提高了小麥胚芽鞘中擴充套件蛋白活性,而且抗旱型小麥hf9703胚芽鞘中擴充套件蛋白活性明顯大於乾旱敏感型小麥921842。說明擴充套件蛋白參與乾旱脅迫下小麥胚芽鞘細胞伸長生長的調節,可能在小麥細胞伸長生長對乾旱脅迫的響應過程中起作用。 (2)乾旱脅迫通過上調擴充套件蛋白表達提高了擴充套件蛋白活性 western-blot檢測分析結果證明,乾旱脅迫誘導擴充套件蛋白表達增加,抗旱型小麥hf9703胚芽鞘中擴充套件蛋白的積累量明顯高於乾旱敏感型小麥921842。
該結果與擴充套件蛋白活性對乾旱脅迫的響應相一致。水分脅迫後的覆水實驗證明,乾旱脅迫誘導的擴充套件蛋白積累有利於覆水後小麥胚芽鞘生長的加速。這些結果表明,擴充套件蛋白在乾旱脅迫下積累,提高了擴充套件蛋白活性,這對於維持乾旱脅迫條件下小麥胚芽鞘的生長,提高小麥抗旱性有著重要作用。
(3)乾旱脅迫導致細胞壁鹼化降低擴充套件蛋白活性不利於細胞伸長生長 擴充套件蛋白活性依賴於細胞壁的酸性。對小麥胚芽鞘細胞壁酸鹼度及質膜h+-atpase的活性檢測結果發現,乾旱脅迫降低細胞壁酸度,導致細胞壁鹼化,這與質膜h+-atpase的活性降低密切相關。抗旱性強的小麥品系hf9703的h+-atpase活性高於抗旱性弱的921842。
擴充套件蛋白活性是酸依賴性的,因而細胞壁的鹼化會導致擴充套件蛋白活性降低,對細胞的伸長生長不利。乾旱脅迫下提高外界環境的酸性促進了小麥胚芽鞘的生長,間接說明乾旱脅迫下胚芽鞘的生長抑制與細胞壁鹼化有關。 雖然乾旱脅迫誘導了擴充套件蛋白活性增加,提高了細胞壁的可塑性,減小了細胞的生長阻力,但是乾旱脅迫依然抑制了胚芽鞘的生長。
這種生長抑制可能是生長動力(膨壓)降低的結果。擴充套件蛋白活性的提高可以在一定程度上減輕乾旱脅迫對細胞伸長生長的抑制作用。 2乾旱脅迫下aba通過上調擴充套件蛋白表達提高擴充套件蛋白活性,從而提高小麥抗旱性 (1)外源aba處理抑制了小麥胚芽鞘細胞的伸長生長。
乾旱脅迫條件下,小麥胚芽鞘中aba含量增加,而且抗旱性強的hf9703小麥胚芽鞘中aba含量高於乾旱敏感型的921842。aba合成抑制劑flu緩解了乾旱脅迫對胚芽鞘細胞生長的抑制作用。說明aba參與調節乾旱脅迫對小麥胚芽鞘伸長生長的抑制。
(2)外源aba的應用抑制小麥胚芽鞘的伸長生長,在這一過程中,擴充套件蛋白活性增加,這與擴充套件蛋白對乾旱脅迫的響應相一致。而flu則抑制了乾旱脅迫對擴充套件蛋白活性的促進作用。免疫印跡分析證明,aba上調擴充套件蛋白表達,促進擴充套件蛋白積累,這可能是aba提高擴充套件蛋白活性的主要原因。
(3)aba處理引起質膜h+-atpase活性下降,導致小麥胚芽鞘細胞壁鹼化,這不利於擴充套件蛋白活性。乾旱脅迫下抗旱性強的hf9703小麥胚芽鞘中質膜h+-atp酶活性高於乾旱敏感型的921842,細胞壁鹼化程度弱於921842。細胞壁鹼化導致的擴充套件蛋白活性降低會加大細胞壁擴張阻力,這不利於細胞的伸長生長。
3外源iaa調節的細胞壁酸化有利於擴充套件蛋白活性提高和細胞的伸長生長 (1)離體處理條件下,外源iaa處理促進小麥胚芽鞘的生長,同時提高小麥胚芽鞘中擴充套件蛋白活性。檢測細胞壁酸鹼度和質膜h+-atp酶活性發現,iaa處理導致小麥胚芽鞘質膜h+-atp酶活性提高,同時促使細胞壁酸化程度增加。但是iaa處理對小麥胚芽鞘中擴充套件蛋白含量的影響不明顯。
說明iaa通過調節小麥細胞壁酸化,提高了擴充套件蛋白活性,進而促進了小麥細胞的伸長生長。 (2)然而,根施iaa對小麥胚芽鞘的伸長生長幾乎沒有影響;擴充套件蛋白活性和表達在根施iaa處理後都沒有明顯的變化,這可能與小麥根系對外源iaa吸收或者iaa的運輸不暢有關。根施iaa後小麥胚芽鞘中內源iaa含量變化分析結果也證明了這一推測。
(3)乾旱脅迫下,小麥胚芽鞘中iaa含量幾乎沒有變化;根施iaa也幾乎沒有影響乾旱脅迫對小麥胚芽鞘伸長生長的抑制作用。因而,iaa在小麥抗旱性適應過程中的作用還不清楚。 4不同家族擴充套件蛋白基因表達對乾旱脅迫以及植物激素iaa和aba的響應擴充套件蛋白由一個大的基因家族編碼。
本文選擇了小麥中6個不同家族的擴充套件蛋白基因,包括3個β-擴充套件蛋白家族基因taexpb23,taexpb1和taexpb2,3個-擴充套件蛋白家族基因taexpa1,taexpa2和taexpa3,半定量rt-pcr檢測基因表達對乾旱脅迫及植物激素的響應。結果表明,無論正常供水還是乾旱脅迫下,taexpa1和taexpa2基因在小麥胚芽鞘中均沒有表達,aba以及iaa處理也均未檢測到他們的表達,說明擴充套件蛋白表達具有位置效應。其它4個擴充套件蛋白基因的表達對乾旱和aba及iaa的響應不同。
taexpb23、taexpb1、taexpb2和taexpa3的表達均被幹旱脅迫誘導上調;iaa對其表達有輕微的上調,但不明顯;aba處理誘導taexpb23、taexpb2和taexpa3等3個基因的表達上調,而對taexpb1的表達基本沒有影響。這表明小麥胚芽鞘中擴充套件蛋白是一個多基因家族,每個成員表達模式不同,受不同因素的調控。有些擴充套件蛋白基因的表達對乾旱脅迫產生響應,且這種響應可能有aba的參與。
擴充套件蛋白基因表達對乾旱脅迫的反應與小麥品種的抗旱性有關。
2樓：匿名使用者
隨便寫，老師也會不會認為是錯的。
世界上有哪些研究植物的科學家,他們在研究植物的生長變化方面有那些重大的成
3樓：匿名使用者
2023年，英國科學家普利斯特利用實驗證明，綠色植物可以更新空氣。綠色植物中的葉綠體能夠利用光把二氧化碳和水轉化成養料，並釋，放出氧氣來。
科學家在植物生長變化有哪重大的成果
4樓：匿名使用者
1袁隆平（農學家、雜交水稻育種專家，中國研究雜交水稻的創始人，世界上成功利用水稻雜交優勢的第一人。他於2023年榮獲我國第一個國家特等發明獎，被國際上譽為「雜交水稻之父」。）2王應睞（生物化學家，2023年組織我國科學家首次合成具有全部生物活力的結晶牛胰島素，這是第一個在實驗室中用人工方法合成的蛋白質,實現了世界上首次人工合成蛋白質的壯舉。
）3李振聲（遺傳學家，中國小麥之父，擁有「小偃」系列研究成果，他的研究受到15個國家100多位中外專家的充分肯定，擴大了我國小麥遺傳育種研究在國際上的影響，也為植物細胞和染色體工程國家重點實驗室的建立奠定了基礎，被授予2023年度國家最高科技獎）
最近五年中國科學家在植物生理方面的研究有哪些重大進展？
5樓：環文墨
我一個科學啊就是靠研究，所以科學是這個人類進步的一個砝碼。
有哪些是研究昆蟲和植物的科學家
6樓：疲憊的男生
昆蟲學家最著名的是法布林，布豐，中國的吳福禎，陸寶麟，楊集昆，周堯，陳世驤，彩萬志，植物學家有名的很多，提出生物雙名法的林奈，施萊登，赫爾斯（又譯作黑爾斯），中國的吳徵鎰，陳邦傑，李正理，潘瑞熾等
7樓：吃啥子
昆蟲，達爾文。。。植物，羅蘭
基因工程在研究動植物物種起源方面有哪些成果？
科學家研究植物的情感有什麼科學意義
關於植物語言的研究有哪些,科學家們對植物語言有哪些研究？
1980年，美國科學家金斯勒和他的同事，在一個乾旱的峽谷裡通過遙感裝置監聽了植物生長時發出的電訊號。結果他發現當植物進行光合作用，將養分轉換成生長的原料時就會發出一種訊號。瞭解這種訊號是很重要的，因為只要把這些訊號譯出來，人類就能對農作物生長的每個階段瞭如指掌。金斯勒的研究成果公佈後，引起了許多科學...
科學家主要是根據什麼對植物進行分類的
根據植物的器官分類，如花 果實 種子等。根莖葉花果實和種子的形態結構 科學家主要是根據什麼來對植物分類的 科學家主要是根據植物的特徵對植物進行分類的。他們根據植物有沒有開花,把植物分成開花植物和不開花植物兩大類。在已經發現的40萬種植物中，開花植物約佔一半以上。不開花的植物中，蕨類 藻類 苔蘚類和開...
為什麼很多科學家不信馬克思主義，卻仍能研究出科研成果
馬復克思主義哲學第一次實現了 制唯物主義與辯證法的有機統一，實現了實踐基礎上的科學性和革命性的統一，實現了唯物辯證和自然觀與歷史觀的統一。馬克思主義哲學是科學的科學，是基於三大發現和德國費爾巴哈唯物主義與黑格爾的辯證法總結實踐出的科學的哲學，它包含了現有唯物主義的精華和正確理論，外國的科學家可以不信...