活性氧参与调控植物生长发育和胁迫应激响应机理的研究进展
2021-06-28祁伟亮孙万仓
干旱地区农业研究 2021年3期
祁伟亮,孙万仓,马 骊
(1.甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州 730070; 2.甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃 兰州 730070;3.甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃 兰州 730070;4.甘肃省油菜工程技术研究中心,甘肃 兰州 730070;5. 成都师范学院化学与生命科学学院,特色园艺生物资源开发与利用四川省高校重点实验室,四川 成都 611130)
在全球气候变暖的背景下,我国局部地区极易发生大面积、持久性或短时间内的极端天气和气候事件(霜冻、冷害和干旱等),对作物(油菜、小麦、玉米等)的生长发育、产量和品质造成了严重影响[1]。但植物在漫长的进化过程中形成了一系列复杂且巧妙的机制来感知外部环境变化,从而激活相应的防御机制来适应环境选择,这即是达尔文的“物竞天择,适者生存”法则。当植物受到胁迫时,植物通过细胞膜上特定的分子感知外部环境变化,并发出“警报”信号。随后这些“警报”信号传递到细胞内部,最终到达细胞核,调节植物抗逆基因表达。但迄今为止,这种“警报”信息是什么,又是如何在细胞内传递尚不完全清楚。为此,当前的研究也迫切需要了解植物适应不利环境的分子响应机制,并通过分子育种提高作物的抗逆性和产量,有效缓解我国的粮食供给问题[2]。Gill和Tuteja[3]报道,胁迫诱导作物体内产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS),过量的ROS打破细胞内氧化平衡关系,对细胞有很强的毒害作用。但随着对ROS的深入研究,人们发现适量的ROS对植物生长代谢也是有利的,还能作为关键信号分子激活第二信使、转录因子和改变酶活性来调控植物的生长发育[4],以及调控自身的胁迫响应和防御系统。……
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