摘要 （297）      PDF （2077KB）（238）    可视化    Warming threatens the economic and environmental sustainability of wine production. Through a comprehensive “omic” analysis, we show that high temperature strongly impaired Cabernet Sauvignon berry metabolism. We provide a list of potential key proteins of heat stress response that can be considered as biological markers for developing optimal breeding strategies. ">英文版    收藏

Climate change scenarios predict an increase in mean air temperatures and in the frequency, intensity, and length of extreme temperature events in many wine‐growing regions worldwide. Because elevated temperature has detrimental effects on berry growth and composition, it threatens the economic and environmental sustainability of wine production. Using Cabernet Sauvignon fruit‐bearing cuttings, we investigated the effects of high temperature (HT) on grapevine berries through a label‐free shotgun proteomic analysis coupled to a complementary metabolomic study. Among the 2,279 proteins identified, 592 differentially abundant proteins were found in berries exposed to HT. The gene ontology categories “stress,” “protein,” “secondary metabolism,” and “cell wall” were predominantly altered under HT. High temperatures strongly impaired carbohydrate and energy metabolism, and the effects depended on the stage of development and duration of treatment. Transcript amounts correlated poorly with protein expression levels in HT berries, highlighting the value of proteomic studies in the context of heat stress. Furthermore, this work reveals that HT alters key proteins driving berry development and ripening. Finally, we provide a list of differentially abundant proteins that can be considered as potential markers for developing or selecting grape varieties that are better adapted to warmer climates or extreme heat waves.

摘要 （1135）   HTML （42）    PDF （3888KB）（1775）    可视化    收藏

CRISPR/Cas9技术是利用RNA靶向引导Cas9核酸酶对基因组中的目标基因进行编辑的生物技术。近年来, 该技术的多种新型基因编辑器更新迅猛, 编辑效果愈加精细和高效, 在作物定向分子设计育种中展现出巨大的应用前景。该文对CRISPR/Cas9及其相关编辑器的技术原理、编辑效果和应用情况进行综述, 并探讨了该技术在应用中面临的问题、应对措施和发展前景, 旨在为相关领域的科研工作者提供参考。

摘要 （7540）   HTML （326）    PDF （3878KB）（6876）    可视化    收藏

蛋白互作在细胞生命活动中发挥关键作用, 在不同时空层面上参与多种细胞学过程, 因此研究蛋白互作对理解分子调控网络至关重要。通常情况下, 利用酵母双杂交系统筛选植物蛋白互作必须通过体外和体内系统进行验证。Pull-down和Co-IP是验证植物蛋白互作的常用技术。Pull-down被广泛用于体外验证蛋白间的直接互作; 而在植物活体内, 利用本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达蛋白, 继而通过Co-IP进行鉴定是目前验证蛋白互作最简单且最有效的方法之一。该文对GST Pull-down和烟草瞬时表达系统中Co-IP技术原理及实验方案进行详细描述, 以期为验证植物蛋白互作提供参考。

摘要 （2322）   HTML （41）    PDF （655KB）（3171）    可视化    收藏

花青素是种子植物呈色的重要色素, 由一系列结构基因编码的酶(CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'5'H、DFR、ANS和3GT)催化而成, 随后经过各种修饰被转运至液泡等部位储存。各类器官中差异表达的MYB、bHLH和WDR三种调控因子通过形成MBW复合体直接正调控以上结构基因的表达。这个过程涉及的基因变异常会导致植物的各种颜色变异。在生活中人们广泛利用这些变异品种, 取其丰富色味。造成颜色变异的具体分子机制在很多情况下还不清楚, 但日益积累的个例研究为其中的规律性提供了基础数据。该文概述了花青素的合成、转运过程及其转录调控机制, 探讨了研究颜色变异品种的常用思路及方法。在总结近年工作的基础上, 对生活中常见蔬菜、水果和花卉的颜色变异品种的分子机制进行了综述。

摘要 （1189）   HTML （42）    PDF （1141KB）（2424）    可视化    收藏

根系分泌物在植物根系-土壤-微生物互作过程及其生态反馈机制中发挥重要作用。在植物根际复杂网络互作过程中, 根系分泌物被认为是“根际对话”的媒介, 其在调控植物适应微生境、缓解根际养分竞争及构建根际微生物群落结构方面意义重大。该文结合国内外该领域主要研究成果, 综述了根系分泌物对植物生长、土壤微生物特性及土壤养分循环的影响, 并展望了未来根系分泌物的研究方向。

摘要 （2593）   HTML （35）    PDF （430KB）（4069）    可视化    收藏

Arnon法是叶绿素提取和测定最经典、最常用的方法, 此法虽经多次改进, 但仍存在着检测波长误差大、计算公式有误、提取速度慢、测定结果不够准确以及操作步骤繁琐等缺陷。该文提出了二甲基亚砜(DMSO)高温提取、80%丙酮稀释的两步快速浸提法, 使叶绿素提取和测定过程缩短至3小时以内。通过对提取温度、提取时间、稀释比例及吸收光谱等进行系统分析, 筛选出了叶绿素的最佳提取条件和叶绿素含量的准确计算公式, 并用多种类型的植物材料验证了改进后的提取方法, 证明该方法具优越性和可靠性。具体测定方法是将植物材料切成1 mm宽的细丝或细段, 取50-100 mg材料于10 mL具塞试管中; 加入2 mL DMSO, 使植物材料浸没其中, 65°C高温避光提取至植物材料变白或透明; 冷却后加入8 mL 80%丙酮, 混匀, 测定663.6和646.6 nm处的吸光度。用公式计算叶绿素浓度: C_a (mg∙L^-1)=12.27A_663.6-2.52A_646.6; C_b (mg∙L^-1)=20.10A_646.6-4.92A_663.6; C_T (mg∙L^-1)=C_a+C_b=7.35A_663.6+17.58A_646.6。

摘要 （3478）   HTML （43）    PDF （509KB）（2435）    可视化    收藏

孢子囊是蕨类植物的繁殖器官, 其形态在蕨类植物的分类和系统发育研究上具有重要意义。用次氯酸钠溶液处理新鲜成熟的孢子囊, 在光学显微镜下获得清晰的孢子囊图像, 系统研究了中国鳞始蕨科4属13种孢子囊的形态特征。结果表明, 鳞始蕨科孢子囊呈椭球形, 孢子囊柄由3列细胞构成, 环带类型为垂直环带。通过分析孢子囊形态数据探讨了中国鳞始蕨科属内及属间差异。结果表明, 乌蕨属(Odontosoria)、香鳞始蕨属(Osmolindsaea)、达边蕨属(Tapeinidium)和鳞始蕨属(Lindsaea)的孢子囊环带细胞数依次减少, 囊蒴体积、唇细胞数和囊壁细胞数的变化由大(多)到小(少)依次为乌蕨属、达边蕨属、香鳞始蕨属和鳞始蕨属。孢子囊属内差异最大的是阔片乌蕨(Odontosoria biflora)与乌蕨(O. chinensis)以及香鳞始蕨(Osmolindsaea odorata)与日本鳞始蕨(O. japonica); 而达边蕨属和鳞始蕨属的属内差异则很小。研究结果为揭示鳞始蕨科系统发育关系提供了形态基础, 特别是提出阔片乌蕨和乌蕨以及香鳞始蕨和日本鳞始蕨在孢子囊形态上的差异值得进一步研究。

摘要 （1784）   HTML （68）    PDF （2108KB）（2928）    可视化    收藏

细胞自噬是一类依赖于溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。在动物细胞中, 靶物质通过自噬体包裹被运送到溶酶体中,由特定的水解酶降解; 而植物和酵母细胞中该过程在液泡内进行。近年来, 在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到多个关键ATG基因, 它们对植物细胞自噬体的形成及自噬调控起到关键作用。该文全面综述了植物细胞自噬的调控及其在植物逆境胁迫中的生理功能。

摘要 （1924）   HTML （66）    PDF （1076KB）（2472）    可视化    收藏

低温、干旱、高盐和缺氧等多种不良环境影响植物的生长发育, 植物通过长期进化形成复杂的调节机制来适应这些不利条件。AP2/ERF是植物特有的转录因子, 在各种胁迫响应过程中发挥关键调控作用。近年来, 越来越多的研究表明, 植物激素介导的信号级联通路与逆境胁迫响应关系密切, AP2/ERF转录因子可与激素信号转导协同形成交叉调控网络。许多AP2/ERF转录因子通过响应植物激素脱落酸和乙烯, 激活依赖或不依赖于脱落酸和乙烯的胁迫响应基因的表达。此外, AP2/ERF转录因子参与赤霉素、细胞分裂素和油菜素内酯介导的生长发育和胁迫应答。该文简要综述了AP2/ERF转录因子的结构特征、转录调控、翻译后修饰、结合位点、协同互作蛋白及其参与调控依赖或不依赖激素信号转导途径的非生物胁迫响应研究进展, 为解析不同AP2/ERF转录因子在调控激素和胁迫响应网络中的作用提供理论依据。