郭巖、朱健康等多位專家聯合撰寫「植物逆境反應」英文長篇綜述

2020-12-06 騰訊網

近日,SCIENCE CHINA Life Sciences(《中國科學:生命科學》英文版) 在線出版了題為「Plant abiotic stress response and nutrient use efficiency」的長篇綜述。該綜述由中國農業大學郭巖教授和中科院上海植物逆境生物學研究中心朱健康研究員牽頭組織,邀請中國農業大學鞏志忠教授、楊淑華教授,香港浸會大學熊禮明教授,德克薩斯理工大學的施華中副教授、Luis R. Herrera-Estrella教授,南京農業大學徐國華教授,中科院分子植物科學卓越創新中心(植物生理生態研究所)晁代印研究員等專家共同撰寫完成。

綜述全文40頁,3萬7千餘字,全面系統地總結了植物對逆境(包括乾旱、鹽脅迫、溫度脅迫、重金屬脅迫等)的感知與信號轉導的分子機制,以及植物在複雜的環境中利用養分的策略

文章開篇總結了最近幾年在植物感知逆境信號領域的研究成果,並指出相比信號轉導下遊調控的分子機制,植物如何感知逆境信號依然是逆境信號研究的滯後環節。隨後,文章分別從乾旱、鹽、溫度、重金屬和養分利用五個方面展開論述,系統總結了植物響應上述逆境脅迫過程中信號轉導的分子機制、以及下遊調控的分子機制,具體包括:逆境響應基因激活的分子機制、細胞內離子平衡的分子機制、逆境下植物生長發育調節的分子機制等(詳見下圖模型)。

圖1 植物通過ABA信號通路響應乾旱脅迫。上圖:植物細胞ABA代謝與運輸過程;下圖:植物通過ABA的信號通路系統調控乾旱脅迫相關基因轉錄和氣孔運動。

圖2 植物感知、響應鹽脅迫的信號轉導途徑及植物維持細胞內離子平衡的調控網絡

圖3 植物響應溫度逆境(上圖:冷脅迫;下圖:高溫脅迫)的信號轉導途徑及調控網絡。

圖4 植物體內去除重金屬的排毒系統

該綜述不僅闡明了植物響應逆境及養分利用效率研究中的最新進展,並且在每部分主題下均列出了具體研究方向亟待解決的重要科學問題(其中部分內容請見以下),對年輕學者儘快了解本領域及領域中有價值的研究方向具有積極的指導意義。

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