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矿质营养调控植物开花时间的分子机制研究进展
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作者 晁可欣 王梓桐 +3 位作者 王一帆 戴森焕 谭诗美 曾后清 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第5期1006-1016,共11页
开花是高等植物产生种子、实现繁衍的必经过程,其开花时间受光周期、温度、植株年龄、激素以及营养等因素调控。深入探究养分在植物开花过程中的作用机制和调控途径,挖掘其中的关键因子,有助于借助基因工程或分子育种手段,提高作物的养... 开花是高等植物产生种子、实现繁衍的必经过程,其开花时间受光周期、温度、植株年龄、激素以及营养等因素调控。深入探究养分在植物开花过程中的作用机制和调控途径,挖掘其中的关键因子,有助于借助基因工程或分子育种手段,提高作物的养分利用效率、调控作物开花时间,进而提高作物产量。近年来,氮、磷、钾、硫、铁、锌、铜等营养元素在植物开花中的作用与分子机制研究取得了一些重要进展。业已证明,植物在低氮或高氮条件下开花时间通常会延迟。硝酸盐、铵盐和谷氨酰胺等形态氮素通过不同途径调控植物开花,其中硝酸盐调控开花的分子机制涉及转录水平、转录后水平、蛋白磷酸化修饰等多层面调控,其与光周期、赤霉素、植株年龄等开花调控途径均存在关联。铵盐和谷氨酰胺可通过促进转录因子Nhd1的表达,进而激活下游开花基因Hd3a的表达,来调节水稻开花时间。PHO1介导磷酸盐从根系向地上部转运,在植物开花转变中发挥关键作用。低磷延缓植物开花,而高磷则促进开花。低磷对开花的抑制与茉莉酸信号有关,也可能受到光周期、温度、植株年龄等因素的影响。植物的钾素水平影响蔗糖和成花素FT的移动,进而提早或者延迟开花时间。缺铁延迟开花与bHLH38/100/101转录因子对CO的抑制有关。缺铜延迟植物开花可能与体内miR172和FT的表达量降低有关。锌缺乏会使植物开花延迟,高浓度锌可以促进植物开花,但具体机制仍不清楚。氮、磷、钾、铁等养分与调节植物生长与开花的信号物质,如生长素、赤霉素、茉莉酸、油菜素内酯、独脚金内酯、一氧化氮、蔗糖等存在密切联系,这些信号物质在矿质营养调节开花中的作用与机理值得进一步解析。此外,由于土壤中经常存在多种养分胁迫,不同养分之间存在相互作用,而养分互作又如何影响开花时间仍不清楚。土壤养分胁迫还经常与其他环境胁迫共同发生,多重养分胁迫以及养分与环境因子组合胁迫下植物开花的分子机制,也是需要关注的一个研究领域。 展开更多
关键词 氮磷钾 微量元素 开花时间 调控途径 转录因子 基因表达
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细胞膜H^(+)-ATP酶在植物矿质营养中的作用 被引量:2
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作者 戴森焕 吴海诚 +3 位作者 张茂星 丁明 朱毅勇 曾后清 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2118-2129,共12页
细胞膜H^(+)-ATP酶是植物体内一类重要的质子泵,也是一种极其关键的转运蛋白,在植物各种生命活动中具有重要的功能。本文综述了细胞膜H^(+)-ATP酶的活性调控机制,及其在植物根系吸收与利用矿质营养中的生理作用。细胞膜H^(+)-ATP酶通过... 细胞膜H^(+)-ATP酶是植物体内一类重要的质子泵,也是一种极其关键的转运蛋白,在植物各种生命活动中具有重要的功能。本文综述了细胞膜H^(+)-ATP酶的活性调控机制,及其在植物根系吸收与利用矿质营养中的生理作用。细胞膜H^(+)-ATP酶通过消耗ATP将细胞质中的H^(+)排出,为养分离子的跨膜转运,以及有机酸和生物硝化抑制剂等物质的分泌提供细胞膜电位和质子驱动力。在缺磷、缺铁和铝毒等营养逆境下,细胞膜H+-ATP酶在受诱导后通过分泌H^(+)使根际酸化,从而提高磷和铁的有效性,还通过促进有机酸分泌来活化土壤中的矿物态磷,并且可以降低铝离子的毒害。此外,细胞膜H^(+)-ATP酶还参与调节植物根系的生长以及植物与丛枝菌根真菌的共生。通过遗传途径调节细胞膜H^(+)-ATP酶及其上游调节因子,如蛋白激酶和磷酸酶等基因的表达,以及对细胞膜H^(+)-ATP酶的特定氨基酸位点进行突变,可以改良作物细胞膜H^(+)-ATP酶的活性。这是一种提高作物养分利用效率、增强作物抵抗营养逆境的有效策略。 展开更多
关键词 细胞膜H^(+)-ATP酶 矿质元素 养分吸收 养分胁迫 有机酸分泌
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