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植物非生物胁迫的研究进展
作者：于新海李周红昕来源：《农业与技术》2016年第09期
摘要：植物生长的自然环境是由一系列复杂的生物胁迫和非生物胁迫构成。且植物对这些胁迫的反应同样复杂，其中干旱、水淹、冷、高盐等非生物胁迫对植物的危害尤为严重。文章对国内外近年来植物非生物胁迫响应机制、转录因子在非生物胁迫过程中的作用和基因工程对培育具有非生物胁迫耐受性作物的应用进行讨论。
关键词：非生物胁迫；转录因子；基因工程
中图分类号：Q789文献标识码：ADOI：1011974
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在植物生长过程中会受到各种各样的非生物胁迫或生物胁迫，其中非生物胁迫包括盐碱胁迫、干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫等等因素。为了适应在各种不同胁迫条件下的生存环境，植物进化出了响应不同胁迫信号刺激的调控途径。当植物受到这些胁迫条件胁迫后，将会激活植物体内响应该胁迫的调控途径，使植物能够抵抗该胁迫，从而生存下去。因此，研究植物的耐非生物胁迫可以帮助科学家们了解植物是如何抵御外界环境胁迫及通过哪些关键途径来进行调节。目前，随着全测序成本的降低，已经完成了拟南芥（Arabidopsisthalia
aL）、玉米（ZeamaysL）、大豆（Giyci
eMaxL）、水稻（OryzasativaL）、苹果（Malusdomestica）等许多物种的全基因组测序1。结合全基因组测序结果、差异转录组分析结果和大量基因的功能分析，发现转录因子在这一过程中起着重要作用，其中转录因子包括MYB和AP2ERF等家族。当植物受到生物或非生物胁迫刺激后，会激活脱落酸、乙烯等信号途径，从而激活转录因子的表达，再通过转录因子结构域内的反式作用元件特异性结合到下游靶基因启动子区域的顺式作用元件上，来激活或者抑制下游功能基因的表达来完成调节作用。这一过程中，最终需要通过基因来行使功能，因此本文重点讨论植物非生物胁迫反应中主要的可能机制。
1植物非生物胁迫响应机制
植物响应非生物胁迫是动态的、复杂的，即是可逆过程又是不可逆的。同时，植物对胁迫的应答依赖于组织或器官胁迫的感应。例如，根部胁迫的转录反应存在组织特异性或细胞特异性，且有很大的不同，这取决于所涉及的胁迫。此外，在复杂的响应过程中，胁迫程度和胁迫时间（瞬时或者长时）的不同具有显著不同效果。植物对非生物胁迫的分子反应涉及多个分子途径的相互作用和串扰。其最早的一个非生物胁迫调控途径涉及活性氧（reactiveoxyge
species，ROS）和活性氮（reactive
itroge
species，RNS），其功能r