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2026年, 第62卷,第7期  刊出日期:2026-07-20
    综述
  • 王仕厅, 杨赵平, 玛青, 祁哲晨
    植物生理学报. 2026, 62(7): 687-697. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.300390

    花序作为被子植物的关键繁殖结构,其形态多样性直接影响传粉效率与生殖适合度。花序的进化历程总体呈现由疏松向紧凑的转变趋势。花序形态建成的发育基础是分生组织的属性级联转化,该过程由干细胞调控基因(如WUSCHEL–CLAVATA通路)与分生组织特性决定基因(如TFL1、LFY、AP1)共同构成的分子网络精细调控,决定了各级分生组织的命运转换与时空秩序。生长素和细胞分裂素等植物激素通过建立浓度梯度并介导信号转导,与环境因子协同调控花序发育进程和整体形态建成。被子植物花序形态的多样性在很大程度上是由发育调控基因通过表达水平、时空模式、蛋白功能及其相互作用的演化所共同塑造的。该机制不仅有助于深化对植物形态建成可塑性及其适应性进化的理解,也为作物花序性状的遗传改良提供了重要理论依据。

  • 综述
  • 张舒宁, 易小茹, 邹美燕, 林德书, 廖家凯
    植物生理学报. 2026, 62(7): 698-704. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.300414

    植物叶片表皮特化而成的铺板细胞通过极性生长形成复杂的相互嵌合拼图状结构。这类细胞形态建成调控主要以Rho-related GTPases of plants(ROP)信号为核心,交织着激素、细胞骨架重排和机械应力响应等信号机制网络。本综述系统阐述了油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)与生长素协同PLECKSTRIN HOMOLOGY GTPase-ACTIVATING Proteins(PHGAPs)-ROP信号调控铺板细胞形态建成的机制,并重点解析BR信号通过PHGAPs负调控ROP2活性的分子机制。通过PHGAPs这一关键节点,完善了铺板细胞形态建成的多信号通路协调控制模型,也为深入解析PHGAPs-ROP与各信号通路交叉对话机制及与机械力信号感知机制提供了理论基础。

  • 综述
  • 陈秀蕾, 石雅琦, 姜霁珊
    植物生理学报. 2026, 62(7): 705-714. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.300379

    植物伪应答调节因子(pseudo-response regulators,PRRs)是植物生物钟核心振荡器的关键组分,在调节昼夜节律、光周期诱导的开花和非生物胁迫响应等生理过程中发挥核心作用。本文系统梳理了PRRs基因家族的结构特征与进化规律,重点综述了其在调控植物生长发育和非生物胁迫响应中的功能,旨在为深入解析PRRs基因家族的生物学功能及作用机制奠定基础,为未来植物农艺性状的改良提供理论支撑。

  • 综述
  • 杨政坤, 王诗琦, 周承泽, 单言武, 樊鹰翔, 张健, 陈艳红
    植物生理学报. 2026, 62(7): 715-730. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.300394

    气候变暖和极端天气引起的海平面上升、干旱等自然灾害,使木本植物(woody plants)面临着水分和盐分复合胁迫(combined stress)的严峻挑战。尽管在植物响应单一逆境胁迫方面已取得许多突破性进展,但对多种胁迫相叠加引起的复合胁迫的研究,尤其是对木本植物的研究仍相对较少。本文重点从淹水和盐复合胁迫、干旱和盐复合胁迫两方面综述了木本植物在生长、生理和分子层面的响应机制和适应策略。研究发现,木本植物在复合胁迫下主要表现为协同效应(synergy effect),其中红树林(mangrove)作为潮间带分布的湿地木本植物群落表现出独特的耐盐和淹水胁迫能力,而木本植物对干旱和盐胁迫的响应多集中于对两种单一胁迫的研究。此外,我们还讨论了木本植物响应复合胁迫的异同点、研究不足和未来的研究方向,有望为生态修复和抗逆林木分子育种提供理论依据。

  • 研究报告
  • 余莹莹, 张燿鑫, 冯旗, 刘佳慧, 吕丹凤, 韩斌
    植物生理学报. 2026, 62(7): 731-744. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.101472

    水稻茎秆的机械强度对其生长发育具有重要作用,与倒伏性直接相关,脆茎突变体是研究茎秆强度遗传调控机理的良好材料。从籼稻‘广陆矮4号’(GLA4)的T-DNA插入株系中筛选到一个脆茎突变体,命名为ebc(extreme brittle culm)。通过TAIL-PCR、MutMap+方法定位相应脆茎基因,并通过转录组测序和qRT-PCR技术对该基因进行鉴定和表达模式分析。结果表明:与野生型相比,ebc植株各器官均呈现脆性,茎秆次生壁结构与成分异常,但主要农艺性状与野生型无显著差异;遗传分析显示,该脆茎表型由一对隐性单基因控制,TAIL-PCR显示T-DNA插入位于基因间,与突变表型无关。基于MutMap+,将候选基因定位到BC1(BRITTLE CULM 1),其第三个外显子427位密码子单核苷酸(G)缺失(CGG→CG),导致包含GPI修饰位点在内的C端结构域被破坏。qRT-PCR显示,BC1在ebc茎和叶中表达量显著降低;将含自身启动子的BC1基因组片段转入突变体后,表型恢复正常,证实ebc是BC1的一个新等位突变;转录组结果显示,差异表达基因主要参与跨膜运输、碳水化合物代谢等生物过程,并显著关联于质膜等细胞结构,富集于次生代谢物生物合成及苯丙烷生物合成等通路;qRT-PCR结果显示,在苯丙烷代谢通路中,多个参与木质素合成的关键酶基因表达量在ebc中显著变化,且与转录组趋势一致。综上所述,本研究中鉴定的脆茎突变体ebc为BC1的新等位突变,BC1可能通过反馈调控苯丙烷代谢通路,参与细胞壁成分协同组装,这为深入解析其分子机制提供了新依据。

  • 研究报告
  • 胡双玲, 陈清华, 梁金波, 向俊, 陈芳, 罗鸿, 康绍玲
    植物生理学报. 2026, 62(7): 745-757. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.101526

    ‘奶白茶’是一种天然白化突变茶树品种,其幼嫩芽叶在春季呈奶白色,夏季则变为黄绿色或绿色,然而其叶色转变机理尚不明确。本研究以‘奶白茶’一芽一叶为材料,分别于白色期、转色期和绿色期取样,测定叶绿素含量、儿茶素组分及游离氨基酸组分,并开展蛋白质组学测序分析。结果表明,随着叶色由白转绿,叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均显著上升;游离氨基酸总量与茶氨酸含量则呈下降趋势;儿茶素总量、酯型儿茶素与非酯型儿茶素在转色过程中持续积累,并在绿叶期达到最高。蛋白质组学分析共鉴定到594个差异表达蛋白,其中有30个共同差异蛋白。GO注释分析显示,差异表达蛋白主要注释于细胞过程、代谢过程和细胞解剖实体,KEGG富集分析发现,差异蛋白主要富集在光合作用、光合作用-天线蛋白和碳代谢通路。通过生物信息学筛选确定的LHC蛋白(参与质体蓝素电子传递的跨膜蛋白)和PsaF亚基(类囊体结构与光合作用的关键组分),共同揭示了‘奶白茶’在白化阶段光合作用系统存在捕获光能、电子传递及类囊体组装缺陷,这两个蛋白恢复表达是叶片重建光合功能、转色复绿的关键。研究结果为解析‘奶白茶’叶色转变与风味物质形成的机制提供了理论基础。

  • 研究报告
  • 胡启琰, 程灿, 张建明, 周继华, 牛付安, 孙滨, 张安鹏, 代雨婷, 谢开珍, 邱越, 丁晓瑞, 李红玉, 冯智尊, 曹黎明, 赵志鹏, 储黄伟
    植物生理学报. 2026, 62(7): 758-768. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.100962

    OsSCYL2基因是水稻中SCY1-LIKE基因家族的一个成员,其编码的蛋白定位于网格蛋白包被的囊泡上,与网格蛋白重链CHC1(Clathrin Heavy Chain 1)存在互作。本研究以OsSCYL2基因突变体scyl2-1和scyl2-2为材料,分析其对干旱胁迫的耐受性。结果表明与野生型‘秀水134’相比,scyl2突变体叶片表面气孔的关闭程度较高,离体叶片的失水率相对较低,并且在干旱胁迫条件下,突变体叶片具有较高的含水量,scyl2突变体的耐旱性显著高于野生型。scyl2突变体对ABA处理的响应与野生型相比没有明显的差异,并且突变体中内源ABA的含量与野生型相比显著减少,说明突变体耐旱性增强不依赖ABA信号。scyl2突变体叶片中H2O2的含量增加,尤其是气孔保卫细胞中H2O2的含量较高。突变体中活性氧清除系统并没有出现异常缺陷,相反多个编码NADPH氧化酶的Osrboh基因表达量上升,说明OsSCYL2基因介导的信号途径通过负调控Osrboh基因的表达来调控水稻的干旱胁迫响应。这些研究结果为水稻应对干旱胁迫的分子调控机制提供了新的信息。

  • 研究报告
  • 桂明明, 黄志华, 于武华, 吴晴阳, 郭三保, 宋美玲, 陈春香, 黄胜和
    植物生理学报. 2026, 62(7): 769-780. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.101409

    肉桂酸-4-羟化酶(cinnamic acid 4-hydroxylase,C4H)是苯丙烷代谢途径的关键酶之一,在植物次生代谢物生物合成过程中发挥着重要作用,但C4H在斑地锦(Euphorbia maculata)中的功能尚未完全阐明。本研究通过转录组数据和基因组数据库分析,克隆斑地锦C4H2基因的开放阅读框(ORF)及其启动子序列,对EmC4H2蛋白进行生物信息学分析,并进行三维结构与底物分子对接研究。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测EmC4H2基因在斑地锦不同发育阶段不同组织中的表达模式;大肠杆菌诱导重组表达EmC4H2蛋白,体外检测酶活性。结果表明,EmC4H2基因ORF及其启动子序列长度分别为1 518 bp、1 696 bp;EmC4H2蛋白包含505个氨基酸,亚细胞定位于细胞质中,含有细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)家族保守的结构域,与同属植物续随子(Euphorbia lathyris)C4H相似性最高,为91.29%。分子对接显示,EmC4H2与底物反式肉桂酸亲和力高,结合能量(ΔG)为−5.98 kcal·mol−1。EmC4H2表达模式具有时空特异性,表达的重组蛋白分子质量75 kDa左右,具有体外催化反式肉桂酸生成4-香豆酸的活性,酶活性为327 U·g−1。此结果为进一步探索斑地锦C4H蛋白的功能提供参考,也为分子生物学技术研究斑地锦次生代谢物生物合成奠定了基础。

  • 研究报告
  • 张潞娜, 蔡杨, 申慧敏, 杨致荣, 王兴春
    植物生理学报. 2026, 62(7): 781-793. doi: 10.13592/j.cnki.ppj.101469

    谷子(Setaria italica)是典型的短日照植物,光周期敏感性严重制约其区域适应性。为解析其光周期响应机制,本研究以‘晋谷21号’为材料,在长日照(LD)和短日照(SD)条件下分别于幼苗期(21 d)和孕穗期(45 d)进行叶片转录组分析。SD21/LD21与SD45/LD45分别鉴定到3 771和4 514个差异表达基因(DEGs),其中1 291个为共同差异基因。KEGG与GO分析显示差异基因显著富集于光周期、卟啉代谢、次级代谢物合成等通路。SD条件下成花素基因SiFTa、SiFTL9及开花促进因子SiEhd1等表达上调;LD条件下开花抑制因子SiGhd7、生物钟基因SiPRR37以及多个SiCOL基因表达量显著升高。其中,SiMADS14、SiFTa、SiGhd7、SiPCL1、SiFTL9、SiCOL9、SiHd1和SiFPFL4等8个抽穗期关键调控基因在两个时期均差异表达,可能是光周期响应的核心调控组分。本研究为阐明谷子光周期分子机制及培育广适性品种提供了理论依据。