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为阐明植物蜡质合成/转运的分子机制及调控网络,依据PubMed,Web of Science和中国知网数据库,以“表皮蜡质”和“植物”的中英文为关键词,检索了1974—2022年发表的相关文献125篇,通过整理和归纳,分析以玉米为代表的植物蜡质代谢相关合成,转运及调控网络。结果表明:植物蜡质成分复杂,一般由超长链脂肪酸、烷烃、醛、醇、酮以及萜类和一些小分子次级代谢物组成。且不同植物及同一种植物不同器官蜡质含量及成分均不同。模式植物拟南芥中表皮蜡质合成、运输及调控机理研究相对清楚,植物蜡质前体物质超长链脂肪酸(very long chain fatty acids,VLCFAs)在脂肪酰-CoA延长酶等多酶体系催化下合成,包括β-酮脂酰-CoA合酶、β-酮脂酰-CoA还原酶、β-羟脂酰-CoA脱水酶和反式烯脂酰-CoA还原酶组成,合成后的VLCFAs通过脱羰基与酰基还原作用进入角质层蜡质合成途径,形成各种蜡质组分。单子叶植物蜡质合成及排列方式与双子叶植物有很多相似之处,也有一定差异,如,拟南芥中ABCG32编码的脂质转运蛋白参与莲座叶角质层蜡质的形成,而玉米GLOSSY13、大麦的HvABCG31和水稻的OsABCG31主要是在幼叶表皮蜡质转运过程起作用。目前,玉米中发现的蜡质突变体超过了30多个,相关基因还有待挖掘。 相似文献
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《新疆农业科学》2017,(1)
【目的】研究大麦叶片表皮蜡质组分及含量与植株抗旱性的关系。【方法】以2个抗旱性品种和2个弱抗旱性品种为材料,测定分析干旱胁迫下大麦灌浆期旗叶及旗叶鞘表皮蜡质组分及含量、光合作用生理参数变化及两类指标之间的相关性。【结果】大麦叶片表皮蜡质主要由烷烃类、醇类、酸类、醛类、酮类、酯类及其他一些未知组分组成;干旱胁迫促进大麦叶片醇类、酮类、酯类等物质含量的增加,导致叶片表皮蜡质总含量显著增加,且抗旱性品种比弱抗旱性品种表皮蜡质总含量增加的更多;干旱胁迫后,各主要光合作用生理参数降低;大麦植株的叶片净光合速率与烷烃类物质含量呈显著负相关,与醇类物质呈显著正相关;蜡质总含量、醇类含量与气孔导度显著负相关;蜡质的主要成分(烷烃和醇类物质)明显促进植株光合作用。【结论】在干旱条件下,大麦植株通过大量合成酮类、醇类、酯类等物质而使表皮蜡质总量显著增加,提高大麦植株的光合特性,从而增强植株抗旱性。 相似文献
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以4个抗旱性不同的大麦品种为材料,用PEG-6000模拟水分胁迫,分析胁迫6 d后大麦叶片表皮蜡质的沉积与抗氧化酶活性和MDA含量的变化,以探讨水分胁迫下抗旱性不同大麦品种的膜脂过氧化与表皮蜡质合成的关系。结果表明,水分胁迫后大麦幼苗叶片的表皮蜡质含量与未处理植株呈极显著差异,且干旱敏感品种表皮蜡质总体增加的百分率高于抗旱性品种,表明叶片表皮蜡质的变化是植物响应外界环境变化而进行自我调节的一种机制,表皮蜡质含量的增加能够对植物进行更好的保护;胁迫6 d后,干旱敏感大麦品种贝赖勒斯和垦啤6号的SOD、POD、CAT活性和膜脂过氧化产物MDA含量总体都比抗旱性品种的略高,说明抗旱品种存在其他膜保护性物质,在6 d水分胁迫期间对膜的保护发挥了重要作用;表皮蜡质沉积和膜脂过氧化不存在显著的线性相关关系(r=0.691,P=0.058),可能是膜脂过氧化的中间产物参与了表皮蜡质合成的调节。 相似文献
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为了了解水分胁迫对植物表皮蜡质含量的影响及叶片表皮蜡质含量与植株抗旱性的关系,采用裂区设计研究抗旱能力不同的4个大麦品种从植株挑旗期到成熟期的旗叶及旗叶鞘表皮蜡质含量的变化趋势,探讨大麦叶片的表皮蜡质含量与抗旱能力的关系及机理。结果表明,干旱胁迫下大麦叶片表皮蜡质含量增加,随着植株生长发育及干旱胁迫程度的增加,其变化趋势表现为先上升后下降。抗旱能力不同的大麦品种表皮蜡质含量变化趋势相似,然而,抗旱品种的叶片表皮蜡质含量的变化强度较弱抗旱性品种的大。干旱胁迫初期,抗旱品种表皮蜡质变化明显,推测叶片表皮蜡质含量迅速增加可能是植物响应外界不良环境自我调节的表现之一。 相似文献
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低温胁迫下拟南芥表皮蜡质的响应机制 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】低温是影响作物产量和品质的主要环境因素之一,而表皮蜡质是植物抵御外界胁迫的第一层保护性屏障。研究低温胁迫对拟南芥表皮蜡质组分含量、结构及相关蜡质基因表达的影响,有助于进一步理解植物表皮蜡质与低温互作机制,从而对后续作物的抗性机制研究起指导作用。【方法】以野生型拟南芥与蜡质突变体cer1、cer3、cer4、cer6、cer10、cer20及kcs1为试验材料,待植株生长至5-6周时进行4℃胁迫处理10 d和18 d。利用扫描电子显微镜观察表皮蜡质晶体结构变化;利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析蜡质组成及含量变化;利用qRT-PCR技术检测蜡质基因CER1、CER3、CER4、KCS1、WIN1的表达。【结果】低温胁迫后,拟南芥蜡质晶体结构在分布密度、形状与大小方面发生了不同程度的变化。野生型拟南芥蜡质晶体熔融成片,大面积覆盖茎秆表面,这可能一定程度上起到了低温阻隔作用,并减少水分散失。cer1突变体表现出松针状晶体显著减少,并以小型树枝状结构为主;cer3与cer10杆状晶体显著减少;而cer6与cer20蜡质晶体在低温胁迫后有所增加;kcs1蜡质晶体在低温胁迫后垂直杆状结构显著减少,水平杆状结构出现,并伴有蜡质晶体熔融现象。低温胁迫对一级醇减少突变体cer4结构无显著影响。GC-MS分析结果表明,拟南芥野生型与各突变体在低温胁迫下表皮蜡质组分含量也发生了不同程度的变化。野生型中醛类与酮类含量显著减少、一级醇类含量显著增加。各突变体则表现出相反的变化,蜡质组分中醛类、酮类含量增加或无显著变化、一级醇含量减少或无显著变化;受低温胁迫较重的cer3﹑cer10表皮蜡质中一级醇含量显著下降。拟南芥表皮蜡质在低温胁迫下显著积累（cer3 无显著变化、cer10 蜡质总量减少）,且主要通过增加烷类与次级醇含量来增加蜡质总量。低温胁迫诱导了野生型CER1 基因的强势表达,植株通过上调CER1 的表达促进烷类物质的合成以响应低温胁迫;CER4 的表达上调促进了一级醇的合成。KCS1、CER3与WIN1在低温胁迫下表达下调,暗示了植株蜡质总量的增加主要是通过蜡质合成的下游途径如烷合成途径增加。【结论】低温胁迫可以改变表皮蜡质晶体结构及组分含量,蜡质组分中烷类与次级醇类含量的上升是响应低温胁迫的主要方式,蜡质总量的增加主要来自于烷类的增加。CER1是响应低温胁迫的主要蜡质基因。 相似文献
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大麦叶片表皮蜡质含量与抗旱性的关系研究 总被引：3，自引：1，他引：3
[目的]了解植物叶片表皮蜡质含量与抗旱性的关系.[方法]对抗旱性不同的6个大麦品种进行干旱处理,对灌浆期的大麦旗叶、旗叶鞘表皮蜡质含量与7个重要的抗旱生理指标进行测定分析.[结果]干旱条件下不同大麦品种间的蜡质含量、相对含水量、叶绿素含量及气孔导度存在显著或极显著差异.抗性大麦品种的表皮蜡质含量及水分利用效率显著高于抗旱性弱的品种.表皮蜡质含量越高的品种,其蒸腾速率和胞间CO2浓度越低,水分利用效率越高.[结论]提高水分利用效率的途径主要是通过降低蒸腾速率.干旱胁迫下叶片失水,气孔开度减小甚至趋于关闭,而高蜡质含量品种的气孔导度更小,阻力增大,降低蒸腾速率,减少水分散失,维持较高含水量,提高植株抗旱性. 相似文献
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角质蜡质是植物在长期的生态适应过程中进化形成的一类次生代谢产物,广泛参与了植物抗逆、抵御病虫害侵染等诸多抗性生理过程。角质蜡质在植物-病原互作中发挥了重要作用,是植物抗病机制的重要组成部分。随着分子生物学的发展,人们对植物角质蜡质代谢及其抗病机理的认知不断深入。本研究综述了植物角质蜡质生物合成与其抗病机理的最新研究进展并对未来研究提出展望。目前,植物角质蜡质的抗性机理研究主要集中于组成型抗性和诱导型抗性2类。角质蜡质作为角质层主要成分,一方面可作为组成型抗性成分发挥物理抗性(物理屏障)和化学抗性(抑菌)作用;另一方面,也可作为诱导型抗性成分发挥作用,诱导产生的角质蜡质单体除了作为角质层主要成分发挥物理抗性外,也可作为信号分子或者诱导子激活下游的抗性反应进而发挥其化学抗性功能。未来可侧重于对角质蜡质诱导抗性机理的深入阐释,进一步丰富植物化学生态学研究理论体系。此外,基于角质蜡质的诱导抗性作用,可开发角质蜡质类生物农药(植物免疫诱导剂),为植物病害防控提供新思路。图1参71 相似文献
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角质层包括角质和蜡质,是覆盖在花、叶和非木质茎等植物地上部分器官的一层疏水性脂类物质,具有限制植物体内水分过度散失、抵御紫外辐射、防止病虫害入侵等功能,在植物生长发育和适应生物与非生物逆境过程中起到重要保护作用。角质层结构以及化学组成是影响其生物学功能的主要原因,具有十分重要的研究价值。综述了植物角质层的结构组成、生物学功能及其常用分离方法,并对已有研究中存在的问题进行了探讨,以期为今后角质层生理作用及其生物学功能方面研究提供理论参考。 相似文献
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蜡质相关转录因子SHN1/WIN1基因的克隆和植物表达载体的构建 总被引：1，自引：0，他引：1
以野生型拟南芥花蕾中提取的总RNA为模板,通过RT-PCR的方法扩增到与角质和蜡质合成相关的转录因子基因,该目的基因片段SHN1/WIN1(SHN1/WAX INDUCER1)约600 bp,将此片段克隆到PMD-19T载体上,经测序分析与Genbank中报道的序列的同源性为100%。以植物表达载体PBI121为基础,构建了由组成型启动子CaMV35S调控的SHN1/WIN1基因的植物表达载体PBI121-SHN1/WIN1,为利用SHN1/WIN1基因改变植物角质膜的结构和成分,提高植物抗逆性特别是抗旱性能奠定了物质基础。 相似文献
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【目的】在新疆自然生态条件下,研究不同抗旱性棉花品种蜡质含量变化及与水分利用效率(WUE)的关系。【方法】以抗旱性不同的棉花品种新陆早22号(抗旱性强)和新陆早17号(抗旱性弱)为试材,采用膜下滴灌技术设置正常灌溉和干旱处理,测定分析棉花产量形成期叶片蜡质含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、相对含水量(RWC)及籽棉产量。【结果】与正常灌溉相比,干旱处理显著降低了棉花籽棉产量,但盛花至吐絮期叶片蜡质含量提高10.84%、叶片WUE则增加23.96%。不同品种对水分处理响应不同,正常灌溉下新陆早22号与新陆早17号的棉花籽棉产量、RWC、WUE和叶片蜡质含量均无明显差异,干旱条件下新陆早22号的籽棉产量、叶片蜡质、RWC和WUE分别比新陆早17号高41.38%、14.27%、13.1%和3.84%;。相关分析表明,棉花叶片表皮蜡质含量与Tr、Pn呈显著负相关关系,且Tr的负相关系数高于Pn;与RWC呈显著正相关关系。【结论】抗旱性强棉花品种主要通过增加盛花至吐絮期内叶片蜡质含量,降低叶片蒸腾耗水,提高WUE及籽棉产量。 相似文献
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植物叶片表面蜡质除去方法的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在许多种类植物叶片的表面通常都附有一层蜡被(单子叶植物蜡质层更多、更厚),其化学成分为高级脂肪酸及高级一元醇的脂类化合物,为高分子量热塑性固体。此结构具有防止叶片中水分过多地蒸腾及微生物侵袭叶肉细胞的功能。然而由于这层蜡质的存在,往往掩盖了植物叶片表皮细?.. 相似文献
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抗旱性是植物长期生长在缺水环境下形成的,主要表现在结构与功能的相关性方面.本研究结构表明:青甘韭和贺兰韭根的解剖结构均由表皮、皮层和维管柱3个部分组成.皮层比例为青甘韭大于贺兰韭,青甘韭的皮层厚度、导管的口径小于贺兰韭;茎的解剖结构均由表皮,同化组织、基本组织和维管束组成.茎表皮细胞角质层厚度、维管束数和直径大小为青甘... 相似文献
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《河南农业科学》2018,(11)
为揭示盐芥和拟南芥表皮蜡质中响应低温胁迫的关键化学组分及关键代谢基因表达的变化,以盐芥和拟南芥为材料,通过化学分析和荧光定量PCR技术,比较和研究了4℃低温胁迫处理下2种植物表皮蜡质的组成及蜡质代谢相关基因的表达差异。结果表明,与对照(22℃)相比,在4℃胁迫条件下,盐芥和拟南芥叶片表皮总蜡质含量以及蜡质各组成成分的含量均增加。经低温胁迫处理后,2种植物中组成蜡质的优势组分均未发生变化,表现为烷烃含量最多、初级醇含量次之、脂肪酸含量位居第3。对所选取的28个蜡质代谢相关基因的表达量进行分析,结果显示,盐芥中有23个基因上调,拟南芥中有13个基因上调,暗示盐芥和拟南芥中表皮蜡质代谢基因对低温的响应不同。 相似文献