干旱概述 1
第一章 植物干旱胁迫下的形态与生理生化响应机制 2
1.1 植物对水分因子的生态适应类型 2
1.2 植物应对干旱胁迫响应的基本概念 2
1.2.1 植物应对干旱胁迫响应的类型 2
1.2.2 植物应对干旱胁迫的生理生化响应机制 3
1.2.3 植物应对逆境胁迫的交叉适应 4
1.3 植物生长发育及形态结构对干旱胁迫的响应 5
1.3.1 植物气孔对干旱胁迫的响应 5
1.3.2 植物叶形态结构对干旱胁迫的响应 7
1.3.3 植物叶片超微结构对干旱胁迫的响应 11
1.3.4 植物茎结构对干旱胁迫的响应 12
1.3.5 植物根对干旱胁迫的响应 13
1.3.6 植物生长对干旱胁迫的响应 16
1.3.7 植物体内物质分配对干旱胁迫的响应 16
1.3.8 植物旱后复水的响应及补偿机制 17
1.4 植物细胞壁对干旱胁迫的响应 19
1.4.1 细胞壁多糖组分对干旱胁迫的响应 20
1.4.2 细胞壁蛋白质对干旱胁迫的响应 20
1.4.3 细胞壁过氧化物酶对干旱胁迫的响应 21
1.5 植物角质层对干旱胁迫的响应 21
1.5.1 角质层组成及其合成 21
1.5.2 角质层蜡质对干旱胁迫的响应 22
1.6 植物膜系统对干旱胁迫的响应 23
1.6.1 膜脂脂肪酸组成对干旱胁迫的响应 23
1.6.2 细胞膜透性（电导率）对干旱胁迫的响应 23
1.7 植物光合作用对干旱胁迫的响应 24
1.7.1 干旱胁迫对植物光合生理指标的影响 24
1.7.2 植物光合作用对干旱胁迫的响应 24
1.7.3 植物光合抑制对干旱胁迫的响应 29
1.7.4 植物光合途径对干旱胁迫的响应 29
1.8 植物蒸腾作用对干旱的响应 30
1.8.1 植物蒸腾速率对干旱胁迫的响应 30
1.8.2 旱生植物蒸腾作用对干旱胁迫的响应 31
1.9 植物呼吸作用对干旱胁迫的响应 31
1.10 植物细胞核结构与功能对干旱胁迫的响应 32
1.11 植物氮代谢对干旱胁迫的响应 33
1.11.1 干旱胁迫下植物体内蛋白质含量减少、游离氨基酸含量增多 33
1.11.2 干旱胁迫下植物体内新蛋白质合成 33
1.11.3 植物硝酸还原酶对干旱胁迫的响应 33
1.12 植物渗透调节对干旱胁迫的响应 34
1.12.1 概念 34
1.12.2 植物体内渗透调节物质的种类 34
1.12.3 干旱胁迫下渗透调节的重要性 35
1.12.4 干旱胁迫下有机渗透调节物质渗透调节的局限性 36
1.12.5 植物体内响应干旱胁迫的有机渗透调节物质 36
1.12.6 植物可溶性糖与糖醇类渗透调节物质对干旱胁迫的响应 44
1.12.7 植物体内无机离子对干旱胁迫的响应 47
1.13 植物干旱胁迫响应诱导蛋白 50
1.13.1 植物干旱诱导功能蛋白 50
1.13.2 植物调节蛋白对干旱胁迫的响应 71
1.13.3 干旱胁迫与植物其他一些重要蛋白质 72
1.14 植物激素对干旱胁迫的响应 75
1.14.1 植物ABA对干旱胁迫的响应 75
1.14.2 植物水杨酸对干旱胁迫的响应 77
1.14.3 植物乙烯对干旱胁迫的响应 79
1.14.4 植物油菜素甾族化合物对干旱胁迫的响应 81
1.14.5 植物茉莉素类物质对干旱胁迫的响应 84
1.14.6 植物多胺对干旱胁迫的响应 85
1.15 植物NO对干旱胁迫的响应 88
1.15.1 NO在植物体内的来源 88
1.15.2 NO对干旱胁迫的响应 89
1.16 植物5-ALA对干旱胁迫的响应 89
1.17 植物泛素化途径对干旱胁迫的响应 90
1.17.1 泛素化过程 90
1.17.2 E2蛋白结构特点及种类 91
1.17.3 E2蛋白功能 91
参考文献 92
第二章 植物活性氧代谢系统对干旱胁迫的响应 110
2.1 植物体内ROS的产生及分子机制 110
2.1.1 植物体内ROS产生的机制 110
2.1.2 植物体内ROS产生的部位 111
2.1.3 植物体内ROS的特征 112
2.1.4 植物体内ROS的清除途径 114
2.2 植物体内ROS的检测方法 114
2.3 植物体内ROS的功能 115
2.3.1 参与植物的防御反应 115
2.3.2 参与植物对干旱等非生物胁迫的响应 115
2.3.3 影响植物的生长发育 116
2.3.4 参与植物的信号转导 116
2.3.5 对植物的毒害作用 116
2.4 植物体内ROS代谢的影响因子 117
2.4.1 逆境胁迫对植物ROS 代谢的影响 117
2.4.2 矿质元素对植物ROS代谢的影响 118
2.5 植物体内ROS的清除机制 118
2.5.1 酶促清除系统 119
2.5.2 非酶促清除系统 126
2.6 植物ROS清除酶转基因工程 138
2.6.1 导入SOD等基因 138
2.6.2 导入APx基因 138
2.6.3 导入其他抗氧化酶基因 139
2.6.4 同时导入多个抗氧化酶基因 139
参考文献 140
第三章 植物干旱胁迫信号传递 149
3.1 植物干旱胁迫信号 149
3.1.1 水信号 149
3.1.2 电信号 149
3.2 植物干旱胁迫传递的次生信号 149
3.2.1 植物激素信号 150
3.2.2 Ca2＋ 150
3.2.3 肌醇三磷酸 151
3.2.4 磷脂酸 151
3.2.5 植物ROS胁迫信号 151
3.3 植物对干旱等逆境胁迫信号的感知 152
3.3.1 植物对干旱胁迫感知的两种形式 152
3.3.2 植物感知干旱信号的双组分系统 153
3.4 植物干旱胁迫信号细胞内转导途径与调控机制 157
3.4.1 以MAPKKK/MAPKK/MAPK级联物为介导的渗透／氧化胁迫信号传递支路 158
3.4.2 依赖于Ca2＋并以CDPK激酶为介导的胁迫信号传递支路 158
3.4.3 依赖于Ca2＋并以SCaBP/PK（如SOS3/SOS2）激酶为介导的胁迫信号传递通路 159
3.5 植物蛋白激酶与干旱等逆境胁迫信号的转导 159
3.5.1 植物蛋白激酶的分类 160
3.5.2 植物蛋白激酶的结构 160
3.5.3 与干旱等逆境胁迫信号转导相关的主要蛋白激酶 160
3.5.4 植物蛋白激酶的作用机制 171
3.6 植物脂酶D对干旱胁迫信号的转导 172
3.6.1 PLD的分类及其结构特点 172
3.6.2 PLD响应植物逆境胁迫的机制 173
3.7 Ca2＋对植物干旱胁迫的响应机制 174
3.7.1 Ca2＋生理功能简介 174
3.7.2 Ca2＋参与植物渗透胁迫的调控途径 175
3.8 植物保卫细胞中ABA、H2O2和NO信号网络对干旱等逆境胁迫的响应 176
3.8.1 保卫细胞ABA和NO信号网络 176
3.8.2 ABA、H2O2和NO信号途径中的其他信号分子 178
参考文献 178
第四章 植物干旱胁迫响应基因 185
4.1 植物干旱胁迫响应基因的分类 185
4.1.1 干旱胁迫响应基因按编码蛋白质功能的分类 185
4.1.2 功能基因 185
4.1.3 调控基因 185
4.2 按调控途径对胁迫响应基因的分类及各自特点 186
4.2.1 按调控途径对干旱胁迫响应基因的分类 186
4.2.2 依赖ABA途径的基因特征 187
4.2.3 ABA非依赖途径基因特征 189
4.3 功能蛋白基因 191
4.3.1 渗透调节有机物质合成相关的功能基因 191
4.3.2 胚胎晚期丰富蛋白基因 198
4.3.3 脱水素基因 199
4.3.4 AQP基因 200
4.3.5 气孔发育相关基因及调控机制 200
4.3.6 叶表面蜡质合成相关基因 202
4.3.7 ABA胁迫成熟诱导蛋白基因对干旱胁迫的响应 204
4.3.8 植物非特异性脂转移蛋白基因 205
4.4 调节基因 205
4.4.1 信号转导相关基因 205
4.4.2 转录因子基因 207
4.4.3 AP2/EREBP类转录因子 213
4.4.4 MYB转录因子对干旱胁迫响应 226
4.4.5 WRKY转录因子 231
4.4.6 NAC转录因子 236
4.4.7 植物响应干旱等非生物胁迫诱导基因的顺式组件 239
4.4.8 展望 242
4.5 植物磷酸烯醇丙酮酸羧化酶对干旱胁迫的响应 243
4.5.1 高等植物PEPC 的催化机制 243
4.5.2 外源PEPC在C3植物中过表达后的生理影响 245
4.6 植物NADP-ME对干旱等逆境胁迫的响应 247
4.6.1 NADP-ME简介 247
4.6.2 NADP-ME对干旱胁迫的响应 247
4.6.3 NADP-ME对盐胁迫的响应 248
4.6.4 NADP-ME对温度对胁迫的响应 249
4.7 植物microRNA对干旱等逆境胁迫的响应 249
4.7.1 植物microRNA简介 249
4.7.2 miRNA在植物生长发育中的生物学功能 250
4.7.3 植物miRNA对干旱等逆境胁迫的响应 252
4.8 植物组蛋白修饰对干旱胁迫的响应 255
4.8.1 组蛋白修饰简介 255
4.8.2 组蛋白修饰与逆境胁迫 255
4.9 植物基因组DNA甲基化对干旱胁迫的响应 256
4.9.1 DNA甲基化的形成 256
4.9.2 植物基因组DNA甲基化修饰对干旱等逆境胁迫的响应 257
4.9.3 植物基因组DNA甲基化在抗旱性育种中的应用 258
4.10 植物光信号受体对干旱胁迫的响应 258
4.10.1 光信号受体对气孔发育的调控 258
4.10.2 光敏色素介导的光信号与ABA反应 259
4.10.3 光敏色素对干旱胁迫的响应 259
4.11 干旱基因工程研究 260
参考文献 261