植物科学最新发展的前沿

植物衍生药物是当今人类医疗系统的重要组成部分工业化国家和发展中国家。植物能够合成各种各样的有机分子，称为次生代谢物，通常由非常复杂和独特的碳组成骨架结构。次生代谢产物的丰度和多样性与广泛的药物、治疗和药用价值。大多数植物源生物医学被广泛应用用于娱乐和刺激（生物碱尼古丁和可卡因；萜烯大麻酚）目的。工业用大规模植物细胞培养技术取得了长足进展植物衍生精细化学品的生产。考虑到巨大的全球二次植物市场代谢物，对生物技术学家来说，找到在足够的数量和质量。通过微繁殖、生物转化、，代谢工程可以使这一过程非常有益于开发生命的生产潜力用于生产生物活性化合物的细胞。因此，全球对生物医药的需求不断增加只有应用生物技术方法才能实现。

RNA干扰介导的基因沉默是一项颠覆性技术功能基因组学和在作物改良中具有商业价值的新应用前景广阔。虽然这项技术仍处于初级阶段，RNAi的许多谜团尚未揭开，但新的基于基因组学的RNAi领域正日益被视为生物技术和未来基因组学。RNAi的原理是从引入细胞中的dsDNA，随后DICER基因和RISC复合物激活，最终导致基因表达。植物沉默的一个重要方面是它可以被局部触发然后传播通过移动静音信号。RNAi技术可用于生产改良作物品种抗病、抗虫、提高营养品质、保质期和非生物胁迫耐受能力作为一种生物工具，已被用于研究基因在体内外的功能。它也在使用中以一种非常特殊的方式调节作物中的基因，而不影响其他基因的表达，从而提高了他们的生产力。

根瘤菌与豆类共生是共生的经典例子，其中根瘤菌以氨的形式固定惰性氮，并将其装备到工厂；作为回报，植物提供了庇护所，细菌必需的碳（二羧酸）和能量来源。虽然结节不是豆科植物的先决条件，但在蛋白质丰度（25%）方面具有选择性优势与小麦（10%）相比。也许，在共生研究中，对氮的额外需求是豆科植物固氮选择的关键因素。根瘤菌通过以下途径感染豆科寄主植物根毛生长形成根瘤的方式。一旦被明确识别，细菌就会进入宿主细胞植物通过侵染线感染其中心组织，在那里它们从形态上分化为含氮类杆菌。根瘤菌的重要特征，如宿主菌范围、感染过程、，结瘤基因及其信号传导机制已被阐明。根瘤菌与豆科植物共生关系的研究过去的20年是巨大的，因此，本章仅限于植物与微生物的相互作用及其未来使用生物技术工具的前景。

Metroxylon sagu（西米棕榈）长期以来被认为是最古老的食物来源之一因为它的躯干中含有大量淀粉。西米掌是一种重要的食物来源于巴布亚新几内亚、马来西亚和印度尼西亚。西贡棕榈越来越被接受为越南、泰国和菲律宾南部地区的重要食物来源。因此，更多的研究目前正在努力培育和保护西米棕榈。越来越大的全球压力探索非传统的食物和燃料来源，迫切需要关注西米棕榈（Metroxylon西米）Rottboell）生物技术研究。本文报告了一项淀粉产量评估试验的结果不同的西米棕榈生态型：在中生或水成环境中有刺和无刺，以确定最适合体外实验的外植体来源。虽然没有松果的西米棕榈来自一个梅西克平均淀粉产量最高的地区为64.3kg，统计分析无显著差异四种生态型之间的平均淀粉产量。已发表的有关西米棕榈的报道本文还对微繁殖技术进行了总结，以概述西米-棕榈生物技术的研究现状。微传播的突破将继续是无价的，直到一种快速的乘法种植材料已经实现。

大多数高等植物是雌雄同体的，并发展了有效的授粉控制在保持杂种植物经济方便的远缘繁殖方面，系统是非常理想的发展。在过去二十年里，一些授粉控制系统已经由核或细胞质编码基因的基因工程。一些策略在实际使用中或可用于农业，其中许多在未来杂交育种中具有重要意义程序。为了成功应用这些系统，未来的研究应考虑到高效雄性不育母本系和生物安全专业的经济生产。

麻疯树（Jatropha gossypifolia L.），俗称“腹痛灌木”，是小说的丰富自然资源大环二萜类。对棉叶大戟的粗根和茎提取物进行了人体试验细菌病原体。在这些处理中，干燥根的亲脂性己烷提取物抑制了革兰氏染色阴性细菌人类病原体白喉棒状杆菌、蜡样芽孢杆菌和奇异变形杆菌。观察到对白喉杆菌的有效抑制（18 mm），其活性与测试稀释液，在500 ppm时达到最大功效。蜡样芽孢杆菌在较低稀释度（25-100）下具有耐药性然而，250和500 ppm浓度表现出有效的抑制作用（8.5和9.1 mm）。边缘的在500 ppm浓度下观察到对奇异变形杆菌（5.5 mm）的抑制作用。在测试的7个柱馏分中，7号片段对白喉杆菌、蜡样芽孢杆菌、奇异变形杆菌、福氏志贺氏菌、，产气克雷伯菌和金黄色葡萄球菌。除奇异变形杆菌和福氏菌对粗提取物显示出边际抑制作用。结晶分数-7明显抑制了K。产气杆菌和金黄色葡萄球菌浓度较高（1000、500和250 ppm）。X射线衍射晶体的晶体学（XRD）分析证实它是已知的大环二萜，麻疯树酮，具有一些其他已证实的生物活性。

植物病原体对生产稳定性和食物、饲料、纤维和现在的燃料的质量。某些细菌菌株具有预防植物病害的能力在自然环境中，可用于取代目前流行的化学控制措施，但潜在危险。沙雷菌属的成员，一种革兰氏阴性细菌，被发现经常与几种植物的根际联系已被研究用于生物防治机制和申请程序。一些选定的plymuthica链球菌、粘质链球菌和液化链球菌菌株发现使用特定的应用策略可以将疾病严重程度降低到理想的程度。沙拉提亚（How Serratia）实现了对病原真菌的防护能力，对此进行了详细的讨论。这些菌株产生抗生素，如红色色素灵菌素和吡咯腈。此外，它们还产生几丁质酶铁载体有助于限制真菌生长。转录和发布的监管流程转录水平控制着自身诱导信号分子和抗生素吡咯腈的产生。诱导系统抗性是根系生物防治的另一重要机制沙雷菌属的病原体。

病原的准确鉴定和早期检测是植物病害的关键步骤管理计划。采用传统方法，耗时，依赖于视觉症状的解释、培养、实验室鉴定和所需的广泛分类专业知识。基因组技术的迅速发展大大简化了工作，并带来了革命性的变化生命科学领域的研究。基于核酸的检测方法克服了各种问题结合显微镜和免疫学检测方法。DNA探针用于以及准确检测感染组织中的病原体繁殖体。DNA微阵列技术目前是新出现的植物病原体诊断技术与PCR相结合，可产生高水平的敏感性、特异性和吞吐量。斑点杂交、微阵列、聚合酶链基于反应（PCR）的方法，例如PCR-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP），嵌套-PCR、多重PCR、逆转录PCR（RT-PCR）等是用于主要病原体即烟草花叶病毒的检测。实时PCR技术的引入改进并简化了基于PCR的植物病原体诊断方法。常规应用实时PCR和宏基因组分析可以加快植物病原体诊断的整个过程。

干旱、高盐度和寒冷等非生物胁迫是常见的不利环境严重影响全球植物生长和生产力的条件。NAC域蛋白是调节许多胁迫诱导基因表达的重要植物特异性转录因子（TF）。它们以ABA依赖或独立的方式发挥作用，并在改善非生物胁迫方面发挥关键作用植物对各种非生物胁迫响应启动子区顺式元件的耐受性基因。我们总结了最近的研究，强调了特定该家族成员，目前对NAC及其顺式元素之间关系的了解，以及强调NAC在非生物胁迫适应性反应中的表达和调节。进展还讨论了NAC在作物改良工程中的实用价值。

一部分重大环境和人类健康问题是由污染造成的土壤和水。这些自然资源容易受到有机物和无机物的污染污染物。铜、镉、锌、砷、汞等重金属是主要的无机污染物。这些污染物是各种受控和非受控人类活动的结果，如废物处理，采矿等。这些污染物的主要危险是它们进入人类食物链，因为某些植物积累这些污染物并将其转移到可食和收获部位的可能性。大多数传统的补救技术在某些特定情况下都是成功的，但是昂贵且抑制土壤肥力；从而对生态系统造成负面影响。不同新兴的植物修复技术意味着使用植物去除或降低金属污染可以用来解决这个问题。这种经济高效的植物修复方法利用植物提取、隔离和解毒污染物的显著能力。有几种类型的植物修复，即植物萃取、植物稳定化、根际过滤和植物降解/植物挥发。超积累菌是植物修复的最佳选择过程。近年来，人们对植物修复的生理和分子机制的认识开始与旨在优化和改进的生物和工程策略一起出现植物修复。转基因植物已被开发用于金属吸收、耐受和解毒。基因工程无疑是一个强大的工具，可以调查、评估和提高潜力植物修复。