生长素在微生物调控根发育过程中的作用

很多微生物通过分泌生长素和生长素前体与植物建立了有益的关系并改变植物根系的形态结构,此外,微生物分泌的其他代谢产物也能改变植物生长素信号通路。因此,生长素和生长素信号通路在微生物调控植物根系发育的过程中起着至关重要的作用。该文从生长素合成、生长素信号和生长素极性运输3个方面总结了生长素在微生物调控植物根系发育过程中的作用,主要包括微生物增加了植物内源生长素的含量、增强了生长素的信号和调控PIN蛋白的表达水平,进而如何调控植物生理和分子水平来适应微生物对其根系的改变,为进一步开展该方面的研究奠定了基础。     

ARF和Aux/IAA调控果实发育成熟机制研究进展

生长素是调控果实发育成熟的重要植物激素之一。在生长素介导的信号转导机制中,ARF和Aux/IAA扮演重要的角色。ARF与生长素响应基因启动子区域内的生长素响应元件结合,促进或抑制基因的表达。Aux/IAA通过结构域Ⅲ和Ⅳ与ARF特异性结合,从而调节生长素早期应答基因的转录功能。研究表明,ARF因子参与调控果实形态发育、硬度和糖分积累等,Aux/IAA因子在授粉、果实形态发育等方面作用明显。此外ARF和Aux/IAA之间相互或与自身发生的互作以调控下游基因表达是植物体响应生长素信号的主要机制。介绍了ARF和Aux/IAA的结构特征、在不同植物中的分布状况以及与果实发育成熟的关系,同时讨论了ARF和Aux/IAA互作的研究现状,旨为进一步阐明生长素调控果实发育成熟的机制提供参考。     

生长素信号转导途径及参与的生物学功能研究进展

生长素参与植物生长和发育诸多过程,调控众多生理反应,在植物整个生命周期中自始至终发挥着调节作用.研究生长素的作用机制,对深入认识植物生长发育的生理过程有着重要的意义.综述了与生长素信号转导途径相关的3类主要蛋白组分:生长素/吲哚乙酸蛋白(auxin/indoleacetic acids proteins,Aux/IAAs)、生长素响应因子(auxin response factors,ARFs)和SCF(SKP1-CDC53/CUL1-F-box)复合体,及相关的SGT1(suppressor of the G2 allele of skp1)基因,并对生长素相关基因表达的模式及其生物学功能进行了总结.     

植物GH3 基因家族的功能研究概况

植物GH3基因是一种典型的植物生长素原初反应基因, 此类基因与植物的生长发育密切相关。GH3基因在植物生长素信号途径、光信号途径以及植物的防卫反应中起着重要作用。植物GH3蛋白具有植物生长素氨基酸化合成酶活性, 这有助 于维持植物生长素的动态平衡。该文介绍拟南芥等植物中GH3基因的生物学功能研究概况和最新进展, 为植物GH3基因家族的进一步研究提供参考。     

植物GH3基因家族的功能研究概况

植物GH3基因是一种典型的植物生长素原初反应基因,此类基因与植物的生长发育密切相关。GH3基因在植物生长素信号途径、光信号途径以及植物的防卫反应中起着重要作用。植物GH3蛋白具有植物生长素氨基酸化合成酶活性,这有助于维持植物生长素的动态平衡。该文介绍拟南芥等植物中GH3基因的生物学功能研究概况和最新进展,为植物GH3基因家族的进一步研究提供参考。     

肌动蛋白微丝与生长素浓度梯度分布

生长素参与植物生长发育的各个阶段,如胚胎发生、发育,营养器官发生与形态建成,极性与轴向的建立,维管组织分化,生殖器官的发育等。虽然生长素在植物的各组织器官和细胞中发挥着重要的作用,植物内源生长素的生物合成却是在特异的组织——细胞快速分裂的幼嫩组织中完成的,然后通过韧皮部或受严格控制的细胞—细胞运输系统运送至植物各个部分。生长素的极性运输导致其积累在某些局部组织和细胞内,形成特定梯度分布。生长素对植物生长发育众多方面的调节正是依赖于这一特性。该文综述了近年来有关植物生长发育过程中生长素浓度梯度的形成和相应的生理功能,以及细胞骨架中的微丝参与调控生长素极性运输的研究工作。     

植物分子遗传学家李家洋

李家洋研究员主要研究高等植物的生长发育与代谢的分子遗传学 ,主要包括高等植物色氨酸与生长素合成途径及其基因表达调控、植物激素对植物生长发育的调控及其机理、植物株型形成的分子机理、植物细胞壁合成、植物逆境的分子生物学。李家洋 ,中国科学院院士 ,1 95 6年 7月生于安徽省肥西县。现任中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、所长。 1 982年初获安徽农学院 (现安徽农业大学 )学士学位 ,1 984年获中国科学院遗传研究所硕士学位 ,1 991年获美国布兰代斯大学 (BrandeisUniversity)博士学位 ,同年进入美国康乃尔大学汤普逊植物研究…     

生长素信号对植物侧根发育的调控

植物根系是汲取水分、营养的重要器官,而侧根是植物根系重要的组成部分。生长素是调控侧根生长发育的核心因子。该文综述了生长素信号在直根系模式植物拟南芥以及须根系模式作物水稻中侧根发育调控中的研究进展,对生长素信号调控侧根起始模型、Aux/IAA介导的生长素信号对植物侧根发育调控这两个方面进行了阐述,并对拟南芥与水稻的侧根发育进行比较,最后对该研究领域进行了展望。     

植物Aux/IAA基因家族生物学功能研究进展

生长素是最重要的植物激素之一, 对植物生长发育起着关键调控作用。生长素作用于植物后, 早期生长素响应基因家族Aux/IAA、GH3和SAUR等被迅速诱导, 基因表达上调。其中Aux/IAA基因家族编码的蛋白一般由4个保守结构域组成, 结构域I具有抑制生长素信号下游基因表达的作用, 结构域II在生长素信号转导中主要被TIR1调控进而影响Aux/IAA的稳定性, 结构域III/IV通过与生长素响应因子ARF相互作用调控生长素信号。Aux/IAA基因家族在双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的器官发育、根形成、茎伸长和叶扩张等方面发挥重要作用; 在单子叶植物水稻(Oryza sativa)和小麦(Triticum aestivum)中, 主要影响根系发育和株型, 但大多数Aux/IAA基因的功能尚不清楚。该文主要从Aux/IAA蛋白的结构、功能和生长素信号转导途径方面综述Aux/IAA家族在拟南芥、禾谷类作物及其它植物中的研究进展, 以期为全面揭示Aux/IAA家族基因的生物学功能提供线索。     

植物生长素与体细胞胚发生

简要介绍了植物生长素对体细胞胚发育的作用及其调控机制的研究进展。     

Two genetically discrete pathways convert tryptophan to auxin: more redundancy in auxin biosynthesis

The answer to the simple question of how plants make auxin has proven to be inordinately complex. Recent in planta studies in Arabidopsis have uncovered additional complexity in auxin biosynthesis. Two distinct pathways from tryptophan to the intermediate indoleacetaldoxime were identified. Genic, as well as functional redundancy, appear to be characteristic for auxin biosynthesis and plants might have evolved many different solutions for making and regulating auxin.     

Arabidopsis ASA1 Is Important for Jasmonate-Mediated Regulation of Auxin Biosynthesis and Transport during Lateral Root Formation

Plant roots show an impressive degree of plasticity in adapting their branching patterns to ever-changing growth conditions. An important mechanism underlying this adaptation ability is the interaction between hormonal and developmental signals. Here, we analyze the interaction of jasmonate with auxin to regulate lateral root (LR) formation through characterization of an Arabidopsis thaliana mutant, jasmonate-induced defective lateral root1 (jdl1/asa1-1). We demonstrate that, whereas exogenous jasmonate promotes LR formation in wild-type plants, it represses LR formation in jdl1/asa1-1. JDL1 encodes the auxin biosynthetic gene ANTHRANILATE SYNTHASE α1 (ASA1), which is required for jasmonate-induced auxin biosynthesis. Jasmonate elevates local auxin accumulation in the basal meristem of wild-type roots but reduces local auxin accumulation in the basal meristem of mutant roots, suggesting that, in addition to activating ASA1-dependent auxin biosynthesis, jasmonate also affects auxin transport. Indeed, jasmonate modifies the expression of auxin transport genes in an ASA1-dependent manner. We further provide evidence showing that the action mechanism of jasmonate to regulate LR formation through ASA1 differs from that of ethylene. Our results highlight the importance of ASA1 in jasmonate-induced auxin biosynthesis and reveal a role for jasmonate in the attenuation of auxin transport in the root and the fine-tuning of local auxin distribution in the root basal meristem.     

Local auxin production: a small contribution to a big field

Auxin is a plant growth regulator involved in diverse fundamental developmental responses. Much is now known about auxin transport, via influx and efflux carriers, and about auxin perception and its role in gene regulation. Many developmental processes are dependent on peaks of auxin concentration and, to date, attention has been directed at the role of polar auxin transport in generating and maintaining auxin gradients. However, surprisingly little attention has focussed on the role and significance of auxin biosynthesis, which should be expected to contribute to active auxin pools. Recent reports on the function of the YUCCA flavin monooxygenases and a tryptophan aminotransferase in Arabidopsis have caused us to look again at the importance of local biosynthesis in developmental processes. Many alternative and redundant pathways of auxin synthesis exist in many plants and it is emerging that they may function in response to environmental cues.     

A Role for Auxin in Flower Development

Auxin has long been implicated in many aspects of plant growth and development including flower development. However, the exact roles of auxin in flower development have not been well defined until the recent identification of auxin biosynthesis mutants. Auxin is necessary for the inltiation of floral primordia, and the disruption of auxin biosynthesis, polar auxin transport or auxin signaling leads to the failure of flower formation. Auxin also plays an essential role in specifying the number and Identity of floral organs. Further analysis of the relationship between the auxin pathways and the known flower development genes will provide critical information regarding mechanisms of organogenesis and pattern formation in plants.     

生长素合成途径的研究进展

生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素, 参与植物生长发育的许多过程。植物和一些侵染植物的病原微生物都可以通过改变生长素的合成来调节植株的生长。吲哚-3-乙酸(IAA)是天然植物生长素的主要活性成分。近年来, 随着IAA生物合成过程中一些关键调控基因的克隆和功能分析, 人们对IAA的生物合成途径有了更加深入的认识。IAA的生物合成有依赖色氨酸和非依赖色氨酸两条途径。依据IAA合成的中间产物不同, 依赖色氨酸的生物合成过程通常又划分成4条支路: 吲哚乙醛肟途径、吲哚丙酮酸途径、色胺途径和吲哚乙酰胺途径。该文综述了近几年在IAA生物合成方面取得的新进展。