低等植物蓝光受体信号传导研究

拟南芥含有5个已分离的蓝光受体和至少1个未鉴定的蓝光/紫外光-A受体.隐花色素(CRY1、CRY2和CRY3) 调节植物的形态建成、开花和生物节律性,而向光素 (PHOT1和PHOT2) 调节植物的向光性、叶绿体运动和气孔开放.黄素可以吸收蓝光和紫外光-A,是CRY和PHOT蓝光受体的生色团.对这些光受体的结构和作用模式已了解很多.苔藓植物小立碗藓中含有2个已分离的隐花色素(CRY1a和CRY1b),负责调节侧枝形成和调控生长素反应;有4个向光素(PHOTA1,PHOTA2,PHOTB1,PHOTB2) 调节叶绿体的运动.苔藓细胞内蓝光/紫外光-A引发的信号转导有Ca2+参与.     

植物的蓝光受体

文章介绍植物隐花色素、向光素和其他蓝光受体的研究进展。     

植物蓝光受体研究进展

植物蓝光调节的反应主要有向光性、抑制幼茎伸长、叶绿体迁移、刺激气孔张开和调节基因表达等。蓝光反应的有效波长是蓝光和近紫外光(320—400am),故蓝光受体也叫蓝光／近紫外光受体。植物蓝光受体研究近年来取得较大进展。以拟南芥为例,已得到确认的受体至少有隐花色素(CRY1、2)和向光蛋白(phototropin)两大类。转基因拟南芥对蓝光、紫外光和绿光敏感,并发现CRY1是一个可溶性蛋白。CRY2编码一个核蛋白,蓝光在转录水平对该蛋白进行调节,它的作用是增加拟南芥对蓝光的敏感性。CRY1和CRY2共同介导了拟南芥植物的向光性。隐花色素的蛋白与辅基之间以非共价键连接,可以吸收蓝光和近紫外光。CRY1和CRY2蛋白之间,尤其是N端相似性很高。向光蛋白目前只发现PHOT1和PHO12两种,向光蛋白作为丝／苏氨酸激酶蓝光受体含有两个光氧化结构域(LOV)并参与了植物向光性叶绿体运动、气孔开放等。     

植物的蓝光受体及其信号转导

近年来,对拟南芥及其它植物的分子遗传研究,在隐花色素和向光素的分子、基因和蓝光信号转导方面取得了显著进展。本文就这两种蓝光受体的基本结构及蓝光信号转导进行介绍。     

蓝光、紫外光的受体及其对CHS表达诱导的研究

植物在进化过程中形成了对环境信号反应的能力,光是植物生长发育中的一个重要的环境信号,综述了蓝光,紫外光的受体及蓝光,紫外光对编码植物类黄酮合成中的一个重要的限速酶－苯基苯乙烯酮合酶基因CHS的诱导作用,并介绍该反应信号转导的可能组分。     

植物的隐花色素及其光信号转导

介绍了近年来植物隐花色素介导的光信号转导分子机制的研究进展.     

蓝光、紫外光的受体及其对CHS表达诱导的研究

植物在进化过程中形成了对环境信号反应的能力,光是植物生长发育中的一个重要的环境信号。综述了蓝光、紫外光的受体及蓝光、紫外光对编码植物类黄酮合成中的一个重要的限速酶——苯基苯乙烯酮合酶基因CHS的诱导作用,并介绍该反应信号转导的可能组分。     

紫外光和蓝光对云斑天牛行为反应和诱捕效果研究

本文研究了云斑天牛Batocera horsfieldi (Hope)对不同波段光源的选择性,寻找云斑天牛敏感波长光源,为云斑天牛绿色防治技术提供科学依据。采用波长为365~370 nm,370~375 nm,380~385 nm,385~390 nm和395~400 nm 5种紫外光以及400~405 nm,405~410 nm,410~415 nm和415~420 nm 4种蓝光,进行室内行为试验和野外诱捕试验,测定云斑天牛对紫外光和蓝光的趋性差异。结果显示：9种不同波长光源对云斑天牛均表现出一定的引诱作用。385~390 nm紫外光对云斑天牛的引诱效果最好,在室内行为试验中对云斑天牛引诱数量分别为2.80±0.37头/次和3.40±0.51头/次,显著优于其它紫外光和蓝光波段光源（P＜0.05）;385~390 nm紫外光在野外诱捕试验中对云斑天牛诱捕数量分别为4.53±0.30头/次和4.47±0.41头/次,同样显著优于其它紫外光和蓝光波段光源（P＜0.05）;385~390 nm波长光源在室内行为试验中引诱到的云斑天牛雌雄比分别为1∶1.80 和1∶1.83,但在野外诱捕试验中诱捕到的云斑天牛雌雄比为1∶0.79和1∶0.86。本研究结果表明,云斑天牛对385~390 nm紫外光具有较强的趋性,显著高于其他4种紫外光和4种蓝光。光源诱捕为云斑天牛提供了一种新的防控思路,对于这种林业重大害虫的绿色防控具有重要意义。     

向光素调节植物向光性及其与光敏色素/隐花色素的相互关系

蓝光受体向光素(PHOT1/PHOT2)调节蓝光诱导的植物运动反应, 包括植物向光性、叶绿体运动、气孔运动和叶片伸展等。其中, 向光素介导的植物向光性能够促使植物弯向光源, 确保其以最佳取向捕获光源, 优化光合作用。光敏色素和隐花色素作为光受体也参与植物的向光性调节。该文综述了向光素介导的拟南芥(Arabidopsis thaliana)下胚轴向光弯曲信号转导及其与光敏色素、隐花色素协同作用的分子机制, 以期为改造植物光捕获能力及提高光利用效率提供理论基础。     

蓝光调节高梁突变体bar1幼苗的去黄化反应

以航空诱变高粱突变体har1为材料,对其幼苗去黄化过程进行研究。萌发的种子在远红光下预培养6小时后,置于12小时蓝光/2小时黑暗条件下培养。测量幼苗的各器官伸长,结果表明,与野生型R111相比,harl的胚芽鞘、中胚轴、第一叶鞘以及第二叶鞘的伸长均受到蓝光的明显抑制,而蓝光对叶片生长影响不明显。3天龄har1黄化苗在连续蓝光下中胚轴花色素苷的积累明显增高,红光和远红光无此效应。此外,蓝光促进har1叶片叶绿体发育,且在蓝光照射24小时后叶片中叶绿素含量升高。Westernblot检测结果显示,7天龄R111和har1幼苗隐花色素SbCRY1b蛋白水平呈现蓝光下低、黑暗中高的变化趋势,har1的SbCRY1b蛋白水平在黑暗中高于R111。研究结果表明,高粱har1在去黄化过程中具有蓝光超敏感表型,SbCRY1b的作用值得进一步深入研究。     

Gamete discharge by Bryopsis plumosa (Codiales, Chlorophyta) induced by blue and UV-A light

Gamete discharge by the coenocytic green alga Bryopsis plumosa (Hudson) C. Agardh is induced by light. The mature male gametangia consist of a mass of quiescent male gametes and a large central vacuole. Within a few minutes after the onset of irradiation, breakdown of the tonoplast of the central vacuole and initiation of gamete motility occur simultaneously. This is followed by a forced discharge of moving gametes through a hole ruptured at the subapical region of the gametangium. The action spectrum for the light-induced gamete discharge was determined from a series of fluence-response curves. This action spectrum, having two major maxima at 370 and 450 nm, indicates the involvement of a blue light/UV-A-absorbing photoreceptor previously described as ‘cryptochrome’.     

拟南芥NPH3/RPT2-Like (NRL)家族蛋白在向光素信号转导通路中的作用研究进展

向光素PHOT1和PHOT2感受蓝光刺激后发生自磷酸化激活, 调节植物气孔开放、叶绿体运动、叶片伸展和定位以及向光性(包括根的负向光性和下胚轴的向光性)等多种适应性反应。拟南芥(Arabidopsis thaliana) NRL (NPH3/RPT2-Like)家族成员在向光素介导的信号途径中发挥重要作用, 其中NPH3特异调控下胚轴的向光性以及叶片的伸展与定位, RPT2参与调节植物向光性、叶片的伸展与定位以及叶绿体聚光反应等。NCH1是新发现的NRL家族成员, 与RPT2以功能冗余的方式调节叶绿体的聚光反应, 但不调节避光反应。该文主要综述了NRL蛋白家族成员在向光素介导蓝光信号通路中的作用, 并展望了未来的研究方向, 旨在为全面揭示NRL家族成员的功能提供线索。     

Mutational analysis of blue-light sensing in Arabidopsis

Blue light regulates many physiological and developmental processes in higher plants through the action of multiple photosensory systems. The analysis of photomorphogenic mutants is leading to a better understanding of how the different photosensory systems mediate the wide range of responses observed in blue light. A review of the current literature on photomorphogenic mutants makes it apparent that redundancies exist in photoreceptor function. For example, many blue-light responses that have been shown to be regulated by a blue-light photosensory system are also under phytochrome control. The study of various light-response mutants suggests that a complex sensory network regulates light-mediated responses. This article attempts to piece together information regarding the sensory systems responsible for blue-light-regulated responses.