植物生长素极性运输调控机理的研究进展

生长素极性运输特异地调控植物器官发生、发育和向性反应等生理过程。本文综述和分析了生长素极性运输的调控机制。分子遗传和生理学研究证明极性运输这一过程是由生长素输入载体和输出载体活性控制的。小G蛋白ARF附属蛋白GEF和GAP分别调控输出载体(PIN1)和输入载体(AUX1)的定位和活性, 并影响高尔基体等介导的细胞囊泡运输系统, 小G蛋白ROP也参与输出载体PIN2活性的调节。本 文基于作者的研究工作提出小G蛋白在调控生长素极性运输中的可能作用模式。     

植物生长素极性运输调控机理的研究进展

生长素极性运输特异地调控植物器官发生、发育和向性反应等生理过程。本文综述和分析了生长素极性运输的调控机制。分子遗传和生理学研究证明极性运输这一过程是由生长素输入载体和输出载体活性控制的。小G蛋白ARF附属蛋白GEF和GAP分别调控输出载体（PINI）和输入载体（AUX1）的定位和活性。并影响高尔基体等介导的细胞囊泡运输系统,小G蛋白ROP也参与输出载体PIN2活性的调节。本文基于作者的研究工作提出小G蛋白在调控生长素极性运输中的可能作用模式。     

植物内膜系统细胞器生物发生及功能的分子机制研究

所有真核细胞都含有一套由多种细胞器组成的内膜系统,包括内质网(endoplasmic reticulum, ER)、高尔基体(Golgi)、反式高尔基体网络(trans-Golgi network, TGN)、液泡前体/多囊泡体(prevacuolar compartment or multivesicular body, PVC/MVB)和液泡(vacuole)或溶酶体(lysosome).这些细胞器在有序调控下被准确和高效地生成,参与细胞内物质运输,在生物个体的生长发育和对环境应答中发挥着重要作用.自2000年以来,我国学者在植物内膜系统细胞器的生物发生及功能方向开展了深入研究并取得了重大进展.本文首先概述了我国学者在植物蛋白运输领域中的代表性研究成果.随后以液泡前体/多囊泡体为例,重点介绍了其鉴定及由其介导的植物液泡蛋白转运,接着详细阐述了由内体蛋白分选转运装置(endosomal sorting complexes required for transport, ESCRT)介导的多囊泡体生物发生的分子机制,并着重介绍了植物特异的ESCRT组分FREE1蛋白在其中的作用.此外,近年来我国学者采用前沿的全细胞电子断层扫描技术,首次对植物根细胞内膜系统进行了精细的三维结构分析并提出了一种新型的由多囊泡体成熟转变成液泡的模型,为进一步研究液泡形成的分子调控机制提供了依据.最后,本文对当前植物细胞器(包括多囊泡体和液泡)的生物发生和功能的研究进行了总结,并对此领域研究的发展前景做出了展望.     

植物生长素的极性运输载体研究进展

生长素极性运输在植物生长发育中起重要的调控作用.植物细胞间的生长素极性运输主要通过生长素运输载体进行调控.该文对近年来有关生长素极性运输载体,包括输入载体AUX/LAX、输出载体PIN、尤其是新近发现的兼有输入和输出载体功能的MDR/PGP等蛋白家族,以及生长素极性运输中PIN与MDR/PGP蛋白间相互作用关系进行综述.     

植物向重力反应中PIN-FORMED介导的生长素极性运输调控

植物的向性,即植物对光或重力等环境刺激信号产生的定向生长反应。在向重力性反应中,植物器官将重力感知为定向环境信号,来控制其器官的生长方向以促进生存。植物激素生长素及其极性运输在植物向重力反应中起着决定性的调控作用。质膜定位的生长素输出蛋白PIN-FORMED(PIN)通过动态的亚细胞极性定位,改变生长素运输的方向以响应环境刺激,由此植物器官间建立的生长素浓度梯度是细胞差异化伸长和器官弯曲的基础,来调控植物的形态建成和生长发育过程。本文主要讨论发生在植物重力感受细胞内早期重力感知和信号转导机制的最新研究进展、PIN介导的生长素极性运输、PIN的极性定位以及质膜蛋白丰度的调控机制等。     

拟南芥根中生长素极性运输的研究进展

生长素极性运输影响植物的生长和发育,在植物器官形态建成、发育等过程中发挥重要的调控作用.生长素极性运输是一个依赖于生长素运输载体来完成的复杂过程.近年来生长素极性运输载体AUX/LAX蛋白、PIN蛋白家族和MDR/PGP蛋白家族在生长素极性运输中作用的研究日益深入,并且在植物激素联系和转运方面取得了重大发现——PILC蛋白.     

拟南芥内膜Na+,K+/H+反向转运体研究进展

拟南芥内膜Na,K~+/H~+反向转运体(Endosomal NHX)的亚细胞定位、离子转运特性及生物学功能阐释取得了重要进展。拟南芥内膜Na~+,K~+/H~+反向转运体包含AtNHX5和AtNHX6两个成员,它们的氨基酸序列相似性为78.7%。研究表明,AtNHX5和AtNHX6具有功能冗余,它们都定位在高尔基体(Golgi)、反面高尔基体管网状结构(TGN)、内质网(ER)和液胞前体(PVC),参与调控耐盐胁迫、pH平衡和K~+平衡等。有报道显示内膜NHXs跨膜结构域存在能够调控自身离子活性的酸性保守氨基酸残基,对其自身功能具有决定性作用。最新研究结果表明,拟南芥内膜NHXs影响囊泡运输和蛋白存贮,并参与生长素介导的植物生长和发育。文中主要对拟南芥内膜NHXs的亚细胞定位、离子转运、功能及应用进展进行了概述。     

2011年第9期《遗传》封面说明

生长素浓度梯度对生长素调控植物胚胎和器官发育、向地性和向光性生长等具有重要作用。生长素浓度梯度的形成依赖于生长素的极性运输。生长素极性运输主要由极性定位于细胞膜上的输出载体PIN(pin-formed family)家族蛋白     

植物叶脉发育的分子机制

叶脉在高等植物发育过程中扮演着为叶片输送水分和营养及支撑叶片的重要角色。植物叶片的形态构造看起来简单,而叶脉发育的分子机理却十分复杂。大量研究表明,植物叶脉发育与生长素的极性运输紧密相关,此外,还受到众多转录因子、小分子RNA以及细胞分裂素、油菜素内酯等因素的调控。综述了近年来叶脉发育的分子机制研究进展,以期了解叶脉发育的调控网络。     

蕨类植物孢子与种子植物花粉萌发的比较

蕨类植物孢子与种子植物花粉在有性生殖过程中都具有重要的作用。花粉作为种子植物的雄配子体,通过萌发后极性生长的花粉管将精细胞送到胚囊完成受精作用。蕨类植物孢子作为配子体的原始细胞,通过不对称的有丝分裂产生一大一小两个细胞,小细胞萌发出极性生长的假根,大细胞继续分裂发育为原叶体（配子体）。成熟的花粉和蕨类植物孢子都是代谢高度静止的细胞,两者的萌发过程不仅都受到各种不同环境因子的影响,而且在信号转导、极性建立和能量代谢等方面可能有着相似的调控机制。本文综述了蕨类植物孢子和种子植物花粉萌发过程的差异和保守性特征。     

蕨类植物孢子与种子植物花粉萌发的比较

蕨类植物孢子与种子植物花粉在有性生殖过程中都具有重要的作用。花粉作为种子植物的雄配子体, 通过萌发后极性生长的花粉管将精细胞送到胚囊完成受精作用。蕨类植物孢子作为配子体的原始细胞, 通过不对称的有丝分裂产生一大一小两个细胞, 小细胞萌发出极性生长的假根, 大细胞继续分裂发育为原叶体(配子体)。成熟的花粉和蕨类植物孢子都是代谢高度静止的细胞, 两者的萌发过程不仅都受到各种不同环境因子的影响, 而且在信号转导、极性建立和能量代谢等方面可能有着相似的调控机制。本文综述了蕨类植物孢子和种子植物花粉萌发过程的差异和保守性特征。     

生长素在植物胚胎早期发育中的作用

有性生殖是有花植物的一个重要特征, 胚胎则是实现有性生殖和世代交替的重要载体。植物胚胎从双受精开始, 经历了合子极性建立、顶基轴形成、细胞层分化和器官形成等过程, 这些过程都受到生长素的调控。近年来的研究表明, 生长素在生物合成、极性运输和信号转导3个层面上调控胚胎的发育过程。该文以双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为例, 综述了生长素对胚胎早期发育过程, 包括合子极性和顶基轴建立、表皮原特化和对称模式转变、胚根原特化和根尖分生组织形成及茎尖分生组织形成等发育的调控机制。     

植物细胞与细胞间物质转运及其对生长发育的调控

细胞与细胞之间的物质运输和信号传递对于多细胞生物的生长发育非常重要．一些内源的大分子物质如蛋白质、核酸或核酸蛋白质复合体可以选择性地通过植物特有的亚细胞结构即胞间连丝（PD）在细胞之间运输．小分子物质主要以被动的形式在细胞间通过PD进行扩散．PD对蛋白质和核酸的运输具有选择性,这种运输受到严格调控．大分子物质在细胞间的运输对植物的生长和发育有极其重要的调控作用．KN1,STM,SHR,TRY和WER等转录因子在细胞之间的转运对于维持植物的茎尖分生组织、根尖分生组织和表皮细胞功能起重要作用．另外,某些小分子RNA也能够在植物细胞间进行选择性运输,并通过在不同细胞中降解或抑制靶mRNA的翻译来调节植物组织的生长发育．     

生长素与植物根尖干细胞巢的维持

干细胞巢的维持与后代细胞的分化是多细胞高等生物个体发育的基础。生长素对植物茎尖和根尖分生组织的形态建成, 尤其是对位于植物这2个末端的分生组织中心的干细胞巢的活性维持起着至关重要的作用。该文综述了近几年在植物根尖干细胞发育领域的研究进展, 主要阐释了PLT蛋白途径、SCR-SHR蛋白途径以及环境因子多信号调控模块维持植物根尖分生组织中干细胞巢稳定的机制, 揭示了生长素可以通过就近合成、极性运输以及信号转导3种方式参与这些信号模块的调控, 从而维持生长素在根尖静止中心细胞附近干细胞巢的浓度梯度, 精确地平衡植物干细胞巢中细胞的增殖与分化。     

生长素的极性运输及其在植物发育调控中的作用

生长素是已知的植物激素中唯一具有极性运输方式的激素。利用生长素极性运输抑制物和生长素极性运输突变体,使人们获得大量有关生长素及其极性运输在植物生长发育调控中具有重要作用的资料。与生长素极性运输有关的基因的克隆及其表达调控的研究将进而在分子水平上阐明其作用的机理。     

蔗糖膜运输系统与植物整体碳分配相关（综述）

蔗糖是光合作用的主要产物,作为碳同化的产物在植物体内进行分配。蔗糖的转运机制和效率通过减弱产物抑制来影响光合产率,通过控制源／库关系和生物量分配来调控植物活性。蔗糖在细胞质合成,或通过胞间连丝进行细胞问转运,或跨膜区域化,或外输入质外体被相邻细胞吸收。作为相对大极性的化合物,蔗糖的有效膜转运需要转运蛋白协助。跨液泡膜运输机制可能通过异化扩散、质子对向运输和同向运输;而跨质膜的运输则可能通过质子同向运输和异化扩散类似机制。近几十年仅在分子水平对质子同向运输进行了较为详尽的研究。这篇综述旨在综合介绍最近和过去关于蔗糖跨膜转运与植物整体碳分布机制。     

细胞壁在植物胚胎发生中的作用

在植物的生长与发育过程中,细胞壁不仅在决定和维持细胞形态方面发挥了重要作用,而且还参与了对细胞生长与分化的调控,这种调控涉及一些细胞壁信号分子,尤其是一些细胞壁水解产物在细胞内和细胞间的转导。现对细胞壁在植物胚胎发生中的作用进行综述。     

植物液泡蛋白质组研究

植物液泡是植物生长、发育及逆境防御必要细胞器。细胞中有不同类型的液泡,执行不同的功能,如蛋白质降解、更新、解毒、代谢物储存和离子稳态等。随着质谱技术的快速发展,基于质谱的蛋白质组学分析将有助于鉴定液泡蛋白质组分及了解液泡膜上的一些特异载体和通道转运过程。本综述将从液泡功能,液泡蛋白质及液泡膜蛋白的提取、纯化,植物液泡蛋白质组及膜蛋白质组的研究,液泡磷酸化蛋白质组研究等方面进行阐述。     

活性氧调控植物生长发育的研究进展

活性氧(ROS)是植物有氧代谢过程中的副产物, 它在植物的许多生命过程中均具有有害和有利的双重功能。ROS对细胞的氧化损伤作用和信号转导诱导植物防卫反应已有详尽的研究。近年来, 越来越多的关于ROS调控植物生长发育的证据开始引起了人们的广泛关注。细胞的生长是植物发育的重要部分, ROS通过直接或间接调节细胞的生长来控制植物的发育, 成为植物发育的重要调节剂。该文综述了羟自由基(.OH)及其前体超氧阴离子自由基(O2^–. )和过氧化氢(H₂O₂)调控植物生长发育的研究进展, 包括ROS调控植物不同器官生长的证据和机理、ROS产生的途径及其检测方法, 同时对今后的研究进行了展望。     

液泡加工酶: 植物中具有胱天蛋白酶功能的蛋白酶

植物的液泡加工酶(VPE)是一类存在于液泡中的半胱氨酸蛋白酶家族,最近被发现与动物细胞的胱天蛋白酶(caspase)在调控细胞的PCD(细胞程序性死亡)方面具有相似性。文章综述了VPE调控植物细胞程序性死亡的研究进展,从结构、功能和作用机制方面讨论了液泡加工酶与胱天蛋白酶的相似性。