生长素的运输及其在信号转导及植物发育中的作用

生长素作为一种重要的植物激素,参与调节植物生长发育的诸多过程,如器官发生、形态建成、向性反应、顶端优势及组织分化等,其作用机理长期以来备受人们关注。生长素的极性运输能使生长素积累在植物体某些特定部位,从而形成生长素浓度梯度,生长素对植物生长发育的调节主要依赖于这一特性。系统阐述生长素的运输特点、运输机理和相关生长素极性运输载体的研究进展;并对生长素信号转导途径中的重要组分及其机理进行了总结;同时较系统地对生长素参与植物体各器官发育过程及调节情况进行综述。     

植物生长素的研究性学习

研究性学习是现行普通高中课程计划内综合实践活动的一项内容 ,也是培养学生自主学习、主动探究、勇于创新的一种教学方式。在深化我校生物学教学改革的过程中 ,我们师生共同确定以植物生长素为课题 ,开展探究性实验研究活动 ,研究性学习使师生受益非浅。1　问题的提出高中《生物》“植物生命活动的调节”一节 ,教材内容主要包括 :生长素的发现、生长素的基本理论要点、生长素的生理作用 ,以及生长素在农业生产上的应用等。其中 ,生长素的发现主要是介绍科学家研究和发现生长素的简史 ,通过教学不仅使学生习得有关生长素基本理论的要点 ,而…     

“顶端优势”原理在生产实践中的应用与思考

<正>在新课标人教版高中生物必修3第三章《植物的激素调节》中,以顶端优势为例,说明植物激素之一——生长素对植物生长有两重性——既能促进生长,又能抑制生长。典型体现在植物的"顶端优势"上。顶芽产生生长素由于极性运输从而造成侧芽生长素积累,结果导致顶芽生长快,侧芽生长受到抑制。这在农业生产上对一些农作     

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。     

植物非经典生长素信号转导通路解析

植物激素生长素参与调控植物生长发育的各个过程,包括胚胎发育、器官发生和向性运动等。植物通过协调生长素的合成代谢、极性运输以及信号转导来实现对不同生长发育过程的精准调控。生长素的功能依赖于其信号被感知后经由信号转导通路转换为下游复杂多样的反应。经典的生长素信号转导通路阐明了细胞核内从SCF~(TIR1/AFB)受体到Aux/IAA蛋白的泛素化降解最终通过ARF转录因子调控基因转录的完整生长素响应过程。该核内信号通路揭示了生长素转录调控生长发育的诸多分子机制,但植物生长发育调控过程中仍有许多生长素响应过程无法通过该经典信号通路解析。重点阐述生长素非经典信号通路的调控机制及其对植物生长发育的重要作用,并讨论和展望生长素非经典信号通路研究目前所面临的挑战以及研究前景。     

生长素及其运输蛋白对植物铝胁迫的响应

铝对植物的毒害作用主要表现为抑制根尖生长,而根尖生长与生长素及其运输密切相关,铝可能影响了生长素及其代谢过程,但目前尚不清楚生长素及其运输蛋白如何参与植物应对铝胁迫响应。本文通过分析、总结前人研究,并结合自己的前期研究结果,初步阐述生长素或其运输蛋白对植物铝胁迫的响应,即铝影响生长素代谢的相关基因,干扰根尖生长素运输蛋白在细胞内分布及其囊泡运输,调控生长素的极性运榆,进而抑制根尖生长。另一方面,生长素或其运输蛋白又参与了植物应对铝胁迫过程,这主要体现在参与了植物铝毒信号传递、根系铝内置化过程和减缓铝诱导的氧化胁迫。最后,本文提出了生长素及其运输蛋白对植物铝胁迫响应的可能模型。     

IAA浸种对水稻种子萌发过程中蛋白质代谢的影响

在水稻生产中常遇到因收获或贮存失误使种子发芽率降低的情况,我们(1980)曾试用多种生长调节物质浸种,以期提高种子发芽率;结果表明,生长素有明显增进种子发芽的作用。本文试图从生长素(IAA)对水稻种子萌发过程中蛋白质代谢的影响进一步认识生长素促进水稻种子发芽的生理作用。     

TIR1终于被确证为生长素受体

生长素受体-TIR1近期被确定,解决了生长素研究中长期令人困惑的一大难题。生长素首先和TIR1结合并且促进TIR1和Aux／IAA蛋白质的相互作用。TIR1和其他至少3种F-box蛋白质一起发挥作用,激活了泛素化的蛋白质降解过程,启动了基因转录,从而导致了植物生长发育过程中的生长素反应。     

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.     

类黄酮调节生长素的极性运输(综述)

生长素在植物体内是通过极性运输方式输送的,这个运输过程是一个严格调控的过程.目前对其调控机理尚不了解.植物体内广泛存在的类黄酮类物质影响生长素运输,对生长素运输起负调控作用.     

转正义和反义abp基因烟草原生质体质膜超极化特性及其培养

以转生长素结合蛋白 (ABP)基因烟草为材料 ,通过原生质体培养和测定原生质体的跨膜电位 ,研究了abp基因转移与生长素诱导的烟草原生质体质膜超极化特性、原生质体培养过程中对生长素的敏感性三者之间的关系 .结果表明 :转正义abp基因烟草达到最大超极化的NAA浓度小于对照 ,原生质体培养中对生长素的敏感性增加 ;而转反义abp基因烟草达到最大超极化的NAA浓度则大于对照 ,原生质体培养中对生长素的敏感性降低 .这为ABP在内质网上合成后需运输到细胞膜上发挥作用提供了证据     

十大提问破解“生长素的生理作用”教学难点

"生长素的两重性"是必修3中"植物生命活动的调节"的重点内容,其两重性具体表现在既能促进生长,又能抑制生长。学生在学习这部分内容时,初次理解并不觉得很困难,但缺乏对这部分知识的深入理解和把握。例如:生长素浓度对植物生长影响曲线的真正含义,曲线中生长素的浓度是体内的浓度还是体外施加的浓度,曲线背后的实验是如何设计的,对照组是什么,生长素作用的两重性如何体现等。利用教材上"生长素浓度对根和茎细胞生长的影响"的曲线图,通过在课堂设计中设计的十大问题,训练学生的识图能力、实验设计能力、比较归纳和总结能力,以及将所学知识应用到真实场景的能力,让学生真正理解生长素作用两重性的含义。     

泛素降解途径与生长素的调节

就近几年来泛素降解途径在生长素调节中的作用作了介绍,主要是3个蛋白家族突变体的一系列分子分析研究,即生长素应答因子(auxin responsefactors,ARFs)、生长素/吲哚乙酸(Aux/IAA)家族和泛素蛋白酶解组分.ARFs可以直接与DNA结合,介导生长素调节的基因表达;Aux/IAA通过与ARFs形成异源二聚体阻碍ARFs执行功能;泛素降解途径包括泛素激活酶El、泛素连接酶E2、泛素连接酶E3及26S蛋白酶体.生长素通过促进Aux/IAA与E3-SCFTIR1的相互作用降解Aux/IAA蛋白,释放出的ARFs与DNA结合,调节生长素相关基因表达.COP9(constitutive photomorphogenic locus 9)信号体也通过调节SCFTIl活性参与此过程.     

“生长素的生理作用”一节的教学设计

科学探究和科学思维是生物学核心素养体系的重要部分。在"生长素的生理作用"一节课的教学中,通过引导学生设计并完成实验,将教材上抽象的概念转换成感性的认识,再利用数学方法进行理性分析,最终阐明生长素的生理作用概念并用以分析生产实践问题。整个教学过程重实践,提高学生的科学探究能力,发展科学思维,逐渐形成稳态和平衡观。     

以玉米胚芽鞘为材料的“生长素的发现”系列实验

"植物生长素的发现"科学史是培养学生实验探究能力、落实高中生物学课程理念的良好载体。着重介绍以玉米胚芽鞘为材料的"生长素的发现"系列实验的做法。     

ARF5/MONOPTEROS(MP)调控作用研究进展

生长素响应因子(auxin response factors,ARFs)是生长素响应机制中的重要元件,其中,ARF5/MONOPTEROS(MP)参与调控许多生长发育过程。该文对近年来国内外有关ARF5/MP的研究进展,以及由ARF5/MP介导的生长素应答通路在拟南芥的胚根原特化、维管组织发育、茎尖发育等过程中的作用以及鉴于ARFs成员之间在结构和功能上的保守性等研究进展进行综述,为阐明植物体对生长素响应的分子机理提供参考。     

生长素的信号传导与泛素化作用

生长素是植物体内一类非常重要的内源激素,它控制着植物的细胞伸长,顶端优势,侧根发生及维管束的发育等重要的生理过程。研究表明,生长素领带传导与泛素介导的某些蛋白质的降解过程密切相关。本文对生长素信号传导与泛素化作用的最新研究进展进行了综述。     

生长素调控植物重力反应的分子机理研究

重力反应是植物对环境的一种适应现象。生长素参与植物环境适应与发育调控的过程,重力反应过程的核心之一是在重力反应器官形成生长素的浓度梯度,诱导下游基因的差异表达。生长素的合成、代谢、极性运输及信号转导在此过程中发挥了关键作用。该文以拟南芥和水稻的研究为基础,综述了近几年对生长素调控植株重力反应的分子机理的研究进展,并对该领域未来的研究进行展望。     

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.     

植物生长素受体蛋白研究现状

受体是研究生长素信号传导链的关键环节,因为只有生长素与生长素受体结合以后才会引起后续的级联反应,生长素受体的发现对探索和了解生长素调控机制是极其重要的.目前所发现的生长素结合蛋白(受体)有TIR1和ABP1.扼要的介绍生长素受体TIR1的结构及其与生长素的结合位点,阐述了TIR1在基因水平上的调控和AUX/IAA被泛素化后最终被26S蛋白酶体降解的过程.概述了ABPI的结构、活性位点、性质以及ABP1的作用机理的模型.