植物细胞壁松弛蛋白——膨胀素

膨胀素(expansin,也称作扩张素或扩张蛋白)是一种引起植物细胞壁松弛的蛋白质,在植物细胞伸展以及一系列涉及细胞壁修饰的生命活动中起着关键作用。膨胀素由多基因家族编码,目前的研究表明膨胀素超家族由4个基因亚家族构成。膨胀素存在于不同的种属植物中,并克隆了大量的扩张蛋白基因。综述了近年来国内外有关膨胀素基因和蛋白的结构特征及作用机制等方面的研究进展。     

膨胀素——一个引人注目的细胞壁松弛酶候选者

植物的生长是植物生理学中一个最基本且重要的问题。细胞膨胀生长（扩大和伸长）的前提是使细胞壁松弛和不可逆伸展。生物物理和生物化学分析表明,细胞壁衬质是控制细胞壁生长的最重要的因素[4]。目前,人们普遍认为,衬质多糖作为“链”（tether）,把纤维素微纤丝结合在一起[9];或作为“填补物”（filler）,防止微纤丝聚集[15,22,30]。并进一步认为,细胞壁松弛的机理是衬质多糖被水解断裂[1,9,13,14]。据报道,多种修饰酶（如葡聚糖酶[1,9,19]、葡萄糖苷酶[19,27]、半乳糖苷酶[17,31]、果胶甲酯酶[11]、IAA氧化酶[2]、过氧…     

一种植物细胞壁松驰蛋白:膨胀素

在植物细胞的生长过程中 ,多糖和蛋白质分泌到细胞壁里层 ,并形成具有一定机械强度的网络 ,这个网络是能伸展的 ,除非细胞停止生长。在细胞的生长过程中 ,一种细胞壁蛋白—膨胀素首次被鉴定出来具有使细胞壁的多糖网络疏松的能力 ,从而使膨压驱动的细胞扩大。膨胀素由两个多基因家族即α -膨胀素和 β -膨胀素多基因家族编码 ,每种基因的表达具有部位和细胞类型的特异性 ,但最新的研究也表明拟南芥中的膨胀素可以分为三个亚家族。越来越多的膨胀素基因从各种植物中鉴定出来 ,系统分析显示它们可能从一个共同的祖先基因进化而来。膨胀素的作用机理研究的还不是很清楚 ,但因为它们具有特别的功能 ,因此展现出良好的工业化应用前景。     

膨胀素的结构与功能

膨胀素是植物细胞生长期间释放的一种能使细胞壁松弛的蛋白质,是细胞壁伸展的关键调节剂,对细胞生长有重要作用。膨胀素由庞大的基因家族编码,分为α-、β-、γ-和δ-膨胀素。膨胀素有多种功能,研究它对搞清生长机制有着重要的意义。     

铜在植物生长发育中的作用

铜是植物正常生命活动所必需的 7种微量元素之一 ,参与植物生长发育过程中的多种代谢反应。铜是多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、细胞色素氧化酶等的组成成分 ,参与植物体内的氧化还原过程。它也存在于叶绿体的质体蓝素中 ,参与光合作用的电子传递。1　植物对铜的吸收及其代谢植物通过根部从土壤中以离子形式吸收铜 ,也可通过叶面吸收。根部除了吸收溶解在土壤溶液中的铜以外 ,还能通过分泌出柠檬酸、苹果酸等有机酸以及呼吸作用形成的碳酸溶解难溶性物质以获取铜。影响根部吸收铜的因素除温度、通气状况、溶液浓度和离子间相互作用外 ,很重要…     

植物激素在植物细胞壁扩展中的作用

细胞壁不仅是植物细胞结构的重要组成部分,而且控制着细胞的大小、形状和生长。细胞经有丝分裂后,原生质体吸水膨胀,细胞壁重塑,新生壁物质合成,纤维素定向沉积等引发细胞壁生长。在这些过程中,乙烯（ethylene,ET）、生长素（auxin）、赤霉素（gibberellin,GA）、油菜素甾醇（brassinosteroids,BR）等植物激素调控细胞壁生长相关酶类如纤维素合酶复合体（cellulose synthase A,CESA）、扩展素（expansin,EXP）、木葡聚糖内糖基转移酶／水解酶（xyloglucan endotran glucosylase／hydrolase,XET／XTH）的表达活性,进而调控细胞壁扩展,促使细胞壁的生长。     

寡糖素对植物生长发育的调控

寡糖素是20世纪70年代发现的一类具有生物活性的寡糖,近年来在发育生物学中引起人们的浓厚兴趣,本文就它在植物生长发育方面的作用概要的介绍和展望。     

Expansin的研究进展

随着对植物生长机制的不断深入研究,发现expansin蛋白具明显而广泛的促进生长的作用。简述了expansin蛋白的生化特性及其对细胞壁的松弛机制,同时介绍了expansin在水稻中的组织定位。     

甾醇在调节植物生长发育中的研究进展

甾醇是一种异戊二烯类化合物,在生物的生长发育中起着重要作用。甾醇不仅是真核细胞膜的结构成分,而且也是甾醇激素生物合成的前体,在植物细胞分裂、胚胎发生和发育、参与逆境胁迫中起着关键作用。在植物中,甾醇衍生的油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)在生长发育中的多种功能已被广泛研究,BRs作为一类植物激素,协同其他激素在植物生长发育中发挥多种功能,从细胞分裂、细胞扩张、气孔导度和根系发育,BRs在植物生命周期的各个方面都发挥着重要的作用。除了这些功能外,BRs作为植物甾醇合成途径的重要产物,作为一种重要的信号分子响应逆境胁迫及调控植物的形态建成。本文对BRs合成途径中的相关基因的研究进展进行了概述,并且综述了油菜素内酯的生物合成及其在调节植物生长发育中的研究进展,最后对油菜素内酯的研究前景进行了讨论和展望。     

microRNA及其在植物生长发育中的作用

microRNA（miRNA）是真核生物中一类长度约为22个核苷酸的调控基因表达的非编码小分子RNA。文章介绍miRNA在植物生长发育、激素分泌与信号转导、对外界环境胁迫的应答以及调控自身合成中的作用的研究进展。     

类脂对植物生长和发育的作用

简述了类脂在植物生长和发育中的作用,特别是类脂中脂肪酸的饱和度对植物生长发育的影响,植物固醇对植物的表型和在低温下的生长、胚胎的发育以及可育性中的作用.     

芥子油苷-黑芥子酶系统及其在植物防御和生长发育中的作用

本文对十字花科（Cruciferae）植物体内的芥子油苷-黑芥子酶系统在生物、非生物胁迫和生长发育中的研究进展作了介绍。     

The Role of Salicylic Acid Signal in Plant Growth,Development and Abiotic Stress

In nature, plants are constantly affected by adverse conditions. Unlike animals, plants can resist these adverse stresses only by insisting on their original positions. Stress can be divided into biological stress and abiotic stress, abiotic stress directly affects the growth, development and yield of plants, it spans all developmental stages from seed germination to senescence. In order to adapt to changing environment, plants have evolved well-developed mechanisms that help to perceive the stress signals and enable optimal growth response. Salicylic acid (SA) is an important endogenous signal molecule in plants, which not only regulate some plant growth and development processes, but also plays an important part in plant stress resistance. Much work about salicylic acid has been done on the immunity of plants to pathogens, and the synthesis and signal transduction of SA are clearly understood, its function in plant growth, development and abiotic stress is also well learned, we systemically summarized the multiple function of SA signal in non-pathogen-related response, such review should help us understand the common but essential function of SA signal in modulating plant growth, development and abiotic stress.     

植物类受体蛋白参与植物生长与发育的研究进展

类受体蛋白(receptor-like protein,RLP)广泛存在于高等植物中,其家族在拟南芥中有57个成员。研究表明RLP蛋白参与了植物茎尖分生组织(shoot apical meristem,SAM)、根尖分生组织(root apical meristem,RAM)和维管分生组织等器官的生长与发育过程,例如CLV2(CLAVATA2)和FEA2(FASCINATED EAR2)参与了分生组织的维持与分化和其他器官的发育、TMM(TOO MANY MOUTHS)则介导了植物表皮细胞的分裂和气孔分布。另一方面,RLP蛋白在植物抗病中发挥着重要作用,包括番茄抗叶霉菌Cf类蛋白、番茄抗黑白轮枝菌Ve1和Ve2以及番茄应答非致病绿色木霉菌激发子的抗病蛋白LeEix等。同时,研究表明RLP蛋白在细胞间信号的接受与传递过程中起着极为重要的作用。本文综述了近年来对植物类受体蛋白参与植物生长与发育的功能、信号识别、传输与转导等方面的研究进展。     

扩展蛋白与植物抗逆性关系研究进展

扩展蛋白是一种细胞壁蛋白,可调节细胞壁的松弛和伸展。目前研究表明,扩展蛋白几乎参与调节植物生长发育的整个进程。扩展蛋白还与植物的多种抗性反应有关,在植物对干旱、高盐以及病虫害等生物胁迫和非生物胁迫响应方面起着重要的调节作用。干旱胁迫下扩展蛋白基因的表达与植物的抗旱性有一定的关系;植物的耐盐性受到扩展蛋白基因表达的影响;淹水促进植物的伸长生长与扩展蛋白的表达密切相关;扩展蛋白调节细胞壁松弛为植物抗病性研究提供了新的思路。     

Inducible Repression of Multiple Expansin Genes Leads to Growth Suppression during Leaf Development

Expansins are cell wall proteins implicated in the control of plant growth via loosening of the extracellular matrix. They are encoded by a large gene family, and data linked to loss of single gene function to support a role of expansins in leaf growth remain limited. Here, we provide a quantitative growth analysis of transgenics containing an inducible artificial microRNA construct designed to down-regulate the expression of a number of expansin genes that an expression analysis indicated are expressed during the development of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) leaf 6. The results support the hypothesis that expansins are required for leaf growth and show that decreased expansin gene expression leads to a more marked repression of growth during the later stage of leaf development. In addition, a histological analysis of leaves in which expansin gene expression was suppressed indicates that, despite smaller leaves, mean cell size was increased. These data provide functional evidence for a role of expansins in leaf growth, indicate the importance of tissue/organ developmental context for the outcome of altered expansin gene expression, and highlight the separation of the outcome of expansin gene expression at the cellular and organ levels.     

Auxin-Gibberellin Interactions and Their Role in Plant Growth

Recently it was discovered that auxin promotes gibberellin (GA) biosynthesis in decapitated stems of pea (Pisum sativum L.) and tobacco (Nicotiana tabacum L.), and here we review the evidence for this interaction. We also discuss the possible relationship between auxin and the mechanisms by which bioactive GAs (such as GA1) regulate their own levels, and the implications of the auxin-GA interaction for the control of plant growth. It is now possible to envisage auxin as a messenger linking the apical bud with the biosynthesis of active GAs in the expanding internodes. Finally, new evidence is presented that the promotion of growth by GA1 does not depend on GA1-induced increases in auxin content.     

F-box蛋白质在植物生长发育中的功能

在真核生物中, 泛素介导的蛋白降解途径参与了许多生物学过程。SCF复合体是一种非常重要的E3泛素连接酶, 在植物中研究的最为深入。F-box蛋白包含一个F-box 基序, 是SCF复合体的一个亚基, 它决定了底物识别的特异性。目前, 从各种植物中已鉴定出大量的F-box蛋白质, 它们参与了植物激素(乙烯, 生长素, GA, JA)的信号传导以及自交不亲和、花器官发育等生物学过程, F-box蛋白还参与了植物的胁迫反应。最新研究结果显示, 一个F-box蛋白TIR1是生长素的受体。因此, F-box蛋白质介导的泛素化蛋白质降解途径可能是植物基因表达调控的重要机制。