拟南芥反应调节因子研究进展

反应调节因子是His_Asp磷酸转移信号传导途径的重要组分。它通过在保守的Asp残基上接受由感受器转移而来的磷酸基团对下游基因进行调控,以对环境刺激作出反应。在高等植物拟南芥中已经发现14种反应调节因子,它们可分为A,B两种亚型。在结构上,B亚型反应调节因子的B盒序列和较长的C末端延伸使其具有转录因子的作用;在表达特性上,A亚型反应调节因子的转录受细胞分裂素和硝酸盐诱导;在生化特性上,A亚型反应调节因子具有磷酸化酶活性,而B亚型反应调节因子可能是AHPs的磷酸提供者。     

拟南芥反应调节因子研究进展

反应调节因子是His_Asp磷酸转移信号传导途径的重要组分。它通过在保守的Asp残基上接受由感受器转移而来的磷酸基团对下游基因进行调控 ,以对环境刺激作出反应。在高等植物拟南芥中已经发现 1 4种反应调节因子 ,它们可分为A ,B两种亚型。在结构上 ,B亚型反应调节因子的B盒序列和较长的C末端延伸使其具有转录因子的作用 ;在表达特性上 ,A亚型反应调节因子的转录受细胞分裂素和硝酸盐诱导 ;在生化特性上 ,A亚型反应调节因子具有磷酸化酶活性 ,而B亚型反应调节因子可能是AHPs的磷酸提供者     

细胞分裂素对植物基因表达的调节

细胞分裂素能显著改变植物基因转录的水平,在转录水平上或转录后水平上调控植物基因的表达。蛋白质磷酸化在细胞分裂素的信号转导过程中起着重要的作用,但迄今为止细胞分裂素的顺式作用元件和反式作用因子尚未有报道。文章最后就细胞分裂素对植物基因表达调节研究作了展望。     

玉米细胞分裂素反应调节因子基因的克隆与进化分析

在植物的生长发育过程中,细胞分裂素在调节细胞分裂和组织发育中起着非常重要的作用.研究表明细胞分裂素的信号转导是一种双组分信号转导途径,在这个系统中,由3种蛋白组成,分别是组氨酸激酶、磷酸转移蛋白和反应调控因子.利用已经克隆的玉米和水稻细胞分裂素反应调节因子基因,进行BLAST分析从玉米全基因组中获得候选ZmRR类型基因.然后设计全长基因引物,通过Trizol法提取玉米叶片总RNA,利用RT-PCR技术克隆出全长候选基因.序列分析表明所扩增序列含有完整的编码框,共编码156个氨基酸残基.序列比对分析其与ZmRR1-10基因具有较高的同源性,并命名为ZmRR11,系统进化树分析证实其属于A类细胞分裂素调控因子,并对所有ZmRR类型基因进行motif分析,共发现37个保守的motif.该基因的克隆和进化分析对阐明玉米双元信号传导体系具有重要的意义.     

卵泡生长发育的调节因子

胎儿期卵巢中的卵泡仅有一小部分能发育到成熟并排卵,大多数卵泡都要发生闭缩。闭缩发生在卵泡生长发育的各个阶段,在不同阶段,调节卵泡分化的因子是各不相同的,本文综述了在卵泡生长发育各个阶段的调节因子,主要包括内分泌因子,局部分泌因子和细胞内的调节因子。原始卵泡闭缩是卵泡褪化的主要原因;在低速生长的腔前卵泡阶段,局部会产生一些生长因子,这些因子能够促进卵泡生长发育,抑制其闭缩,腔室卵泡阶段,是卵泡生长发育最重要的阶段,在该阶段,FSH是其重要的调节因子。另外,胰岛素类生长因子1和白细胞介素1β也是腔室卵泡阶段的重要调节因子,排卵前卵泡能够表达促黄体激素受体,促黄体激素和其受体是此阶段卵泡存活的调节因子。但是,对黄体波和排卵间的时间了解甚少。在此阶段,孕激素是卵泡存活的调节因子。     

拟南芥中4种细胞分裂素的高效液相色谱法测定

应用高效液相色谱法同时测定拟南芥中4种细胞分裂素组分玉米素(Z)、玉米素核苷(ZR)、6-r,r-二甲基烯丙基氨基嘌呤(2ip)和6-r,r-二甲基烯丙基氨基嘌呤核苷(2ipr)含量。结果表明,采用反相色谱柱Waters C₁₈柱(4.6×250 mm,5 μm),在35℃以乙腈和三乙胺缓冲液为流动相梯度洗脱,流速1 ml/min,在270 nm处能准确检测出拟南芥中4种细胞分裂素组分的含量,检测限达0.001 μg/ml。     

生长素和细胞分裂素在调节豌豆根系缺铁反应中的作用

在水培条件下研究了生长素和细胞分裂素对两种基因型豌豆根系铁还原力的影响。结果表明,去顶,顶端涂抹ＮＡＡ和茎基部涂抹ＣＭＥ都不影响豌豆根系铁还原力。茎尖,茎基部和根系的ＩＡＡ、Ｚ／ＺＲ含量与根系铁还原力之间没有明显的相关性。     

Leukamenin E调节拟南芥幼苗生长发育的模式及其机制

研究对映-贝壳杉烷型二萜化合物Leukamenin E对拟南芥种子萌发、下胚轴伸长以及根生长发育的作用模式,并探讨植物激素生长素和乙烯可能介导Leukamenin E影响拟南芥主根生长、侧根和根毛发育的初步机制。结果表明:Leukamenin E浓度在10~160μmol·L~(-1)范围对拟南芥种子的萌发率无显著影响,但高浓度Leukamenin E(80~160μmol·L-1)显著抑制种子的萌发速率。Leukamenin E对拟南芥幼苗根生长的抑制作用明显高于对下胚轴的抑制效应。进一步研究表明,Leukamenin E通过阻滞根尖细胞有丝分裂和细胞伸长进而抑制主根的生长,并能促进侧根提前发生并影响其形成数量,同时减少根毛密度及降低根毛长度。Leukamenin E联合乙烯利(乙烯释放剂)处理可阻止乙烯利单独使用对拟南芥幼苗根毛生长的促进作用,与Ag+(乙烯竞争抑制剂)联合乙烯利的作用效果相一致,表明Leukamenin E可能通过干扰根细胞乙烯途径而抑制根毛发育。流动注射化学发光分析和酶联免疫检测的结果发现,Leukamenin E显著上调拟南芥幼苗根组织中生长素(IAA)水平,表明生长素可能作为主要因子介导了Leukamenin E对拟南芥幼苗根生长发育的调节作用。     

生长素响应因子与植物的生长发育

生长素响应因子(Auxin response factor, ARF)作为一类调控生长素响应基因表达的转录因子, 是生长素研究的重要内容。它可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。文章介绍了植物体内ARF家族的分子生物学近年来的研究进展, 同时也讨论了ARF转录因子的结构、ARF基因的表达调控、ARF在植物生长发育及信号转导中的作用以及ARF对靶基因的调控机制等内容。植物ARF成员都有一定的同源性, 大多含有4个结构域, 在多种组织和器官中都有表达, 其表达受到转录及转录后调控, 并且在介导生长素与其它激素之间相互作用方面扮演重要角色。     

磷和葡萄糖及细胞分裂素对拟南芥SEN1基因表达的影响

拟南芥SEN1基因受衰老诱导.将该基因启动子融合报告基因萄聚糖酶(glucuronidase,GUS)基因转入拟南芥,通过染色并测定GUS活性发现,缺氮、缺磷、缺钾诱导叶中SEN1表达,而只有缺磷能导根中SEN1表达.缺磷对根叶中SEN1的诱导被3%葡萄糖和细胞分裂素抑制.3%葡萄糖胺在根和叶中均诱导SEN1表达,外源细胞分裂素不能抑制这种效应.结果表明:SEN1基因可受缺磷信号特异调控,并受糖信号和细胞分裂素负调控;葡萄糖胺能大大促进根和叶中SEN1表达,且不受细胞分裂素的负调控.     

DEAD-box基因家族在拟南芥生长发育中的作用

在RNA代谢过程中,需要许多蛋白和核酸的参与,其中一类蛋白就是RNA解旋酶。RNA解旋酶通过水解ATP获得能量来参与RNA代谢的多个方面,包括核内转录、pre-mRNA的剪切、核糖体发生、核质运输、蛋白质翻译、RNA降解、细胞器内基因的表达。DEAD-box蛋白家族是RNA解旋酶中最大的亚家族,它具有9个保守结构域,因motifyⅡ的保守氨基酸序列Asp-Glu-Ala-Asp(DEAD)而命名。该家族在酵母、拟南芥(Arabidopsis thaliana Heynh.)和人类基因组中都有较多的家庭成员。近年来,研究者对拟南芥DEAD-box蛋白家族的结构和功能进行了一些研究,本文着重总结DEAD-box基因家族对拟南芥生长发育的影响。     

细胞分裂素对植物衰老的延缓作用

细胞分裂素是一类重要的植物激素,它可在一定程度上延缓植物的衰老。主要从3个方面综述了细胞分裂素与植物衰老之间的关系,即:(1)植物衰老过程中内源细胞分裂素含量变化;(2)外源细胞分裂素的影响;(3)转入与细胞分裂素的合成、降解相关的基因对植物衰老产生的影响。此外,还从细胞分裂素与糖、与脂质氧化反应以及与其它植物激素的关系方面探讨了细胞分裂素在延缓植物衰老中的作用机理。     

拟南芥APX家族基因在植物生长发育与非生物逆境胁迫响应中的作用分析

活性氧造成的氧化胁迫是植物主要非生物逆境胁迫之一。在不利的生长条件下,植物细胞内的各种代谢过程不协调可导致过氧化氢(hydrogen peroxide, H_2O_2)含量增加,从而对细胞造成多种威胁和伤害。抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)是植物中清除H_2O_2的一种重要酶,拟南芥(Arabidopsis thaliana) APX家族包括8个成员:APX1～APX6、sAPX和tAPX。本研究以拟南芥野生型和突变体为材料,对拟南芥不同发育时期和不同逆境胁迫下的8种APX基因表达模式进行了分析,同时研究了其相应的缺失突变体对盐、干旱和热胁迫的耐受性。mRNA差异表达模式分析显示:在拟南芥生长的第4～8周,APX1表达量最高,APX2表达量最低,APX4、sAPX和tAPX随着生长发育的时间进程表达量逐渐减少,但APX6表达量不断增加;在非生物胁迫下,APX1、APX2和APX6受热胁迫诱导表达明显,sAPX响应盐胁迫,APX3和APX5对盐、干旱和热胁迫均表现出明显的诱导表达应答。盐和干旱胁迫耐受性分析结果表明:无论是在拟南芥的萌发期还是成熟期,任何一个APX基因缺失均使抗逆性降低;在萌发期,与盐胁迫相比,突变体对干旱胁迫更敏感;在成熟期,与野生型和其他突变体相比,apx1和apx6对盐和干旱胁迫更加不耐受。生理指标检测结果显示:干旱胁迫10 d后,所有突变体植株中的H_2O_2含量均明显高于野生型,其中apx1、sapx和tapx中最高;盐胁迫5 d后,突变体中丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量显著高于野生型;热胁迫2h就会导致apx1、apx2和apx6中H_2O_2和MDA含量大幅增加,其中在apx2中最高。本研究结果表明,拟南芥APX基因家族的8个成员均不同程度地参与植物生长发育及非生物胁迫响应的过程,在不同发育时期或逆境响应过程有特定的一种或几种APX发挥主要作用。     

细胞分裂素生物合成基因在调节一组烟草病理相关蛋白基因表达中的作用

对一组病理相关蛋白基因在烟草 ( N icotiana tabacum cv. Wisconsin 38)中的表达情况进行了研究 ,包括 :碱性几丁质酶、β- 1 ,3-葡萄糖苷酶、渗透蛋白及伸展蛋白。RNA杂交实验表明在正常烟草植株中上述 4个基因具有发育和器官专一性的表达。在含有细胞分裂素生物合成基因的转基因烟草丛生芽中 ,这 4个基因的表达受过量合成的内源细胞分裂素和载体效应的共同调节 ,细胞分裂素降低这些基因的表达 ,而载体效应则促进它们的表达。热激处理也明显降低这 4种基因的表达水平。上述结果表明这些病理相关蛋白基因具有复杂的调控系统     

Leukamenin E调节拟南芥幼苗根部生长素极性运输及根系生长发育

本文采用14种拟南芥转基因报告株系,研究了对映-贝壳杉烷二萜(leukamenin E)调节拟南芥根部生长素极性运输转运蛋白表达并影响根生长发育的机制。结果表明:leukamenin E浓度在20～40μmol·L~(-1)范围显著抑制拟南芥幼苗主根的生长,较低浓度leukamenin E(10μmol·L~(-1))促进侧根提前发生并增加侧根数量; 10～30μmol·L-1的leukamenin E在处理拟南芥幼苗48 h后可显著提高其根尖部生长素水平;进一步检测根部生长素极性运输转运蛋白表达,发现该浓度条件下leukamenin E促进PIN1在转录水平表达并增加其蛋白丰度,但在转录水平抑制PIN2表达并减少其蛋白丰度;同时,显著减少PIN3、PIN7和PIN4蛋白在小柱和静止中心及其周围细胞的丰度以及AUX1的定位丰度; Leukamenin E对PIN1丰度的上调以及对PIN2、PIN3、PIN4、PIN7和AUX1定位丰度的减少可导致生长素在根尖顶部的积累以及根部生长素浓度梯度的改变,引起根生长的抑制及侧根的提前发生。     

微生物产生的细胞分裂素

微生物产生的细胞分裂素贾小明（浙江农业大学环保系,杭州３１００２９）细胞分裂素（ｃｙｔｏｋｉｎｉｎ）是一类重要的植物激素。它的主要生理功能是刺激细胞分裂,促进侧芽发育,维持蛋白质和核酸的合成,延缓离休叶片衰老等作用。细胞分裂素可用于蔬菜保鲜、防衰和延...     

在ipt-GUS转基因拟南芥中双组分信号传导基因应答体内细胞分裂素的增加

ipt—GUS转录融合基因在拟南芥植物中表达,其体内细胞分裂素的含量可达到野生型的20-30倍。从拟南芥种子萌发后的6、12、20和30d四个时间分析了植物体内细胞分裂素含量的提高对其双组分信号传导系统中基因的影响。研究发现：细胞分裂素受体基因CRE1比CKI1基因更容易被增加的植物细胞分裂素诱导表达。拟南芥植物细胞分裂素反应调节基因ARR4和ARR5在植物发育的不同时期应答植物体内增加的植物细胞分裂素,ARR4的应答反应比ARR5早,种子萌发后的第6天幼苗真叶形成初期,ARR4基因被明显涛导;而ARR5的应答反应在幼苗真叶形成后的几个时间段均能检测到,并且在种子萌发后的第20天,花枝形成开始时特别明显。在双组分信号传导途径中,从受体到反应调节基因传导磷酸基团的传导基因AHP4在幼苗发育的后期种子萌发后的第20和30天,应答植物体内增加的植物细胞分裂素,并且在花枝形成初期比较明显。