扩展蛋白与激素调控的生长发育

扩展蛋白是一类具有细胞壁松弛功能的蛋白质,它不仅能调节细胞壁的松弛和伸张,而且在调控植物的生长发育以及逆境响应过程中具有重要的作用。扩展蛋白作为激素调节因子能够对多种激素产生响应,从而调节植物的生长发育:扩展蛋白参与了乙烯调节的植物生长发育过程;改变植物内源的生长素水平或用外源生长素进行处理同样影响扩展蛋白基因的表达;扩展蛋白可能参与赤霉素和脱落酸调节的生长发育和逆境响应过程;此外,施加外源的茉莉酸甲酯、油菜素内酯和细胞分裂素也会影响扩展蛋白基因的表达水平。本文综述了扩展蛋白在激素介导的植物生长发育方面的最新研究进展,以期为研究者更直观便捷的了解该方面现状提供依据。     

细胞分裂素: 代谢、信号转导、交叉反应与农艺性状改良

在高等植物中, 细胞分裂素通过对细胞分裂与分化的调节而广泛参与了对植物生长发育的调控。在过去的10余年, 利用模式植物拟南芥的研究, 在阐明细胞分裂素的代谢、转运与信号转导等方面取得了重要的进展。同时, 关于细胞分裂素与其它信号途径之间存在的广泛交叉反应也受到了人们的注意。根据我们现有的知识, 细胞分裂素信号转导是通过磷酸基团在一个双元组分系统之间的系列传递而完成的, 该过程被称之为“磷酸接力传递”(phosphorelay)。细胞分裂素与其它信号途径的互作可能也主要是通过双元组分系统链接的。双元组分系统中目前已知的主要信号元件不仅表现出功能冗余性, 同时在调控特定的植物生长发育过程时也具有特异性。本文在对细胞分裂素的代谢与转运过程简要评述的基础上,对其信号转导以及与其它信号途径间交叉反应的研究进展进行重点讨论, 并展望细胞分裂素研究对重要农业性状改良的意义。     

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。     

细胞分裂素:代谢、信号转导、交叉反应与农艺性状改良

在高等植物中,细胞分裂素通过对细胞分裂与分化的调节而广泛参与了对植物生长发育的调控。在过去的10余年,利用模式植物拟南芥的研究,在阐明细胞分裂素的代谢、转运与信号转导等方面取得了重要的进展。同时,关于细胞分裂素与其它信号途径之间存在的广泛交叉反应也受到了人们的注意。根据我们现有的知识,细胞分裂素信号转导是通过磷酸基团在一个双元组分系统之间的系列传递而完成的,该过程被称之为“磷酸接力传递”（phosphorelay）。细胞分裂素与其它信号途径的互作可能也主要是通过双元组分系统链接的。双元组分系统中目前已知的主要信号元件不仅表现出功能冗余性,同时在调控特定的植物生长发育过程时也具有特异性。本文在对细胞分裂素的代谢与转运过程简要评述的基础上,对其信号转导以及与其它信号途径间交叉反应的研究进展进行重点讨论,并展望细胞分裂素研究对重要农业性状改良的意义。     

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     

植物细胞分裂素的糖苷物生物活性分析

用附加细胞分裂素及其糖苷物的MS培养基,垂直培养拟南芥并测定根的伸长,以此分析细胞分裂素及其糖苷物的生物学活性的结果表明,细胞分裂素的N-糖苷物几乎完全失去细胞分裂素活性,而D-糖苷仍具有细胞分裂素活性。推测两类糖苷物对植物体内细胞分裂素活性可能有不同的调控作用。     

AP2/ERF转录因子调控植物非生物胁迫响应研究进展

低温、干旱、高盐和缺氧等多种不良环境影响植物的生长发育,植物通过长期进化形成复杂的调节机制来适应这些不利条件。AP2/ERF是植物特有的转录因子,在各种胁迫响应过程中发挥关键调控作用。近年来,越来越多的研究表明,植物激素介导的信号级联通路与逆境胁迫响应关系密切,AP2/ERF转录因子可与激素信号转导协同形成交叉调控网络。许多AP2/ERF转录因子通过响应植物激素脱落酸和乙烯,激活依赖或不依赖于脱落酸和乙烯的胁迫响应基因的表达。此外,AP2/ERF转录因子参与赤霉素、细胞分裂素和油菜素内酯介导的生长发育和胁迫应答。该文简要综述了AP2/ERF转录因子的结构特征、转录调控、翻译后修饰、结合位点、协同互作蛋白及其参与调控依赖或不依赖激素信号转导途径的非生物胁迫响应研究进展,为解析不同AP2/ERF转录因子在调控激素和胁迫响应网络中的作用提供理论依据。     

AP2/ERF转录因子调控植物非生物胁迫响应研究进展

低温、干旱、高盐和缺氧等多种不良环境影响植物的生长发育, 植物通过长期进化形成复杂的调节机制来适应这些不利条件。AP2/ERF是植物特有的转录因子, 在各种胁迫响应过程中发挥关键调控作用。近年来, 越来越多的研究表明, 植物激素介导的信号级联通路与逆境胁迫响应关系密切, AP2/ERF转录因子可与激素信号转导协同形成交叉调控网络。许多AP2/ERF转录因子通过响应植物激素脱落酸和乙烯, 激活依赖或不依赖于脱落酸和乙烯的胁迫响应基因的表达。此外, AP2/ERF转录因子参与赤霉素、细胞分裂素和油菜素内酯介导的生长发育和胁迫应答。该文简要综述了AP2/ERF转录因子的结构特征、转录调控、翻译后修饰、结合位点、协同互作蛋白及其参与调控依赖或不依赖激素信号转导途径的非生物胁迫响应研究进展, 为解析不同AP2/ERF转录因子在调控激素和胁迫响应网络中的作用提供理论依据。     

拟南芥MYB转录因子家族研究进展

在长期的进化过程中,植物形成了复杂的基因调控网络,调节其生长发育及生理代谢,以适应外界环境的变化,其中一种重要的方式是通过转录因子在转录水平上调控目的基因的表达。MYB转录因子作为拟南芥中最大的转录因子家族之一,广泛参与调节拟南芥的不同生理活动。现对拟南芥MYB转录因子的分类和生物学功能进行综述,其中重点阐述了其在细胞周期控制、次生代谢及不同逆境胁迫中的作用。     

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。     

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.     

植物微管骨架参与下胚轴伸长调节机制研究进展

微管作为细胞骨架的重要成员,在植物生长发育过程中起重要作用。下胚轴作为研究细胞伸长的模式系统之一,其伸长受到多种信号的调节。该文综述了微管骨架在响应环境和生长发育信号调节下胚轴伸长过程中的作用及机制,旨在帮助读者深入理解微管骨架响应上游信号在植物下胚轴伸长中的作用机理。     

用气相色谱测定植物样品中的微量细胞分裂素

细胞分裂素广泛地存在于植物组织和微生物中,对植物的细胞分裂、分化、种子的萌发和休眠等生长发育过程有调节功能。因此,在组织培养、植物细胞工程和开花植物及微生物的生长发育理论和应用技术研究中,都需要对植物体内的细胞分裂素进行测定。随着生物科学的发展,在现有测定细胞分裂素含量的方法中,生物试法准确度差,已不适于研究工作的     

细胞分裂素合成基因ipt研究进展(综述)

异戊烯基转移酶是细胞分裂素生物合成第一步的催化酶,也是限速酶。其编码基因ipt已被克隆,运用生物信息学方法,在拟南芥中鉴定出与微生物同源的编码异戊烯基转移酶的基因家族,推测这些基因可能存在特殊时空表达来调控细胞分裂素的合成途径。本文着重介绍ipt在细胞分裂素合成中的作用和研究进展。     

细胞分裂素生物合成基因转化植物的研究进展

植物激素是调节植物生长发育的微量生理活动物质,其中细胞分裂江是一类较活跃的植物激素,它几乎在植物发育的所有阶段都起作用,因此对细胞分裂江的生理作用及其机理的研究,具有十分重要的理论及应用价值。从根瘤农杆菌中鉴定和克臣细胞分裂素生物合成基因的成功以及植物转基因技术的建立,使人们可以采用基因工程的途径研究细胞分裂素的生理作用,为定向控制作物的生长发育提供了可能,同时也为应用植物激素进行遗传育种展示了广阔的前红．1细胞分裂素生物合成基因高等植物体中与细胞分裂江生物合成有关的基因还未被克隆出来,但目前已…     

植物TCP转录因子的作用机理及其应用研究进展

TCP转录因子是一类植物特有蛋白,含有保守的TCP domain,其中由60个氨基酸组成的b HLH结构是结合DNA和蛋白互作所必需的。TCP转录因子由于其广泛参与调控植物的生长发育过程(如分枝、株高、叶型、花型等)而备受关注。最近有报道显示,TCP转录因子在植物逆境胁迫应答中(如低温和高盐)同样发挥重要作用。TCP蛋白参与多种信号转导途径(如油菜素内酯、茉莉酸、赤霉素、细胞分裂素等),可能是连接生长发育和介导胁迫响应的一个交叉点。本文从分子生物学角度,系统综述了植物TCP转录因子的作用机理及其在激素应答、发育调控及环境胁迫响应等过程中的功能,以期为基因工程方法改良作物生长模式和抗性提供参考。     

植物对UV-B辐射的响应与调控机制

UV-B(ultraviolet-B)辐射会在多个方面对植物产生影响,随着研究的不断深入,人们发现UV-B除了作为一个胁迫因子外,还会作为信号调节因子来调节植物的生长发育.本文把UV-B辐射对植物形态建成和生理代谢的影响、植物响应UV-B辐射的信号通路以及UV-B与其他因子复合作用对植物的影响等进行了论述,并对植物响应UV-B辐射的研究做了展望.     

果树叶片外渗液中扩散型玉米素的测定

细胞分裂素是广泛存在于植物体内,与植物生长发育过程密切相关的一大类植物激素。自发现以来,人们对它的生物合成、代谢、生理功能及作用机制等方面做了大量研究,目前已深入到利用分子生物学手段探讨其对基因表达过程的调控等方面[5]。在研究细胞分裂素对植物体中不同生理生化过程的调节与控制时,往往需要测定植物体中细胞分裂素的含量。测定的细胞分裂素包括可扩散型、可提取型和束缚型3种。有人[2,6]利用豌豆茎尖及苹果中心果收集可扩散型IAA;在光周期诱导白芥成花生理研究中,Lejeune等[7]利用离体茎尖收集可扩散型细胞分裂素。…     

油菜素内酯调控作物农艺性状和非生物胁迫响应的研究进展

植物对不利环境的适应依赖于将外部胁迫信号传递到内部信号通路中,在进化过程中形成一系列的胁迫响应机制。其中,油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)是一种类固醇激素,广泛参与植物生长发育和逆境响应过程。BRs被包括受体BRI1和共受体BAK1在内的细胞表面受体感知,继而触发信号级联,导致蛋白激酶BIN2的抑制和转录因子BES1/BZR1的激活,BES1/BZR1可直接调控数千个下游响应基因的表达。在模式植物拟南芥中的研究表明,BR的生物合成和信号转导通路成员,特别是BIN2和其下游的转录因子BES1/BZR1,可以被各种环境因子广泛地调节。本文系统总结了BR相关的最新研究进展,对BR的生物合成和信号转导是如何被复杂的环境因子所调节,以及BR与环境因子如何协同调控作物重要农艺性状、冷胁迫和盐胁迫的响应进行了综述。