小分子RNA在植物激素信号通路中的调控功能

植物激素是调控植物生长发育的信号分子。近年来的研究发现,小分子RNA作为基因表达调控网络的组分,参与植物激素信号途径,在植物生长发育和胁迫反应方面发挥重要作用。本文综述了miRNA和次级siRNA(Short interfering RNAs)介导的基因调控与植物激素信号通路相互作用的研究进展,主要包括生长素、赤霉素、油菜素内酯和脱落酸途径涉及的miRNA及其功能,并对不同发育过程中miRNA参与的不同激素信号通路的交叉和互作进行了讨论。     

赤霉素代谢调控与绿色革命

赤霉素作为重要的植物激素,参与了植物诸多发育过程的调控.一些涉及赤霉素生物合成和信号传导途径的重要调控基因对作物的株型、产量和品质能够产生积极的影响,已在农业生产中得到广泛应用.其中,Rht-1和sd-1等位基因由于分别赋予了小麦和水稻半矮化的特性,从而促成了20世纪后半叶的"绿色革命".本文回顾了与"绿色革命"相关的...     

水稻促分裂原活化蛋白激酶家族的研究进展

促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)是生物体内信号转导途径MAPK级联反应的重要组分,通过传递胞内外信号,介导生物及非生物胁迫反应、激素反应、调控细胞分化和发育过程.对水稻(Oryza sativa L.)MAPK家族的结构、作用机制、分类以及在抗逆应答、生长发育中的作用进行了综述,为水稻MAPK的深入研究和应用提供参考.     

Tankyrases的抑制作用于经典Wnt途径：治疗癌症的新靶点

Wnt信号途径涉及一系列发育的过程,其异常激活可以导致多种癌症。《Nature》报道了一系列作用于Wnt信号途径的新型小分子抑制剂。这些小分子抑制剂的作用目标是端锚聚合酶Tankyrases,它负责控制降解Wnt信号途径中的β-catenin。在此过程中,E3泛素连接酶与Tankyrases的调控也有关联,泛素化蛋白酶系统起着重要的监管职能。通过这些新型的小分子抑制剂来调控Wnt信号途径及其核心部件可能为Wnt相关的癌症治疗提供一种新的手段。该文重点阐述了通过小分子化合物抑制Tankyrases作用于经典Wnt途径及其与癌症治疗的研究进展。     

miR319在植物器官发育中的调控作用

microRNAs(miRNAs)是一类内源性的、21~25个碱基长度的小分子非编码RNA,它通过指导剪切或者抑制翻译等方式调节植物基因的表达,参与调控植物生长发育各个方面。大量研究表明,miR319通过靶向TCPs转录因子控制植物叶、花等器官的生长命运,并参与调控部分激素生物合成和信号传导通路,在植物发育过程中发挥重要生物学功能。文章综述了miR319在植物叶形态建成、生长发育以及叶衰老和花器官发育等过程中的重要调控作用。     

Notch信号途径及其调控

Notch是一个进化上十分保守的跨膜受体蛋白家族,对无脊椎动物和脊椎动物发育过程中的细胞命运决定起重要作用。一条重要的Notch信号途径涉及Notch的“三步蛋白质水解”活化。许多相关分子和体内生化过程参与Notch信号途径调控。调控发生在不同水平,包括Notch-配体互作、受体和配体的运输、泛素化降解等。现就Notch受体、Notch信号途径及其所受的不同水平的调控进行综述。     

水稻OsYABBY6基因参与叶片发育的初步研究

水稻YABBY基因家族在植物侧生器官发育过程中起着重要调控作用。在研究中,采用合成型转录因子的方法将转录抑制结构域EAR融合于OsYABBY6的C-端,获得转基因株系CE-OsYABBY6。表型分析发现,转基因株系CE-OsYABBY6-16和CE-OsYABBY6-19成熟期的剑叶均明显表现出朝近轴面卷曲,其卷曲指数相比于野生型均显著提高(P0.05),说明OsYABBY6参与了水稻叶的发育调控。进一步的细胞组织学分析发现,与野生型相比,CE-OsYABBY6-16叶片横切面中的泡状细胞束的总数、非正常泡状细胞束的数量和比率均显著增加,说明OsYABBY6蛋白与泡状细胞的发育相关。同时,转基因株系CE-OsYABBY6中细胞周期及细胞伸长相关基因的转录水平显著升高,说明OsYABBY6对细胞分裂及生长产生了影响,最终导致了叶片发育的异常。总之,水稻转录因子OsYABBY6参与了叶的近-远轴发育调控,尤其是叶片近轴面的发育调控,而且是泡状细胞发育和叶片伸展所必需的。     

植物激素在叶片衰老中的作用机制研究进展

叶片衰老是叶片逐渐丧失光合作用并进入细胞死亡的一个复杂的叶片发育过程,与农作物的产量和品质密切相关。植物生长发育信号和外界环境因素通过多种激素信号途径调节叶片衰老的起始和进程。本文简要综述了八种常见激素在叶片衰老中的研究进展,并总结了这些激素在叶片衰老调控中的作用方式和机制。     

茉莉酸信号及其在木本植物中的研究进展

茉莉酸作为一种重要的植物内源激素,广泛参与植物生长发育调控、防御反应、开花时间调节及花发育进程等生物学过程.此外,茉莉酸可以介导果实品质和调节植物体内代谢物含量,在农林经济生产中具有重要作用.针对近年来茉莉酸信号领域取得的研究进展,本文总结了茉莉酸信号在植物胁迫响应、防御反应、开花时间调控、花器官发育、色泽品质和代谢成分变化中的作用及信号转导机制,并阐述了茉莉酸信号在木本植物生长发育中的功能及机制.提出在木本植物中研究茉莉酸信号途径,应扩大茉莉酸通路中关键因子的互作蛋白筛选,同时兼顾茉莉酸与其他激素信号转导途径间的交叉关系,考虑不同品种、不同基因型之间的差异,以充分揭示茉莉酸信号调控途径的多样性和转导机制的复杂性,挖掘其在林木中的潜在功能.     

经典WNT信号通路与哺乳动物肺器官发育

肺器官发育是上皮和问充质相互作用的过程,由多条信号通路共同调控。已知经典WNT信号通路对细胞的增殖、凋亡和分化起着重要的调控作用,在小鼠等模式生物上研究发现,它也参与了哺乳动物肺器官发育的调控过程。综述近年来经典WNT信号通路成员在哺乳动物肺器官发育过程中的表达变化、作用功能及表达异常可能诱发的肺部疾病,以期为研究经典WNT信号通路调控人类肺器官发育的分子机制及相关肺部疾病的诊治奠定基础。     

MicroRNA在种子发育、休眠与萌发过程中的作用

植物microRNA(miRNA)是一类小分子非编码RNA,对植物的生长发育发挥着重要调控作用。种子发育、休眠与萌发是植物生命进程中的重要阶段。在这一阶段内,种子受各种环境因子及内源激素调控,并且不同植物种子具有不同发育及休眠特性。随着人们对种子发育、休眠及萌发机理的探究,越来越多miRNA被鉴定,它们能够基于植物激素信号传导、抗氧化作用、关键转录因子调控等途径参与种子形态建成、物质代谢及各种胁迫响应。本文主要综述了近年来植物miRNA的形成及调控机理,以及在种子发育、休眠及萌发过程中发挥的调控作用,旨在为今后的研究方向提供参考。     

Wnt信号转导通路与神经发育研究进展

Wnt蛋白是一类分泌型糖蛋白家族,Wnt信号蛋白与细胞表面的多种受体相互作用,参与诸多生命过程。对神经系统发育的研究表明,Wnt信号通路在神经发生,神经祖细胞增值、分化,神经干细胞的自我更新,轴突导向等过程中起重要调控作用。多项研究已经证实,Wnt通路失调与诸多神经系统疾病有密切关系。Wnt信号通路的突变或异常,将会引起神经系统发育缺陷。然而,对Wnt非经典信号通路的研究,尤其是新受体Ryk的调控作用的认识迄今仍不全面。根据国内外相关研究,阐述了经典Wnt信号通路Wnt/β-catenin途径的同时也对Wnt/Ryk非经典信号途径这一研究新领域做了讨论。在非经典信号通路中,Ryk-ICD的剪接对于前体细胞的神经分化起重要作用。本文分析了Wnt/β-catenin和Wnt/Ryk信号通路在神经发育中的作用,有助于深入理解神经发育过程中Wnt信号通路的作用机制。然而,Ryk-ICD引导因子、分子机制等问题仍待进一步研究,而这将有利于理解神经干细胞分化机理。     

水稻与病原物互作中植物激素功能的研究进展

水稻是我国最主要的粮食作物,在国民经济和生活中占据重要地位。在水稻的周年生产中,病虫害的控制最为关键。因此,了解水稻与病虫害的互作机理,对水稻的育种和生产具有重要指导意义。植物激素是在植物生命活动中必不可少,调控植物生长、发育、衰老等主要生理过程的一类有机分子。近年来,大量实验证据表明,在植物与病原物互作过程中,植物内源激素也发挥着重要作用。随着水稻抗病和感病的机理解析越来越多,有关植物激素所扮演的重要功能角色也愈发清晰。其中,水杨酸、茉莉酸和乙烯研究最为广泛,它们之间的相互拮抗或协同效应决定了植物对病原物的防御反应强度。其它激素如:油菜素内酯、赤霉素、生长素、细胞分裂素、脱落酸等,单独或者通过调控水杨酸、茉莉酸和乙烯信号分子转导网络也参与植物与病原物互作过程。本研究综述了各大植物激素在水稻抗病或感病中作用,并对其未来研究进行展望,以便为水稻病害的防治提供理论依据。     

植物中的NO及其对花发育的调节

一氧化氮(NO)是具有生物活性的重要信号分子, 在植物生长发育的许多过程中发挥调节作用。越来越多的研究证据表明, NO在植物花发育过程中具有重要作用, 然而迄今尚未见关于NO调控植物花发育方面的系统报道。文章介绍了植物NO合成途径的最新研究进展, 综述了NO抑制植物开花转换可能的作用机理和NO在花粉萌发与花粉管延伸过程中的调节作用, 以期为植物内源NO的生物合成及NO对花发育的调节研究提供参考。     

生长素与油菜素甾醇相互作用机制的研究进展

植物生长发育是一个复杂、精细的调控过程,涉及细胞、组织和器官间多层次的信息交流,激素在其间发挥了重要调控作用．生长素和油菜素甾醇（BR）都能促进植物伸长,随着对其作用机制研究的深入,人们发现它们协同调控很多生理过程,对二者作用机制和信号转导的相互作用研究也成为激素研究领域的热点之一．对生长素和BR转导途径的揭示及直接下游基因的大规模发掘为二者通过相互作用调控不同生理过程的机制研究提供了重要线索．生长素和BR的相互作用涉及到下游基因转录的调控、信号组分互作以及合成代谢和极性运输等多层次的调控．     

独脚金内酯调控水稻分蘖的研究进展

水稻(Oryza sativa)作为世界上最主要的粮食作物之一, 对其主要农艺性状调控机理的研究具有重要意义。分蘖是水稻生长发育过程中一种特殊的分枝, 它不仅是与水稻产量密切相关的重要农艺性状, 也是揭示高等植物侧枝生长发育机制的理想模型。独脚金内酯(strigolactone, SL)是一类新型植物激素, 能够抑制植物分枝的生长发育。近年来, 关于SL合成与信号在调控水稻分蘖方面的研究取得了重要进展, 但对其信号转导的下游组分的研究还相对匮乏。该文综述了SL合成途径、信号途径及下游靶基因调控水稻分蘖的研究进展, 并与在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、豌豆(Pisum sativum)和矮牵牛(Petunia hybrida)中的研究进行了比较, 同时还对如何挖掘SL途径的新组分进行了讨论。     

mTOR 信号通路在糖代谢中作用

哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)是一种高度保守的丝氨酸-苏氨酸类激酶,通过在体内形成两种不同的复合体对机体生长、代谢产生调控作用。m TOR信号分子可对多种营养信号作出应答而成为细胞内重要的能量感受分子。近年来研究发现能量感受分子m TOR与糖代谢关系密切,可以通过影响胰岛素信号通路、胰岛β细胞发育以及调控ghrelin、nesfatin-1等代谢调节激素的合成分泌等多种途径对糖代谢产生影响。本文就m TOR信号通路及其在糖代谢乃至于糖尿病发生过程中作用作一综述。     

果树赤霉素代谢与信号途径研究进展

赤霉素作为5大植物激素之一,在果树的花芽分化、花序发育、开花坐果、果实的生长发育及植株的形态建成等方面扮演着重要的角色,但对果树赤霉素的分子生物学研究与其他大田作物相比差距较大。为了在果树生产中能更加合理有效地利用赤霉素调控果树花果发育,研究果树赤霉素的合成及其信号转导途径的分子调控机制十分必要。研究发现GA合成的关键酶KO、GA2ox及GA20ox的表达均与果树矮化呈负相关,而KS的含量则与植株高矮呈正相关,板栗雄性不育现象也与KO、KAO的表达量密切相关。GAMYB基因及LFY基因则在果树的成花诱导和雄蕊发育等生殖生长过程中发挥重要作用。DELLA蛋白在果树的GA信号途径中作为负调控因子可致使矮化植株形成,在果树的细胞周期循环过程、转录调控、花的形成、细胞的信号转导及许多生理过程中,DELLA蛋白泛素化降解均扮演着至关重要的角色。主要从果树赤霉素的合成及赤霉素的信号途径两大方面,着重对果树赤霉素合成过程中的关键酶基因及其定位、果树赤霉素信号途径的重要元件如赤霉素受体GID1、DELLA蛋白等进行了综述,以期为高效利用赤霉素调控果树生长发育提供重要的理论参考。     

甘蔗体内的蔗糖积累

成熟甘蔗茎秆积累高浓度蔗糖,其蔗糖积累涉及到蔗糖的合成、分解和运输等生理过程,而调控甘蔗茎中蔗糖积累的关键性因素是存在于快速发育的茎细胞中蔗糖糖代谢相关酶的活性和蔗糖的跨膜运输能力,而不是作为源叶输出光合产物的能力和韧皮部运输蔗糖的效率.为此,本文主要从蔗糖进入茎节的途径、蔗糖在液泡中的积累及其调控等方面作了概述,并指出运用分子生物学、反向遗传学和细胞生物学手段研究有关酶基因、功能性蛋白、糖信号对甘蔗蔗糖运输和积累的作用将是今后的重要研究方向.