生长素与乙烯信号途径及其相互关系研究进展

长期的研究表明, 生长素在调节植物生长发育的各种生理活动中起关键作用, 但对它如何调控这些生理活动却缺乏系统和深入的了解。最近, 细胞核内生长素信号途径的发现为揭示其作用机制带来了曙光。乙烯参与果实成熟及植物对逆境的反应等生理活动, 其信号途径也已得到部分阐明。越来越多的证据表明, 乙烯的作用与生长素对植物生长发育的调控之间有密切的联系。该文概述了生长素与乙烯信号途径的研究进展及其相互关系, 讨论了生长素在植物三重反应中的作用; 并对生长素与乙烯相互关系研究中存在的问题及研究前景进行了探讨。     

生长素合成途径的研究进展

生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素, 参与植物生长发育的许多过程。植物和一些侵染植物的病原微生物都可以通过改变生长素的合成来调节植株的生长。吲哚-3-乙酸(IAA)是天然植物生长素的主要活性成分。近年来, 随着IAA生物合成过程中一些关键调控基因的克隆和功能分析, 人们对IAA的生物合成途径有了更加深入的认识。IAA的生物合成有依赖色氨酸和非依赖色氨酸两条途径。依据IAA合成的中间产物不同, 依赖色氨酸的生物合成过程通常又划分成4条支路: 吲哚乙醛肟途径、吲哚丙酮酸途径、色胺途径和吲哚乙酰胺途径。该文综述了近几年在IAA生物合成方面取得的新进展。     

拟南芥乙烯信号传递途径

植物激素乙烯早在一百多年前就已经被确认,相关的研究使得乙烯广泛地被应用于农业上.一直到十年前第一个植物激素乙烯受体拟南芥ETR1基因被发现之后,人们对于乙烯信号传递的研究并才真正开始有所突破.以遗传学为基础对乙烯反应突变体所做的分析,使得乙烯信号传递已经成为目前植物信号传递领域中被研究得最清楚的信号传递途径之一.该文着重于回顾乙烯信号传递途径上各个元件的发现和确认,以及如何利用遗传学的方法将现有的突变体相关基因构建出目前广为接受的信号传递的遗传模式.最后,该文就目前所知的乙烯信号传递理论及相关研究,做了总结和深入的讨论.     

钙与植物乙烯反应的关系研究

研究了Ca2+ 对番茄(Lycopersicon esculentum Mill cv. Lichun)黄化幼苗乙烯反应的影响.通过测定不同Ca2+ 浓度条件下番茄黄化幼苗的"三重反应"、内源乙烯释放量、乙烯受体基因NEVER-RIPE(NR)表达量及胞内CaM含量的变化,结果发现,随着培养基中Ca2+ 浓度从0 mmol/L增加到3.8 mmol/L,番茄黄化幼苗的"三重反应"表型明显增强,内源乙烯释放量、NR基因的表达量及胞内CaM的含量都有不同程度的增加;当Ca2+ 浓度由3.8 mmol/L进一步增加到10 mmol/L时,番茄黄化幼苗"三重反应"表型受到抑制,内源乙烯释放量、 NR基因的表达量及胞内CaM的含量都有所下降.因此,Ca2+ 对番茄黄化幼苗"三重反应"的影响与Ca2+ 调节内源乙烯合成和乙烯受体基因的表达有关,而且Ca2+ 可能是通过CaM含量的变化来调节乙烯作用的.     

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.     

生长素与乙烯对兰花授粉后花发育的调节作用

以朵丽蝶兰为材料,对乙烯和生长素调节的授粉后花的发育进行了研究。实验结果显示,切花和植株上的花授粉后,乙烯的产生和发育无明显差异;花瓣的衰老,子房发育,花粉萌发和花粉管的伸长受乙烯调节;与切花相比,植株上花的子房内无ＡＣＣ合酶和ＡＣＣ氧化酶ｍＲＮＡ的积累。     

拟南芥生长素相关突变体uro的光依赖性乙烯信号异常

拟南芥uro（upright rosette）突变体由于它的莲座叶垂直向上生长而得名。已有的研究表明,uro突变体的表型是由单突变导致的;同时,URO基因可能参与生长素对拟南芥发育的调控过程。uro突变体具有一些乙烯相关的表型特征,如：偏下性生长的叶,较长的下胚轴,宿存的花被等。施加乙烯与乙烯作用抑制剂硝酸银的实验结果显示,uro突变体的部分表型特征是由于乙烯信号系统异常所造成的。     

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.     

水杨酸、茉莉酸和乙烯介导的防卫信号途径相互作用的研究进展

乙烯、水杨酸和茉莉酸是植物体内主要的几个防御信号途径,也是研究比较多的几个信号途径。很多试验证明不同的防御信号途径相互间存在相互作用,他们或相互抑制,或相互促进。从这三种信号途径相互间的作用,及作用的联系点进行综述。     

生长素信号转导途径与植物胁迫反应相互作用的证据

生长素影响植物多种生理过程,有报道显示生长素可能影响植物对逆境胁迫的反应。我们利用cDNA阵列技术鉴定拟南芥（Arabiopsis thaliana (L.)Heynh.）的生长素应答基因,发现多个胁迫应答基因受生长素抑制,包括Arabidopsis homolog of MEK kinasel（ATMEKK1）,RelA/SpoT homolog 3(At-RSH3),Catalase 1(Cat1)和Ferriitn 1(Fer1)。说明生长素可调节胁迫应答基因的表达,此外,我们还证明吲哚乙酸（LAA）合成途径中的腈水解酶基因nitrilase 1(NIT1)和nitrilae 2（NIT2）受盐胁迫诱导,提示在逆境条件下1AA的合成可能随之增加,我们利用生长素不敏感突变体研究生长素与逆境反应相互作用的信号转导,发现胁迫应答基因在野生型和生长素不敏感突变体auxin resistant 2（axr2）中可被盐胁迫诱导,而在auxin resitant1-3（axl-3)中则不被诱导,说明生长素与逆境胁迫反应的相互作用可能发生在泛素途径。     

中国科学家在生长素信号转导领域取得突破性研究进展

生长素(IAA)作为一种重要的植物激素, 参与调节植物生长发育的许多过程, 其作用机理长期以来备受人们的关注。最近, 中国科学家在生长素信号转导的分子机理研究领域取得了突破性进展。     

植物生长素反应因子研究进展

生长素反应因子（ARFs）是植物生长和发育的重要调节因子,在生长素早期反应蛋白（Aux／IAAs）的参与下,通过和生长素反应基因启动子区AuxRE元件的JTGTCTC序列结合,共同调控这些基因的表达。近年来关于生长素反应因子的分子结构和ARF与Aux／IAA的相互作用及其对植物生长和发育的影响、作用的靶基因以及分子机制受到人们的重视,并在这些方面做了大量的研究。     

植物根尖生长素信号研究进展

生长素信号调控植物生长发育的各个方面。该文综述了生长素信号在植物根尖的研究进展概况,从生长素在根尖的运输与分布、生长素信号对根尖细胞命运的影响及静止中心细胞的生长素信号研究三个方面进行了阐述,并对未来该领域的研究方向进行了展望。     

拟南芥突变体在生长素信号传导中的研究进展

近年来,在植物激素的信号传导研究上已取得突破性进展.生长素的信号传导通路研究除了在生长素结合蛋白(ABP)上有所进展外,在生长素应答基因(Aux IAA),生长素调节因子(ARF)以及感应突变体的研究上也取得较大进展.对生长素运输通路及PIN1蛋白的功能和其抑制剂的研究也使对生长素信号传导的认识更清楚.生长素应答基因(Aux IAA)是生长素处理后快速诱导的基因.Aux IAA蛋白具有组织特异性(例如SAU蛋白)可以用来研究外源激素对植物生长发育的影响.生长素调节因子(ARF)与生长素应答基因的启动子序列具有特异性结合,Aux IAA蛋白与生长素调节因子(ARF)相互作用,并引发一系列蛋白质降解.使用转基因的拟南芥突变体,能有效地研究生长素在植物体内的特异性分布.借助运输载体抑制剂,可以对生长素的极性运输有更深入的了解.已经证明PIN蛋白参与生长素运输并与肌动蛋白有关.而且生长素参与了赤霉素介导的植物伸长反应.     

钙与植物乙烯反应的关系研究

研究了Ca2 对番茄 (LycopersiconesculentumMillcv.Lichun)黄化幼苗乙烯反应的影响。通过测定不同Ca2 浓度条件下番茄黄化幼苗的“三重反应”、内源乙烯释放量、乙烯受体基因NEVER_RIPE(NR)表达量及胞内CaM含量的变化 ,结果发现 ,随着培养基中Ca2 浓度从 0mmol/L增加到 3.8mmol/L ,番茄黄化幼苗的“三重反应”表型明显增强 ,内源乙烯释放量、NR基因的表达量及胞内CaM的含量都有不同程度的增加 ;当Ca2 浓度由 3.8mmol/L进一步增加到 10mmol/L时 ,番茄黄化幼苗“三重反应”表型受到抑制 ,内源乙烯释放量、NR基因的表达量及胞内CaM的含量都有所下降。因此 ,Ca2 对番茄黄化幼苗“三重反应”的影响与Ca2 调节内源乙烯合成和乙烯受体基因的表达有关 ,而且Ca2 可能是通过CaM含量的变化来调节乙烯作用的     

乙烯受体与信号转导成员的研究进展

综述了近几年有关乙烯受体和乙烯信号转导成员研究的最新进展,ETR1与其多基因家族的结构及在信号转导过程中的作用机理.乙烯与受体结合需要铜离子的协同作用.ETR1、CTR1、EIN2、EIN3、ERN1、ERF1等组成乙烯信号转导.