大豆类受体蛋白激酶基因GmRLCK的克隆及初步分析

植物类受体蛋白激酶(receptor-likeproteinkinase,RLK)在高等植物生长发育和环境刺激的信号传导中起着重要的作用。本文报告了一个新的大豆类受体蛋白激酶基因的全长cDNA克隆及对其基因结构和功能的初步分析。研究表明该基因序列编码的蛋白包含一个跨膜域、一个具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的胞内域和一个缺少N-末端信号肽的胞外域。采用生物信息学方法分析表明,该基因与一些拟南芥菜类受体蛋白激酶基因具有很高的相似性,这些激酶N-末端都缺少信号序列,属于植物胞质类受体激酶(receptor-likecytoplasmickinase,RLCK)亚家族。因此命名该大豆基因为GmRLCK(GenBankAccessionNo.AY687390)。对GmRLCK激酶域中磷酸化可能性较高的位点进行了预测。RT-PCR的结果表明,GmRLCK在大豆子叶、根、花以及豆荚中都有较高的表达,而在胚根、茎和成熟叶片中的表达相对较弱。进化分析表明GmRLCK与一些衰老相关的植物类受体蛋白激酶具有较近的亲缘关系。     

植物富含半胱氨酸的类受体激酶的研究进展

类受体激酶(receptor-like kinase,RLK)是植物体内普遍存在的一类蛋白激酶,是许多信号识别传递途径中的关键组分,作为识别信号的质膜受体,能够感受外界刺激,通过磷酸化作用参与胞内信号传递。富含半胱氨酸的类受体激酶(cysteine-rich receptor-like kinase,CRK)又被称为DUF26(domain of unknown function 26)类受体激酶,是RLK中的一大类。近几年,越来越多的研究发现CRK参与了植物的抗病防御反应。综述了植物CRK蛋白的结构特征,总结了目前已发现的CRK在生物胁迫、非生物胁迫及生长发育中的功能,并对CRK未来的研究进行了展望,旨为后续阐明CRK的功能和分子机制提供参考。     

环境胁迫下植物MAPK多叠级联响应

植物MAP(mitogen-activated protein)激酶涉及植物的生长发育、对内源和外界环境刺激的反应.MAP激酶能将胞外感受器引起的刺激传递到胞内引起细胞的反应.拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模式植物,其全部的MAP激酶已经列出并进行了分类.根据已分类的拟南芥MAP激酶家族,已经分离出大量的MAP激酶基因,并将它们进行分类,发现它们大多能被包括病原、创伤、温度、干旱、盐、渗透、紫外线辐射、臭氧和活性氧等胁迫刺激激活.通过研究在不同环境胁迫下的功能和信号路径,发现植物MAP激酶信号传递系统是复杂且相互交错的.需要开发一些新的工具和策略去阐明MAPK信号传递路径,以及如何利用MAPK系统去改善农作物对生物和非生物胁迫的抗性.     

植物小分子信号肽参与非生物逆境胁迫应答的研究进展

植物小分子信号肽（small signaling peptides, SSPs）是一类蛋白长度小于120个氨基酸的小肽，作为新型信号分子在植物应答非生物逆境胁迫中发挥重要的作用。植物中含有千余种SSPs，多种多样的结构特点、修饰过程与不同受体的结合发挥其特异的功能，参与植物与环境之间的互作。挖掘鉴定植物SSPs功能基因，解析它们应答非生物逆境胁迫的调控机制，对增强植物抗性、改善植物生长具有重要的理论与实践意义。植物SSPs主要包括胞外非分泌型小肽、胞内非分泌型小肽、胞外翻译后修饰分泌型小肽和胞外富含半胱氨酸分泌型小肽四大类。介绍了四类植物SSPs的结构、特征；阐述了它们以SSP配体结合LRR-RLK受体激酶完成信号转导过程，以激活下游抗性基因表达为模式的调控机制；重点综述了它们在干旱、高温、盐渍、营养等非生物逆境胁迫应答中的生物学功能及调控机制。最后讨论了植物SSPs未来研究的方向和有待解决的问题，还对SSPs类生长调节剂的开发前景进行了展望，旨在为提高植物应对环境胁迫和实现农业可持续发展提供新的思路和路径。     

植物小分子肽的研究进展

植物信号肽的研究主要集中在小分子肽.小分子肽作为胞间通讯的关键成分,主要参与信号干扰、反应途径、显示抗菌活性,并以配体的形式与细胞膜表面的受体激酶相互作用,从而实现细胞之间的信号交流.小分子肽是重要的胞间信号感应分子,在植物的不同器官组织、发育阶段主要参与调节植物的生长发育过程和应答生物和非生物胁迫的应激反应,以协调和...     

植物凝集素类受体激酶参与非生物胁迫响应的研究进展

植物在生长发育过程中会受到各种胁迫因子的影响,非生物胁迫是其中极其重要的一类。类受体激酶(receptor-like kinases, RLKs)是植物中广泛存在的一类蛋白,能够快速有效地对胁迫因子作出响应,最终引起一系列生物效应。凝集素类受体激酶(lectin receptor-like kinases, LecRLKs)是RLKs的一个亚族,其具有细胞外凝集素结构域、跨膜结构域和细胞内激酶结构域三个结构域。根据细胞外凝集素结构域的不同可分为L、G和C三种不同类型。近年来,大量的研究表明植物凝集素类受体激酶在非生物胁迫响应中发挥重要作用。LecRLKs通过识别非生物胁迫相关的信号分子,激活下游的信号通路,如MAPK通路、ROS通路、钙信号通路等,调节基因表达和蛋白质翻译以增强植物的抗逆性。该文概述了植物凝集素类受体激酶的结构特征及其分类,并系统综述了LecRLKs在盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫、机械损伤和植物激素等非生物胁迫响应中的功能和作用机制,同时也对LecRLKs的未来研究方向作出了展望。该文不仅为深入了解植物凝集素类受体激酶参与非生物胁迫响应的功能提供了参考,而且为利用LecRLKs进行作物抗逆育种改良提供了理论依据。     

一个具有S位点的水稻类受体激酶OsSRL参与干旱胁迫反应

植物在进化过程中针对干旱、高盐和高低温等逆境胁迫形成了多种适应机制, 植物类受体激酶作为重要的细胞信号传递分子在植物生长和抗逆境胁迫中发挥着重要功能。该文发现一个具有S位点的类受体激酶基因OsSRL可能参与水稻(Oryza sativa)的干旱胁迫反应。利用RNAi技术降低OsSRL的表达水平后, 转基因植株抗旱性增强, 并表现出幼苗存活率、叶绿素含量及鲜重增加等表型。进一步的研究表明30%PEG和100 μmol·L^–1ABA可诱导OsSRL基因表达, 利用RNAi降低其表达导致干旱诱导基因RAB16A及LEA3表达水平明显增加。表达模式分析发现OsSRL在胚芽、胚根、根、茎节以及花中表达。以上结果表明, OsSRL表达水平的降低增强植物的干旱耐受性, 其作为一个S-位点样类受体激酶可能参与了水稻对干旱胁迫的反应。     

植物类受体激酶的功能与底物鉴定

受体激酶是一类具有信号肽序列、胞外受体结构区、跨膜区和保守的胞内激酶区的蛋白质,普遍存在于各种生物体内．植物类受体激酶是植物体内信号分子的重要受体,几乎参与了所有的细胞代谢过程,包括生长发育、表达调控和逆境反应等．鉴于激酶的重要性和特殊性,其底物筛选已经成为该领域的研究热点．目前,筛选植物激酶底物的方法主要有酵母双杂交技术和蛋白质芯片技术等,但是,已经进行体内鉴定的底物极其有限．本文总结了植物类受体激酶的功能及其底物与筛选鉴定方法,并介绍了一些激酶的底物．     

类受体激酶调控根生长发育的研究进展

类受体激酶是一类具有激酶活性的单次跨膜受体,通过接收和传递胞外信号调控细胞的生理反应,参与植物生长发育过程。植物根在生长发育过程中受到大量的外部刺激和内源性发育信号的影响,植物必须通过整合这些信号并转化为细胞反应,才能适应不断变化的环境条件;植物类受体激酶作为细胞膜上的信息监测者,通过与外源和内源信号的通讯调控根的生长发育。该文对近年来国内外有关类受体激酶的结构、分类及其作用机制,特别是植物类受体激酶在根发育信号转导途径中的功能和作用等方面的研究进展进行综述,为进一步揭示植物类受体激酶在根生长发育中的功能及其作用机制提供参考。     

集胞藻PCC 6803中丝氨酸/苏氨酸激酶SpkC对高温胁迫的响应

丝氨酸/苏氨酸激酶是蓝藻感知和转导外界刺激的重要元件,但至今蓝藻中很多丝氨酸/苏氨酸激酶的功能尚属未知。【目的】研究集胞藻PCC6803中的丝氨酸/苏氨酸激酶Spk C是否参与对高温胁迫的响应。【方法】本研究采用同源重组的方法构建spC基因完全敲除突变株,检测突变株与野生株在高温胁迫下的生长状况、色素组成,并对高温胁迫下叶绿素荧光参数差异进行分析,比较光合系统Ⅱ活性差异。此外,通过测定生长速率来判断高温胁迫后藻株的恢复情况。【结果】经过42℃高温胁迫后,与野生株相比,突变株ΔspkC生长减缓,光合色素(叶绿素、类胡萝卜素和藻胆色素)的含量降低;45℃高温胁迫下突变株ΔspkC的光合系统Ⅱ活性下降幅度更大;经过5 d 42℃高温处理后,突变株生长几乎停滞,存活率较野生株明显降低。【结论】集胞藻PCC 6803中spkC基因的缺失导致突变株对高温胁迫响应出现缺陷,提示丝氨酸/苏氨酸激酶SpkC参与响应高温胁迫。     

海岛棉GbRLCK10基因克隆及表达分析

该研究以拟南芥抗逆基因At1g67520为探针,利用海岛棉ESTs数据库,通过电子克隆获得海岛棉RLCK家族基因GbRLCK10,解析该基因组结构,并结合qRT-PCR技术分析该基因mRNA的组织表达特征以及在不同胁迫诱导下的表达模式,为揭示RLCK家族基因在海岛棉中的表达调控及作用机制提供理论依据。结果显示:(1)获得海岛棉类受体胞质激酶(RLCK)基因,其开放阅读框(ORF)为1 179bp,编码392个氨基酸,具有典型的Serine/Threonine结构域,属于RLCK家族,与GaRLCK10(XP_017604046.1)亲缘关系较近,命名为GbRLCK10(登录号2022184),且该基因由5个外显子和4个内含子组成。(2)实时荧光定量(qRT-PCR)检测显示,GbRLCK10基因在抗病品种‘新海21’和感病品种‘新海14’的根、茎、叶中均有表达;当黄萎病菌诱导后,GbRLCK10基因在抗病品种中对于病原菌的响应时间早于感病品种,且对黄萎病菌响应更强烈,推测该基因参与棉花对黄萎病的响应;盐(NaCl)、干旱(PEG-6000)处理‘新海21’后,GbRLCK10基因在NaCl处理下响应时间要早于PEG-6000处理,但对PEG-6000处理响应更强烈;分别用4种激素处理‘新海21’后,GbRLCK10均能被诱导表达,且在水杨酸(SA)处理后表现为先增加后下降再增加趋势,在乙烯(ET)处理后表达量为持续上升趋势,在茉莉酸甲酯(MeJA)处理后呈先升高然后下降的趋势,但GbRLCK10基因对赤霉素(GA3)响应不明显。研究表明,GbRLCK10基因具有RLCK基因家族典型特征,该基因随黄萎病菌、NaCl、干旱、激素处理时间推移而发生变化,推测GbRLCK10基因可能参与了棉花对黄萎病菌、NaCl、干旱、激素胁迫的应答反应,但其功能仍需进一步研究。     

植物凝集素类受体激酶参与抗病的研究进展

凝集素类受体激酶(Lectin receptor-like kinases,LecRLKs)是类受体激酶(Receptor-like kinases,RLKs)的一个亚族.根据结构域的不同,凝集素类受体激酶可分为L、G和C等3种类型.在植物中,凝集素类受体激酶被报道参与生物/非生物胁迫响应和植物发育调控.近年来,越来越...     

白化菠萝蜜茎2个蛋白激酶和4个转录因子家族分析

为探究蛋白激酶(PKs)和转录因子(TFs)在白化菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus)幼苗茎次生生长中的表达变化,基于转录组数据对其差异表达基因(DEGs)进行预测及分类,并对挑选出的2个PKs和4个TFs家族构建系统进化树。结果表明,胞质类受体激酶(RLCK)-VIII家族的DEGs上下调表达各4个,亮氨酸富集重复类受体激酶(LRR-RLK)-X家族Xa和Xb-2分支中的DEGs均下调表达,Xb-1中的均上调,TCP家族的20个DEGs中有15个上调表达,zf-HD和GRF家族中的大多数DEGs上调表达,Alfin-like家族中的DEGs均下调表达。因此,这表明6个家族可能在菠萝蜜茎的次生生长过程和应对非生物胁迫中发挥重要作用。     

植物GSKs:新发现的具有多种重要功能的基因家族

糖原合成酶激酶 (GSK 3)是一种高度保守的丝氨酸 苏氨酸蛋白激酶 ,在动物中参与诸如糖原合成、胰岛素调节、多种蛋白的转录激活和发育调控等许多生命活动的信号转导。在植物中也分离到了GSK 3 Like基因 ,在拟南芥中的GSKs家族分为四种。GSKs家族在植物中也扮演着重要的角色 ,现有的证据表明 ,植物GSKs可能参与植物的渗透胁迫应答、伤害应答以及油菜素内酯信号转导 ,调节花的发育等等一系列生命活动进程。讨论植物GSKs的发现及其功能研究的最新进展。     

蛋白质可逆磷酸化调节植物细胞离子跨膜运动研究进展

蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的可逆磷酸化是植物细胞中多种信号转导途径中重要的组成因子.本文对蛋白质可逆磷酸化通过调节多种离子跨膜运动而参与植物细胞激发子信号途径、毒性物质诱导的钙离子内流、盐胁迫适应、气孔运动以及蛋白质可逆磷酸化参与胞外与胞内之间Ca2 状况信息传递,调节花粉管顶端Ca2 离子通道活性进行综述,以揭示蛋白质可逆磷酸化在植物细胞离子跨膜运动中的调控作用,为蛋白质可逆磷酸化调节植物生长发育、响应逆境胁迫等机理的研究提供参考.     

植物中的MAPK及其在信号传导中的作用

促分裂原活化蛋白激酶(MAPKs)是一类存在于真核生物中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。同动物和酵母中MAPKs类似,植物中的MAPK级联途径也是由MAPKs、MAPKKs、MAPKKKs三种类型的激酶组成。植物细胞内受体接受外界刺激信号,然后依次磷酸化激活MAPKKKs、MAPKKs和MAPKs,并影响相关基因表达。目前已经从植物中分离到一些MAPKs、MAPKKs和MAPKKKs,它们参与了植物激素、生物胁迫及非生物胁迫等过程的信号传导。介绍了植物响应外界环境胁迫过程中,不同机制和因子对MAPKs级联途径的调控。     

植物胁迫信号转导过程中活性氧和促细胞分裂原活化蛋白激酶的调节作用

以H2O2为代表的活性氧(reactive oxygen species,ROS)和以促细胞分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)为代表的蛋白激酶广泛存在于植物细胞并参与各种生理反应过程.生物胁迫条件下,一些MAP激酶特异性地调节氧化猝发(oxidative burst,OXB)和过敏反应(hypersensitive response,HR),水杨酸(salicylic acid,SA)诱导的MAP激酶(SA-induced protein kinase,SIPK)和ROS共同参与系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)的建立;SIPK、P38 MAPK等分别与H2O2共同调节臭氧、受伤和渗透胁迫等多种非生物胁迫生理反应.ROS和MAP激酶共同调节植物胁迫信号转导,但其机制尚需进一步的研究.     

植物凝集素类受体激酶的研究进展

植物凝集素类受体激酶是定位在细胞膜上的蛋白质,其结构从胞外至胞内依次是氨基端信号肽、配体结合域、单通道跨膜域和胞内丝氨酸/苏氨酸激酶域.目前对植物凝集素类受体激酶的功能、信号转导和配体识别等方面的研究已成为该领域的重点.对近年来国内外有关植物凝集素类受体激酶的结构、分类及其在植物抗病防御和抗逆反应中的作用研究进行综述,为今后进一步深入研究植物凝集素类受体激酶的生理生化功能及应用提供参考.     

Ca2+在植物盐胁迫响应机制中的调控作用

对植物而言,Ca2+不仅作为一种必须的营养元素,更重要的是作为耦联胞外信号与胞内生理反应的第二信使,当植物受到外界的环境刺激时,细胞中Ca2+会出现变化,引起一系列保护性生理反应,从而减轻环境胁迫对植物体的伤害.我国盐碱地面积广阔,极大地限制了作物种植和农业生产.大量研究表明,Ca2+可以提高植物对盐胁迫的抗性,针对盐胁迫对植物的伤害机制,重点讨论了盐胁迫条件下Ca2+参与的植物体内有关响应途径及作用机制.     

植物受体激酶BAK1研究进展

植物受体激酶BAK1在多个信号转导路径上独立的多角色功能,成为拟南芥受体激酶610个成员中最受关注的成员之一。BAK1是一个典型的富亮氨酸重复序列的跨膜受体激酶,属于LRR-RKⅡ家族,在结构上由胞外结合域、跨膜区以及胞内激酶结构域三部分构成。最初BAK1被鉴定为BRI1和FLS2的双元受体,分别参与调控植物油菜素内酯BR的信号转导及病原相关模式分子PAMPs引发的免疫反应,近期又有多个BAK1的互作组分被相继发现,如EFR、AvrPto、PEPR1/2、PUB13、BIR1、BON1等。该文从BAK1的分子结构,BAK1所在SERKs家族的功能冗余,对油菜素内酯路径的信号调控,参与病菌识别防御反应的先天免疫和调控细胞凋亡等方面对近年来国内外的相关研究进展进行综述,以明确目前研究所面临的问题。