乙烯的生物合成与信号传递

乙烯是气体植物激素, 它在植物的生长发育过程中有很多作用。所以了解乙烯的生物合成及其信号转导是非常重要的。二十年来, 通过筛选有异于正常三重反应的突变体, 人们发现了乙烯信号转导的粗略轮廓。在拟南芥中, 有5个受体蛋白感受乙烯, ETR1、ERS1、ETR2、ERS2、EIN4。它们表现出功能冗余, 是乙烯信号的负调控因子, 在植物体内以二聚体的形式存在。ETR1的N端与乙烯结合时需要 铜离子(Ⅰ)的参与。尽管已经发现ETR1有组氨酸激酶活性, 而其它受体有丝氨酸/苏氨酸激酶活性, 但受体参与乙烯信号转导的机制还不是很清楚。受体与Raf类蛋白激酶CTR1相互作用, CTR1是乙烯反应的负调控因子。CTR1蛋白失活使EIN2蛋白活化。EIN2的N端是跨膜结构域, 与Nramp家族金属离子转运蛋白的跨膜结构域类似。EIN2的C端是一个新的未知结构域, 与乙烯信号途径的下游组分相互作用。EIN3位于EIN2的下游, EIN3和EILs诱导ERF1和其它转录因子的表达, 这些转录因子依次激活乙烯反应目的基因的表达, 表现出乙烯的反应。EIN3受到蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调节。由于乙烯是一种多功能的植物激素, 其信号途径与其它信号途径有多重的交叉。     

中国科学家在乙烯信号转导领域取得突破性进展

乙烯是一种气态植物激素,在植物生长发育的各个阶段发挥着非常重要的作用。最近,中国科学家在乙烯信号转导的分子机制研究中取得了突破性进展。     

乙烯信号转导的分子机制

气态植物激素乙烯在植物生长发育和应对生物及非生物胁迫过程中起着重要作用。在过去的十几年中,对模式植物拟南芥的分子遗传研究已建立从信号感知到转录调控的乙烯信号转导线性模型。拟南芥共有5个乙烯受体ETR1、ERS1、ETR2、ERS2和EIN4,目前已知ETR1定位在内质网上,与类似于Raf的蛋白激酶CTR1协同负调控乙烯反应。EIN2和EIN3／EILs位于CTR1下游,正调控乙烯反应。两个F-box蛋白EBF1和EBF2通过泛素／26S蛋白体降解途径调控EIN3的稳定性。5＇→3＇的外切核酸酶EIN5通过启动EBF1和EBF2 mRNA的降解,拮抗EBF1和EBF2对EIN3的负反馈调控。目前对于乙烯信号转导途径关键组分的生化功能和乙烯下游反应途径的了解甚少,乙烯信号转导途径与其它途径之间还存在着广泛的交叉反应,这些问题的解决将大大增加我们对乙烯信号转导途径的了解。     

乙烯信号转导的分子机制

气态植物激素乙烯在植物生长发育和应对生物及非生物胁迫过程中起着重要作用。在过去的十几年中, 对模式植物拟南芥的分子遗传研究已建立从信号感知到转录调控的乙烯信号转导线性模型。拟南芥共有5个乙烯受体ETR1、ERS1、ETR2、ERS2和EIN4, 目前已知ETR1定位在内质网上, 与类似于Raf的蛋白激酶CTR1协同负调控乙烯反应。EIN2和EIN3/EILs位于CTR1下游, 正调控乙烯反应。两个F-box蛋白EBF1和EBF2通过泛素/26S蛋白体降解途径调控EIN3的稳定性。5’→3’的外切核酸酶EIN5通过启动EBF1和EBF2 mRNA的降解, 拮抗EBF1和EBF2对EIN3的负反馈调控。目前对于乙烯信号转导途径关键组分的生化功能和乙烯下游反应途径的了解甚少, 乙烯信号转导途径与其它途径之间还存在着广泛的交叉反应, 这些问题的解决将大大增加我们对乙烯信号转导途径的了解。     

花衰老相关的乙烯信号转导基因研究进展

乙烯在许多切花衰老过程中起着重要的调节作用,不同的植物乙烯信号转导组分在花衰老过程中有不同的转录调节特性。根据乙烯信号转导标准模式,通过调节乙烯信号转导基因表达能够调控花对乙烯的敏感性,深入研究乙烯信号转导机制;可能有多条途径可延缓切花衰老。综述了香石竹和月季等几种观赏植物在花衰老过程中乙烯受体和乙烯信号转导基因表达及特性。     

铜离子与乙烯受体关系研究进展

许多年前 ,人们一直推测金属离子如锌、铜为受体感受乙烯所必需 ,但苦于没有直接证据。最近对拟南芥的生化和遗传学研究证实铜离子参与了乙烯信号的感受和转导。RAN1蛋白与酵母 CCC2蛋白和 Wilson &Menkes疾病蛋白同源 ,这些蛋白为转运铜离子的 P-型ATP酶。RAN1将铜离子整合到乙烯受体中 ,受体才能正常感受乙烯。铜离子投送可能是调节乙烯感受的重要因素     

ROS在植物激素信号转导中的作用（综述）

植物能感受外界环境信息的刺激,并通过复杂的信号转导体系调节植物特定基因的表达,引起相应的生理生化反应,以适应不断变化的环境条件.研究表明,活性氧作为第二信使参与了植物激素信号转导,本文对其在植物激素信号转导中的作用进行综述.     

植物激素与植物病害的相互作用

概述了病原真菌、细菌、病毒、类病毒、植原体及线虫等侵染性因子致病过程中各种植物激素代谢的变化,病害发展与激素变化之间的联系,内源激素变化方式和激素病理代谢机制,以及激素参与的抗病反应和信号转导等方面的研究现状和进展。     

植物激素信号之间的相互作用

植物激素问的相互作用对植物的正常发育来说非常重要。不同植物激素之间存在相互协同、对抗和因果等关系,以精细调控植物的发育和对环境的反应等,植物激素信号之间的相互作用已成为植物细胞中不同信号间相互作用机制研究的模式系统。现对不同植物激素在生物合成、代谢、运输和信号转导途径等层次上的相互作用进行综述,并对这一领域的研究进行了总结和展望。     

植物激素脱落酸的信号转导

介绍了与ＡＢＡ信号转导直接相关的ＡＢＡ结合蛋白、第二信使和ＡＢＡ响应基因的诱导表达等方面的最新研究进展。     

高等植物EIN3/EILs转录因子研究进展

Ethylene-insensitive3(EIN3)和EIN3-like(EIL)蛋白是乙烯信号转导途径中重要的核转录因子。目前已经从多种高等植物中分离得到EIN3/EILs,其属于一个小的转录因子家族。这类转录因子在氨基酸序列N端高度保守,包括酸性氨基酸区、脯氨酸富集区、碱性氨基酸簇等涉及DNA结合的重要结构域,它们通过直接结合到初级乙烯反应元件(PERE)上来调节相关基因的表达。EIN3/EILs转录因子家族不同成员在不同物种间时空表达特性、表达调控模式等均有所差异,各成员主要参与调节植物对乙烯的反应,包括影响幼苗的"三重反应"、植株的生长发育等,并作为乙烯与其他信号间交叉点发挥重要作用。就近几年关于高等植物EIN3/EILs转录因子的研究进展进行综述,以期为后续研究提供理论依据。     

Members of the tomato LeEIL (EIN3-like) gene family are functionally redundant and regulate ethylene responses throughout plant development

The plant hormone ethylene regulates many aspects of growth, development and responses to the environment. The Arabidopsis ETHYLENE INSENSITIVE3 (EIN3) protein is a nuclear-localized component of the ethylene signal-transduction pathway with DNA-binding activity. Loss-of-function mutations in this protein result in ethylene insensitivity in Arabidopsis. To gain a better understanding of the ethylene signal-transduction pathway in tomato, we have identified three homologs of the Arabidopsis EIN3 gene (LeEILs). Each of these genes complemented the ein3-1 mutation in transgenic Arabidopsis, indicating that all are involved in ethylene signal transduction. Transgenic tomato plants with reduced expression of a single LeEIL gene did not exhibit significant changes in ethylene response; reduced expression of multiple tomato LeEIL genes was necessary to reduce ethylene sensitivity significantly. Reduced LeEIL expression affected all ethylene responses examined, including leaf epinasty, flower abscission, flower senescence and fruit ripening. Our results indicate that the LeEILs are functionally redundant and positive regulators of multiple ethylene responses throughout plant development.     

Emerging Complexity of Ethylene Signal Transduction

The plant hormone ethylene modulates growth and development and mediates diverse stresses and pathogens. Genetic studies with a laboratory reference plant, Arabidopsis, enabled researchers first to identify and place several key signaling components in a linear pathway for hormone signaling. Biochemical and cellular investigations have now led us to integrate functionally these genetically identified factors within a signaling context. Multi-step regulation of protein stability that accompanies phosphorylation/de-phosphorylation appears to be a central and underlying molecular mechanism. Here, we briefly summarize recent findings in such post-translational regulation of ethylene signaling factors. Based on this, we can postulate a new framework and formulate specific questions to unravel the emerging dynamics and complexity of ethylene signaling.     

乙烯的生物合成与信号传递

乙烯是气体植物激素,它在植物的生长发育过程中有很多作用。所以了解乙烯的生物合成及其信号转导是非常重要的。二十年来,通过筛选有异于正常三重反应的突变体,人们发现了乙烯信号转导的粗略轮廓。在拟南芥中,有5个受体蛋白感受乙烯,ETR1、ERS1、ETR2、ERS2、EIN4。它们表现出功能冗余,是乙烯信号的负调控因子,在植物体内以二聚体的形式存在。ETR1的N端与乙烯结合时需要铜离子（Ⅰ）的参与。尽管已经发现ETR1有组氨酸激酶活性,而其它受体有丝氨酸/苏氨酸激酶活性,但受体参与乙烯信号转导的机制还不是很清楚。受体与Raf类蛋白激酶CTR1相互作用,CTR1是乙烯反应的负调控因子。CTR1蛋白失活使EIN2蛋白活化。EIN2的N端是跨膜结构域,与Nramp家族金属离子转运蛋白的跨膜结构域类似。EIN2的C端是一个新的未知结构域,与乙烯信号途径的下游组分相互作用。EIN3位于EIN2的下游,EIN3和EILs诱导ERF1和其它转录因子的表达,这些转录因子依次激活乙烯反应目的基因的表达,表现出乙烯的反应。EIN3受到蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调节。由于乙烯是一种多功能的植物激素,其信号途径与其它信号途径有多重的交叉。     

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