PIN蛋白在生长素极性运输中的作用

PIN蛋白是生长素流出栽体,它在细胞中的不对称分布决定细胞间生长素流方向.PIN蛋白网络系统决定生长素的极性运输,为植物体各部位的细胞提供了特异的位置和方向信息.从细胞水平上介绍PIN蛋白在生长素极性运输中的作用及对PIN蛋白功能调节的研究进展.     

生长素输出载体PIN家族研究进展

生长素极性运输调控植物的生长发育。生长素极性运输主要依赖3类转运蛋白: AUX/LAX、PIN和ABCB蛋白家族。生长素在细胞间流动的方向与PIN蛋白在细胞上的极性定位密切相关。PIN蛋白由1个中心亲水环和2个由中心亲水环隔开的疏水区组成。中心亲水环上含多个磷酸化位点,其为一些蛋白激酶的靶点。PIN蛋白受多方面调控,包...     

荷花 PIN 基因家族的鉴定及非生物胁迫表达分析

【目的】探究荷花中NnPIN家族成员的特征及在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的基因资源。【方法】采用生物信息学方法对荷花NnPIN家族进行全基因组鉴定,并通过qRT-PCR技术分析了其在低温(4℃)、水淹及外源3 mmol/L脱落酸(ABA)处理下的表达模式。【结果】(1)荷花基因组中共鉴定出12个具跨膜结构域的NnPIN基因,分别命名为NnPIN1～12,且分布在6条染色体上,并主要定位于质膜和内质网;(2)系统进化分析表明,NnPIN蛋白可根据中央亲水环的长度分为经典型和非经典型2种类型,且同一类型具相似结构;经典型具完整的motif 1～12,而非经典型则缺失中央亲水环部分(motif 6,8,9,12);(3)NnPIN基因在启动子区域具有大量光响应、非生物胁迫和激素响应元件,并特异性地具有厌氧、脱落酸(ABA)、低温等响应元件;(4)NnPIN基因(除NnPIN8外)均正向响应外源ABA和低温胁迫,而NnPIN6和NnPIN7正向响应水淹胁迫,NnPIN1、NnPIN2、NnPIN3、NnPIN4、NnPIN5、NnPIN8、NnPIN9和NnPIN12...     

生长素极性运输研究进展

高等植物的生长发育受激素的广泛调控,其中生长素的作用尤为独特,因为生长素在植物组织内的浓度梯度是由其极性运输维持的,而正是激素在植物组织的相对含量决定了该组织的发育命运。高等植物体内存在可运输的化学信使的概念首先由Ｄａｒｗｉｎ父子提出。通过对金丝鸟木亡草（Ｐｈａｌａｒｉｓｃａ ｎａｒｉｅｎｓｉｓ）幼苗的向光性的研究,他们认为植物的向光性受到一种可运输的物质的调控［1］。后来发现这一物质是生长素,在自然界中主要存在的形式是ＩＡＡ。到本世纪 30年代,禾谷类植物中的生长素的极性运输得到证实,后来发现所有…     

Rabdosinate调节生长素极性运输蛋白PIN1、PIN3和PIN4抑制拟南芥幼苗根生长

利用3种拟南芥生长素极性运输外运载体突变体及4种转基因株系研究了二萜rabdosinate抑制拟南芥幼苗主根及侧根生长的作用机制。结果显示,60~80 μmol·L^-1的rabdosinate显著抑制野生型拟南芥幼苗主根生长及侧根形成,而对突变体pin1、pin2和pin3主根未显示明显的抑制效应,对侧根的抑制减弱;发现rabdosinate （60~80 μmol·L^-1）引起生长素报告株系根尖DR5活性升高,并增加融合蛋白PIN1-GFP丰度以及减少PIN3-GFP和PIN4-GFP的丰度。推断rabdosinate可通过增加PIN1丰度促进了根部生长素向顶运输,而减少PIN3丰度降低根尖部生长素的横向转运,引起了生长素在根尖部的累积及生长素浓度梯度的改变,进而抑制幼苗主根生长及侧根发育。     

生长素极性运输研究进展

生长素极性运输与植物生长发育密切相关并受许多因素调控,生长素极性运输机理方面已取得较大进展,但仍有一些亟待解决的问题.研究植物生长素极性运输的生理机制及其调控具有十分重要的意义.通过了解生长素在植物生长发育中的作用,进而阐述生长素极性运输机理方面的研究进展.     

肌动蛋白微丝与生长素浓度梯度分布

生长素参与植物生长发育的各个阶段,如胚胎发生、发育,营养器官发生与形态建成,极性与轴向的建立,维管组织分化,生殖器官的发育等。虽然生长素在植物的各组织器官和细胞中发挥着重要的作用,植物内源生长素的生物合成却是在特异的组织——细胞快速分裂的幼嫩组织中完成的,然后通过韧皮部或受严格控制的细胞—细胞运输系统运送至植物各个部分。生长素的极性运输导致其积累在某些局部组织和细胞内,形成特定梯度分布。生长素对植物生长发育众多方面的调节正是依赖于这一特性。该文综述了近年来有关植物生长发育过程中生长素浓度梯度的形成和相应的生理功能,以及细胞骨架中的微丝参与调控生长素极性运输的研究工作。     

植物向重力反应中PIN-FORMED介导的生长素极性运输调控

植物的向性,即植物对光或重力等环境刺激信号产生的定向生长反应。在向重力性反应中,植物器官将重力感知为定向环境信号,来控制其器官的生长方向以促进生存。植物激素生长素及其极性运输在植物向重力反应中起着决定性的调控作用。质膜定位的生长素输出蛋白PIN-FORMED(PIN)通过动态的亚细胞极性定位,改变生长素运输的方向以响应环境刺激,由此植物器官间建立的生长素浓度梯度是细胞差异化伸长和器官弯曲的基础,来调控植物的形态建成和生长发育过程。本文主要讨论发生在植物重力感受细胞内早期重力感知和信号转导机制的最新研究进展、PIN介导的生长素极性运输、PIN的极性定位以及质膜蛋白丰度的调控机制等。     

生长素的极性运输

生长素的极性运输李春俭（北京农业大学生物学院，北京１０００９４）ＰＯＬＡＲＡＵＸＩＮＴＲＡＮＳＰＯＲＴＬｉｎＣｈｕｎ－ｊｉａｎ（ＣｏｌｅｇｅｏｆＢｉｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４）...     

生长素极性运输机理的研究现状

生长素极性运输机理的研究现状朱广廉（北京大学生命科学院１００８７１）１９３２年温特（Ｗｅｎｔ，Ｆ．Ｗ．）用燕麦胚芽鞘切段进行的有关生长素运输的经典实验，发现生长素在胚芽鞘节段内的传导具有极性，即只能从其形态学的顶端向基部移动，被后人称为极性运输。现在...     

植物自交不亲和基因研究进展

自交不亲和性的研究是植物生殖生物学和分子生物学研究的热点之一,对自交不亲和基因和蛋白质的深入研究是解析自交不亲和性机理的关键.对控制孢子体自交不亲和性和配子体自交不亲和性的S基因及其蛋白质产物的分子生物学研究进展进行了综述.孢子体自交不亲和性植物S位点上至少存在3个基因,即SLG、SRK和SCR基因.其中SLG、SRK基因控制雌蕊自交不亲和性,而SCR控制花粉自交不亲和性.配子体自交不亲和植物雌蕊S基因产物为S-RNase,具有核酸酶活性;配子体自交不亲和植物花粉S基因产物尚未找到.     

植物DREPP基因家族研究进展

发育调节质膜多肽(DREPP)蛋白是一类与质膜相关的植物特异性蛋白, 具有结合磷脂酰肌醇磷酸(PtdInsP_s)、Ca ²⁺/钙调蛋白(CaM)复合物、微管和微丝等多种功能, 在植物生长发育与逆境(低温和干旱等)应答过程中发挥重要作用。该文综述了植物DREPP家族成员的组成、蛋白质序列特征及其在发育与逆境应答过程中的生物学功能, 以期为深入认识DREPP参与的信号调控网络提供帮助。     

植物DREPP基因家族研究进展

发育调节质膜多肽(DREPP)蛋白是一类与质膜相关的植物特异性蛋白, 具有结合磷脂酰肌醇磷酸(PtdInsP_s)、Ca ²⁺/钙调蛋白(CaM)复合物、微管和微丝等多种功能, 在植物生长发育与逆境(低温和干旱等)应答过程中发挥重要作用。该文综述了植物DREPP家族成员的组成、蛋白质序列特征及其在发育与逆境应答过程中的生物学功能, 以期为深入认识DREPP参与的信号调控网络提供帮助。     

Regulation of Gene Expression in Higher Plants

The study on regulation of gene expression in higher plants has attracted attention of many scientists and is also one of the major scientific research areas in modern biological studies. With advancement of the technology of genetic engineering, more and more details of gene regulation are revealed and it has been found that regulatory zones of most genes are located at the 5' upstream promoter regions. Now,the study on regulation of gene expression is mainly focused on light regulated genes, tissue specific genes, environmental stress induced genes, bormone-induced genes and so on. This article gives a more or less comprehensive review on the several aspects mentioned above.     

Molecular Properties and Functional Divergence of the Dehydroascorbate Reductase Gene Family in Lower and Higher Plants

Dehydroascorbate reductase (DHAR), which reduces oxidized ascorbate, is important for maintaining an appropriate ascorbate redox state in plant cells. To date, genome-wide molecular characterization of DHARs has only been conducted in bryophytes (Physcomitrella patens) and eudicots (e.g. Arabidopsis thaliana). In this study, to gain a general understanding of the molecular properties and functional divergence of the DHARs in land plants, we further conducted a comprehensive analysis of DHARs from the lycophyte Selaginella moellendorffii, gymnosperm Picea abies and monocot Zea mays. DHARs were present as a small gene family in all of the land plants we examined, with gene numbers ranging from two to four. All the plants contained cytosolic and chloroplastic DHARs, indicating dehydroascorbate (DHA) can be directly reduced in the cytoplasm and chloroplast by DHARs in all the plants. A novel vacuolar DHAR was found in Z. mays, indicating DHA may also be reduced in the vacuole by DHARs in Z. mays. The DHARs within each species showed extensive functional divergence in their gene structures, subcellular localizations, and enzymatic characteristics. This study provides new insights into the molecular characteristics and functional divergence of DHARs in land plants.     

植物颗粒结合淀粉合酶GBSS基因家族的进化

为全面理解植物颗粒结合淀粉合酶(GBSS)基因在植物中的进化模式并重建其进化历史, 利用20种陆生植物和2种藻类植物的基因组数据, 通过生物信息学手段, 深入挖掘和分析植物类群基因组中GBSS基因家族的构成和基因特点, 推测其可能的扩增和丢失规律。结果共识别42条同源序列。系统发育和进化分析表明, GBSS基因起源古老, 可能在所有绿色植物的祖先中就已经出现, 之后在进化过程中不断发生谱系的特异扩张和拷贝丢失, 并最终通过功能分化的形式在植物类群中被固定。     

MIR166基因家族在陆生植物中的进化模式分析

MicroRNA（miRNA）是一类广泛存在于真核生物中的具有转录后水平调控功能的内源非编码小分子RNA。在植物中．miRNA通过对靶基因的剪切或沉默来实现对植物生命活动的调控,它是基因表达调控网络的重要组成部分。miR165／166（miR166）是陆生植物中最为古老的MIRNA家族之一,它通过对3型同源异域型-亮氨酸拉链（1id—ZIPⅢ）等靶标的调控,在植物的众多发育时期起着关键的调控作用。本文分析了MIR166基因在陆生植物中的进化关系,并对MIR166在基部陆生植物小立碗藓（Physcomitrella patens）中的复制及进化进行了研究。此外,HD—ZIPⅢ蛋白是植物中重要的一类转录因子,miR166对HD-ZIP Ⅲ基因的调控作用在陆地植物保守的存在,本文对HD—ZIP Ⅲ基因和miR166在进化中的相互作用进行了初步的探讨。