赤霉素代谢与信号转导及其调控种子萌发与休眠的分子机制

种子的萌发能力由胚周围组织(种皮和胚乳)强加的物理限制与胚的生长潜能之间的平衡所决定.覆盖胚根尖端的珠孔端胚乳细胞的弱化被植物激素赤霉素(gibberellin, GA)促进但被脱落酸抑制,是胚根伸出的重要前提.GA是一种调控植物许多关键生理过程,如种子萌发、根和茎的伸长、开花、座果和种子发育的重要激素. GA在种子萌发与休眠解除中的作用主要受其生物合成与分解代谢和信号转导途径的调控.本文主要综述了GA的生物合成与代谢、GA的信号转导以及它们对种子萌发和休眠解除调控的研究进展.此外,本文也提出了本领域需要进一步研究的科学问题,试图为解释GA调控种子萌发与休眠的分子机理提供新的研究信息.     

油菜素内酯与脱落酸互作调控植物生长与抗逆的分子机制研究进展

植物需要同时协调多种不同信号来调节整个生长发育过程。植物激素油菜素内酯(BR)和脱落酸(ABA)是其中发挥重要作用的两类主要内源信号,并且在种子萌发、植物抗逆等过程中存在着密切的交叉互作。随着BR和ABA信号通路中关键元件的不断解析,两者互作调控气孔运动、逆境响应、种子休眠与萌发、植物发育等过程的分子机制研究取得显著进展。本文综述了近年来有关BR和ABA的功能、信号转导通路以及两者互作分子机制的最新进展。     

植物激素的受体和诱导基因

植物激素在植物生长发育的诸多方面发挥着重要作用。近年来,随着植物分子遗传学和分子生物学的发展,有关植物激素信号转导分子机制的研究取得了较大的进展。本文介绍了生长素、赤霉素、脱落酸和乙烯四种植物激素信号转导途径中的受体和诱导基因的研究进展,并展望了用生物信息学方法研究植物激素诱导基因的前景。     

ABA调控种子发育的研究进展

种子发育是一个复杂的生物学过程，受各种遗传和外界因素的调节，显著影响农作物特别是禾谷类作物的种子活力和产量与质量。脱落酸(ABA)是调控种子发育和萌发最重要的植物激素之一，其活性水平、信号转导及其LAFL网络在种子发育包括胚胎发生和成熟过程的调控中起关键作用。该文主要综述了近年来ABA调控种子发育的研究取得的重要进展，包括ABA代谢和信号转导对种子发育的调控，ABA与种子成熟转录因子(AFL-B3、FUS3、ABI3、LEC2等)的作用，以及ABA在种子发育中的作用机制，并提出了需要进一步研究的科学问题，为深入理解种子发育的分子机制提供参考，从而提高种子的活力、产量和质量。     

高等植物赤霉素代谢及其信号转导通路

赤霉素是一类重要的植物激素,对植物的生长发育,如种子的萌发、茎的延展、叶片的生长、休眠芽的萌发以及植物的花和种子的发育等生理具有重要的调控作用。从1926年被发现至今,阐明了赤霉素代谢机理及调控机制,明确了赤霉素在植物体内的信号转导途径。本文综述了赤霉素的生物合成途径及其平衡的调节;赤霉素受体GID1、DELLA蛋白在赤霉素信号转导途径中的作用及相关研究;泛素介导的DELLA蛋白降解在赤霉素信号转导中的研究进展。     

植物花青素生物合成与调控的研究进展

花青素是一种广泛存在于植物中的水溶性色素,在植物抗逆和预防人类慢性疾病中起着重要作用。花青素生物合成过程在模式植物中的研究较为清晰,其过程主要受多种结构基因编码的酶类及转录调控因子(MYB、bHLH和WD40蛋白)控制。此外,LBD基因家族中的LBD37、LBD38和LBD39基因对花青素的生物合成起负调控作用,microRNA和环境因子对花青素的生物合成过程也起到了调控作用。同时,茉莉酸、赤霉素和脱落酸等植物激素也参与了花青素的生物合成调控过程。近年来,随着人们对植物花青素研究不断深入,越来越多的研究结果揭示花青素合成途径的分子调控机制在不同种植物中存在很大的差异性和复杂性。该文对植物花青素的合成途径、相关酶和各种调控因子进行了综述,并概述了植物花青素合成代谢中基因突变与花色变异的关系,旨在为今后深入研究花青素的分子调控机制,解析其遗传规律以及利用基因工程开展作物遗传改良等方面提供理论依据。     

植物糖信号与激素信号之间的联系

植物激素与糖作为信号分子,调控植物生长发育过程中的种子萌发、幼苗生长、根和叶的分化、花芽形成、果实成熟、胚形成和衰老等.拟南芥糖信号转导突变体与激素信号转导突变体的表型、遗传、生理与分子生物学的研究表明,糖与各种植物激素之间存在复杂的关系.文章介绍葡萄糖与ABA、乙烯、IAA、CTK、GA等激素之间的联系.     

赤霉素作用机理的分子基础与调控模式研究进展

赤霉素(gibberellins或gibberellic acid, GA)作为植物生长的必需激素之一, 调控植物生长发育的各个方面, 如: 种子萌发, 下胚轴的伸长, 叶片的生长和植物开花时间等。近年来随着植物功能基因组学的进一步发展, 有关赤霉素生物合成及其调控, 赤霉素信号转导途径, 以及赤霉素与其他激素和环境因子的互作等领域的研究取得了较大的进展。本文综述了赤霉素生物合成的生物学途径及其调控研究; GA信号转导通道的研究进展, 特别是DELLA蛋白阻遏植物生长发育的分子机理和GA解除阻遏作用(derepress)的分子模型; GA受体研究的新进展; 探讨GA与其它激素之间的相互作用, 以及植物在应答环境过程中的作用。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展北大核心CSCD

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥( Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

Gibberellins and seed development in maize. I. Evidence that gibberellin/abscisic acid balance governs germination versus maturation pathways

Abscisic acid (ABA) is required for the regulation of seed maturation in maize (Zea mays L.). Mutants blocked in ABA synthesis (such as viviparous-5) do not mature to quiescent, desiccation-tolerant seeds, but germinate on the ear midway through kernel development. Because gibberellins (GA) and ABA act antagonistically in many aspects of plant development, we hypothesized that ABA antagonizes a positive GA signal for precocious germination in maize. In these experiments, we show that a GA deficiency early in seed development, induced genetically or via biosynthesis inhibitors, suppresses vivipary in ABA-deficient developing kernels. The resulting seeds have both desiccation tolerance and storage longevity. Temporal analysis of GA accumulation in wild-type kernels revealed the accumulation of bioactive GA(1) and GA(3) prior to the peak in ABA content. We speculate that these GAs stimulate a developmental program leading to vivipary in the absence of normal amounts of ABA, and that a reduction of GA content re-establishes an ABA/GA ratio appropriate for suppression of germination and induction of maturation. In contrast, the induction of a GA deficiency did not suppress vivipary in viviparous-1 mutant kernels, suggesting that VP1 acts downstream of both GA and ABA in programming seed development.     

植物赤霉素矮化突变体研究进展

赤霉素(GAs)在植物种子萌发、茎的伸长和花的发育等方面起着非常重要的作用。近年来,随着研究手段和技术不断进步,对赤霉素(GA)生物合成和信号传导过程中相关基因的研究取得了惊人的进展。与GA有关的矮化突变体主要有GA缺陷型和不敏感型两类,本文对与GA生物合成和信号传导过程中有关的这两类矮突变体的研究进展进行综述。对这些这些突变体的研究促进了对赤霉素生物合成和信号传导途径的认识,同时为赤霉素更好地利用提供了科学依据。     

Vivipary as a tool to analyze late embryogenic events in maize

In maize vivipary, the precocious germination of the seed while still attached to the ear, is the diagnostic phenotype of mutants, which are impaired in the biosynthesis or response to abscisic acid (ABA). Of the 15 genes so far described, 12 control specific steps in ABA biosynthesis, two mediate hormone response and one still has an undefined role. We have analyzed a collection of 25 independent vp isolates with the aim of determining the degree of mutational saturation that has so far been reached. Of the 25 viviparous mutants complementation tested, 22 correspond to known loci: six are allelic to vp1, another six to vp5, one to vp7, two to vp9, six to vp10 and one to w3. The remaining three represent genes not previously identified. All mutants so far tested except rea show a decrease in ABA content. As to the only two mutants (vp1 and rea) whose endogenous ABA content is not impaired, the reduction in sensitivity of the double mutant compared to the single ones suggests that the two genes control separate pathways in the ABA signal transduction. Some of the mutants in this collection have a characteristic incomplete germination that allows the embryo of the mature dry seed to resume germination. By exploiting this feature it is possible to infer, through a germination test, whether the mutant has been impaired in the acquisition of desiccation tolerance. This information provides the starting point for the dissection of the genetic basis of desiccation tolerance.     

植物赤霉素生物合成和信号传导的分子生物学

赤霉素 (GAs)在植物的种子萌发、茎的伸长和花的发育等许多方面起着非常重要的作用。最近几年 ,对GA生物合成及其信号传导途径相关基因的研究取得了惊人的进展。这些进展促进了对其生物合成及其信号传导途径的认识。GA生物合成相关基因的表达受到多种内源和外源因子的调控 ,其中研究较多的是发育阶段、激素水平和光信号等内源及环境因子的调控。GA信号传导通常处于抑制状态 ,GA信号通过去抑制作用激活该传导途径而促进GA刺激植物生长和发育。     

Seed traits and genes important for translational biology--highlights from recent discoveries

Seeds provide food, feed, fiber and fuel. They are also an important delivery system of genetic information, which is essential for the survival of wild species in ecosystems and the production of agricultural crops. In this review, seed traits and genes that are potentially important for agricultural applications are discussed. Over the long period of crop domestication, seed traits have been modified through intentional or unintentional selections. While most selections have led to seed traits favorable for agricultural consumption, such as larger seeds with higher nutritional value than the wild type, other manipulations in modern breeding sometimes led to negative traits, such as vivipary, precocious germination on the maternal plant or reduced seed vigor, as a side effect during the improvement of other characteristics. Greater effort is needed to overcome these problems that have emerged as a consequence of crop improvement. Seed biology researchers have characterized the function of many genes in the last decade, including those associated with seed domestication, which may be useful in addressing critical issues in modern agriculture, such as the prevention of vivipary and seed shattering or the enhancement of yields. Recent discoveries in seed biology research are highlighted in this review, with an emphasis on their potential for translational biology.     

植物赤霉素生物合成和信号传导的分子生物学

赤霉素(GAs)在植物的种子萌发、茎的伸长和花的发育等许多方面起着非常重要的作用。最近几年,对GA生物合成及其信号传导途径相关基因的研究取得了惊人的进展。这些进展促进了对其生物合成及其信号传导途径的认识。GA生物合成相关基因的表达受到多种内源和外源因子的调控, 其中研究较多的是发育阶段、激素水平和光信号等内源及环境因子的调控。GA信号传导通常处于抑制状态, GA信号通过去抑制作用激活该传导途径而促进GA刺激植物生长和发育。     

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。     

植物抗脱水胁迫的分子机制

主要介绍植物在脱水胁迫下,逆激基因产物的功能和胁迫信号的转导过程.逆激基因产物的功能可分为两类：一类起“保护”作用,另一类起“调节”作用.在脱水胁迫起始信号和基因表达之间至少存在四条信号转导通路,两条依赖脱落酸(ABA),两条不依赖ABA,依赖ABA的途径中有1条必须有蛋白质合成.不依赖ABA的途径中有1条与低温胁迫应答有共同的信号转导通路.