油菜素内酯调控植物根系发育机制研究进展

油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)是20世纪后期发现的一类新型植物激素,参与调控植物生长发育的诸多方面,其中对植物根系发育过程具有重要的调控作用.油菜素内酯(brassinolide,BL)是最先确定结构的高活性BR.首先介绍了BR的发现、BR调控根系生长信号通路的进展,进一步阐述了BR通路转录因子...     

植物抗逆胁迫相关蛋白激酶的研究进展

蛋白激酶在信号感知、传导、基因的表达调控以及其他调节植物生长发育的众多生理过程中至关重要。植物体内的信号传导系统能够感知外界逆境胁迫,并传递逆境胁迫信号。通过蛋白激酶改变蛋白质的磷酸化和去磷酸化状态,下游的抗逆相关基因在转录表达水平上发生变化,从而启动相应反应来抵制危害。概述了近年来国内外有关植物抗逆胁迫的蛋白激酶的研究进展。     

油菜素内酯参与调控植物生长发育与抗逆性的机制及其育种应用研究

油菜素内酯（brassinosteroids,BRs）是一类重要的植物促生激素,参与调控植物生长发育。最近的研究表明,BRs能增加作物产量和增强作物抗逆性。在BRs信号转导过程中,蛋白激酶的磷酸化功能与转录因子的磷酸化和脱磷酸化过程是BRs信号重要的生化调控机制,其中起始BRs信号由胞外向胞内转导的蛋白激酶BRI1和 BAK1,以及BRs信号下游调控不同性状基因表达的转录因子BZR1和BZR2/BES1,是BRs信号途径中关键的功能基因。基于重要蛋白激酶和转录因子的蛋白结构和功能分析,通过不同氨基酸功能位点的基因定点突变和修饰技术,能实现BRs信号途径的功能研究与植物性状改良,从而提高植物对环境的适应性。综述了BRs信号途径与植物生长发育和环境胁迫的研究,期望为植物分子育种提供很好的借鉴。     

拟南芥油菜素内酯的合成、修饰、信号转导及其在农作物育种中的应用研究进展

油菜素内酯(brassinosteroid,BR)在植物生长、发育过程中起着非常重要的调节作用。概述了模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中BR的合成、修饰及信号转导过程,并从3个方面阐述了拟南芥BR研究在农作物育种中的应用,最后对拟南芥BR研究在农作物育种工作的发展进行了展望。     

水杨酸介导的信号转导途径与植物抗逆性

水杨酸是一种重要的响应逆境反应的信号分子。综述了植物体内水杨酸对生物和非生物胁迫的应答反应,并从水杨酸结合蛋白、胞内第二信使系统和蛋白质磷酸化等方面初步探讨了水杨酸诱导植物抗逆性的信息传递途径。最后概述了目前该领域中需要进一步研究的若干问题。关键词:水杨酸;信号转导;植物抗逆性     

蛋白修饰调控植物育性与生殖发育的研究进展

植物育性与生殖发育不仅与植物繁衍后代息息相关,也是作物杂种优势利用技术的遗传基础。探究作物生殖发育的分子调控机制是植物发育研究的重要科学内容,也是农作物杂交育种的重要需求。蛋白质修饰是重要的翻译后调控方式,广泛参与植物生长发育的各个过程。近年来,植物育性调控和生殖发育的分子网络调控研究取得了重要进展,但尚未系统总结蛋白质修饰在该发育过程中的功能和作用。为此,本文总结了磷酸化、泛素化、SUMO化和糖基化等多种蛋白修饰类型在植物育性调控和生殖发育阶段的调控作用,以期为后续的研究提供参考和思路。     

植物LRR类受体蛋白激酶的研究进展

植物中富亮氨酸重复片断类受体蛋白激酶(LRR RLK)属于跨膜类受体蛋白激酶,由胞外LRR结构域、单次跨膜区以及胞内激酶结构域三部分组成。在不同植物中,LRR RLK作为信号识别受体参与CLV、BR、Ax21等信号转导过程,在植物生长发育、激素调节以及逆境应答反应等方面中发挥重要的作用。综述了近年来LRR RLK的相关调控功能及其作用机制的研究进展,并为进一步探索LRR RLK的功能及应用提供参考。     

植物磷酸化蛋白组学研究进展

蛋白质的磷酸化修饰是最重要、存在最广泛的一种蛋白翻译后修饰方式,蛋白质磷酸化修饰几乎参与所有的关键生命活动过程。磷酸化蛋白质组学主要研究磷酸化蛋白的鉴定、精确的绘图、磷酸化位点的定位、磷酸化水平的定量,并最终揭示其生物学功能。该文在简要地介绍了磷酸化蛋白质组学技术的基础上,主要分析了植物中磷酸化蛋白质组学的研究进展,并总结了植物磷酸化蛋白质组学的研究前景。     

植物蛋白磷酸酶2C结构和功能的研究现状与进展

蛋白磷酸酶是蛋白质可逆磷酸化过程中2个关键酶之一,蛋白磷酸酶2C(protein phosphatase 2C, PP2C)是蛋白磷酸酶的重要成员。PP2C是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,可以调控真核生物细胞生命活动。PP2C成员主要参与激素信号转导途径,尤其可作为脱落酸信号途径的关键调节因子,能响应各种生物和非生物胁迫,在器官发育和种子萌发等方面也具有重要的促进作用。在不同的植物中也发现了越来越多的PP2C成员,该酶在不同的植物、不同的生长环境以及不同的生理活动中均有不同的调控方式,这也是目前及今后对PP2C成员的研究方向。本文主要介绍了植物PP2C家族的结构特点、亚细胞定位及其在生长发育、激素信号转导、逆境胁迫方面的研究现状,以及在提高植物生物产量、促进果实发育等方面的新进展。     

草莓果实不同发育时期的蛋白磷酸化水平

【目的】通过分析草莓果实生长发育过程中蛋白磷酸化水平的变化以期揭示蛋白磷酸化在果实生长发育成熟衰老过程中的作用。【方法】以iTraq（isobaric tags for relative and absolute quantification）定量蛋白质组学结合LC-MS/MS（liquid chromatography-mass spectrometry）的方法对草莓果实的5个不同发育时期（小绿果时期、大绿果时期、白果时期、果实成熟期、果实成熟后期）的蛋白磷酸化水平进行综合分析,并对这些鉴定到的磷酸化蛋白进行生物过程分类、亚细胞定位分类和分子功能分类。通过综合分析多个数据库的比对结果,对所鉴定的磷酸化蛋白进行功能的预测。【结果】不同发育时期的磷酸化蛋白有所差异,并且在大绿果时期到果实成熟期磷酸化差异蛋白总数比其他时期显著增加,其中,多数的磷酸化蛋白参与生长发育调控。生物过程分类结果显示,这些磷酸化蛋白多数集中在植物信号转导途径和糖代谢途径中,其中,参与信号转导途径的有17个,参与糖代谢生物过程的有8个。属于MAPK级联途径的有MAPKKK家族的101308592、MAPK家族的470122684和596127083。596127083的磷酸化水平在各个发育时期较为稳定,101308592随发育时期磷酸化水平逐渐升高,而470122684的磷酸化水平从软果期开始急剧下降。亚细胞定位分类结果显示,多数磷酸化蛋白定位在细胞核和细胞质中。分子功能分类结果显示,多数磷酸化蛋白具有转录调节和磷酸化去磷酸化的分子功能,鉴定出与生长发育调节相关的磷酸化蛋白有24个。其中,具有转录调控功能的有4个,参与细胞分裂的有6个,还有一部分磷酸化蛋白与调控生长发育的激素的响应有关,除此之外,还鉴定到3个与果实的成熟软化相关的磷酸化蛋白。另外,一部分蛋白有多种磷酸化修饰方式,其中,SNF1相关蛋白激酶β亚基有3种磷酸化修饰,且其磷酸化水平各不相同。【结论】同种蛋白可能同时存在不止一种磷酸化修饰方式。不同的磷酸化修饰方式的作用不尽相同。不同的时期占主导地位的修饰方式也不尽相同。磷酸化蛋白不仅参与转录调节和细胞分裂分化,还参与果实发育过程中对植物激素的响应和糖的代谢积累,甚至参与果实成熟软化的调节。另外,101308592和470122684可能参与果实生长发育的调控。总之,蛋白磷酸化修饰在草莓果实生长发育过程中起重要的调控作用。     

BSKs mediate signal transduction from the receptor kinase BRI1 in Arabidopsis

Brassinosteroids (BRs) bind to the extracellular domain of the receptor kinase BRI1 to activate a signal transduction cascade that regulates nuclear gene expression and plant development. Many components of the BR signaling pathway have been identified and studied in detail. However, the substrate of BRI1 kinase that transduces the signal to downstream components remains unknown. Proteomic studies of plasma membrane proteins lead to the identification of three homologous BR-signaling kinases (BSK1, BSK2, and BSK3). The BSKs are phosphorylated by BRI1 in vitro and interact with BRI1 in vivo. Genetic and transgenic studies demonstrate that the BSKs represent a small family of kinases that activate BR signaling downstream of BRI1. These results demonstrate that BSKs are the substrates of BRI1 kinase that activate downstream BR signal transduction.     

油菜素内酯对拟南芥和水稻根毛发育的影响

油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是植物生长发育所必需的一类植物激素。本研究以拟南芥和水稻为研究对象,借助BR相关突变体,通过外源施加BR及BR合成抑制剂研究BR和根毛生长发育的关系。结果表明:在双子叶模式植物拟南芥中,BR抑制根毛的生长发育;在单子叶模式植物水稻中,BR对的根毛的发育存在剂量反应,在一定的浓度范围内促进根毛的生长发育。     

Keeping G proteins at bay: a complex between G protein-coupled receptor kinase 2 and Gbetagamma

The phosphorylation of heptahelical receptors by heterotrimeric guanine nucleotide-binding protein (G protein)-coupled receptor kinases (GRKs) is a universal regulatory mechanism that leads to desensitization of G protein signaling and to the activation of alternative signaling pathways. We determined the crystallographic structure of bovine GRK2 in complex with G protein beta1gamma2 subunits. Our results show how the three domains of GRK2-the RGS (regulator of G protein signaling) homology, protein kinase, and pleckstrin homology domains-integrate their respective activities and recruit the enzyme to the cell membrane in an orientation that not only facilitates receptor phosphorylation, but also allows for the simultaneous inhibition of signaling by Galpha and Gbetagamma subunits.     

拟南芥DWF4基因的内含子影响自身表达

为了进一步确定DWF4 基因的内含子是否影响自身表达,构建了35S启动子驱动的带内含子和不带内含子的DWF4基因表达载体,分别转入拟南芥DWF4基因的弱突变体psc1。对T2代幼苗进行表型分析发现,转入带内含子的DWF4基因的转基因株系TgD4能完全恢复突变体的表型,而转入不带内含子的DWF4基因的转基因株系TcD4只能部分恢复突变体的表型。RT–PCR分析显示,TgD4 的DWF4表达水平明显增加,说明内含子对DWF4基因的表达有增强作用。     

玉米暗形态建成突变体的筛选

双子叶植物的下胚轴和单子叶植物的中胚轴的生长模式是暗形态建成和光形态建成的重要标志性发育事件,黑暗促进其延伸,而光照则抑制其生长。拟南芥下胚轴的形态建成受光信号通路与植物激素途径中许多重要基因的调控,这些基因在农作物中的同源基因,往往也与许多重要的农艺性状有关。基于此,以玉米的中胚轴在暗形态建成中的长度作为表型标记,从EMS突变体库中(包含6 150份郑58背景株系和2 340份B73背景株系)筛选获得96株中胚轴长度异常的突变体。进一步对其中两个突变体进行了初步分析,发现这两个突变体在BR信号途径发生缺陷。玉米暗形态建成突变体的获得将不仅有助于解析玉米对光信号的应答,而且有助于揭示光信号通路与其他信号途径的互作。     

Phosphorylation and regulation of Raf by Akt (protein kinase B)

Activation of the protein kinase Raf can lead to opposing cellular responses such as proliferation, growth arrest, apoptosis, or differentiation. Akt (protein kinase B), a member of a different signaling pathway that also regulates these responses, interacted with Raf and phosphorylated this protein at a highly conserved serine residue in its regulatory domain in vivo. This phosphorylation of Raf by Akt inhibited activation of the Raf-MEK-ERK signaling pathway and shifted the cellular response in a human breast cancer cell line from cell cycle arrest to proliferation. These observations provide a molecular basis for cross talk between two signaling pathways at the level of Raf and Akt.     

乳蛋白磷酸化分析方法研究进展

蛋白质的磷酸化是一种可逆性的蛋白质翻译后修饰,在调节蛋白结构和功能方面起重要作用。乳蛋白质的磷酸化与牛奶的稳定性有关。采用蛋白组学方法和技术,在实现乳蛋白质组成鉴定的同时,又能分析蛋白质的磷酸化修饰位点。文章综述了磷酸化蛋白质的检测和富集分离技术及乳蛋白磷酸化修饰的研究进展。