中国科学院植物研究所在植物光形态建成转录调控方面取得新进展

<正>中国科学院植物研究所林荣呈研究组通过对模式植物拟南芥开展研究,发现B-box型蛋白家族第四亚家族成员BBX23能够促进红光、远红光和蓝光条件下的光形态建成。进一步研究显示,在转录水平上,PIF1和PIF3蛋白能够直接结合到HY5和BBX23的启动子并激活它们的表达;在翻译后水平上,BBX23蛋白在黑暗下受到COP1介导的泛素化降解。研究同时表明,BBX23通过与HY5相互作用被招募到下游光响应基因的启动子上,并与HY5协同调控下游基因的表达。研究人员还发现,BBX23的转录受     

转录因子HY5在植物光形态建成和氮代谢中的调控作用

HY5(ELONGATED HYPOCOTYL5)是亮氨酸拉链类转录因子,是促进光形态建成的重要调控因子,参与光、激素等调控的植物根系生长、种子发芽后下胚轴伸长、色素生物合成等生长发育进程。HY5也能够促进植株地上部光合产物的运输,并能作为信号分子从地上部移动到根系,促进根系对硝酸盐的吸收运转,维持植株的碳氮平衡,实现地上部与地下部之间的信号交流。本文从植物光形态建成、内源激素信号转导、氮代谢及碳氮平衡等方面综述了近年来转录因子HY5调控作用的研究进展。     

光敏色素互作因子在植物抵御逆境胁迫中的作用研究进展

光敏色素互作因子(Phytochrome-interacting factor,PIF)属于碱性螺旋—环—螺旋(Basic Helix–Loop–Helix,b HLH)类转录因子,参与植物多个生物进程,作为胞内信号调节"枢纽",不但参与调控植物的生长发育,且在植物抵御逆境胁迫过程中发挥重要作用。本文中主要阐述PIF集成复杂的网络调控植物对低温、高温、荫蔽、干旱等非生物胁迫的应答反应,以及PIF通过植物激素信号途径介导植物对病虫害等生物胁迫的防御机制,为研究PIF在逆境胁迫中的作用,提高作物抗性和品质等提供参考。     

中国科学院植物研究所科研人员在揭示光-温信号整合机制方面取得新进展

正中国科学院植物研究所林荣呈研究组发现了光信号与温度信号整合的新因子SEU,揭示了SEU通过与PIF4互作形成转录调控复合物,对生长素合成与信号相关的靶基因进行调节,从而改变植物体生长素的含量和信号过程,实现对生长发育的调控,使植物更好地适应光-温环境。林荣呈等科研人员长期开展光信号转导与叶绿体发育的相关研究工作,近年来致力于挖掘和研究光信号转导的新因子。研究人员前期研究克隆了拟南芥EPP1基因,该基因编码的染色质重塑因子PKL     

浙江大学揭示植物整合光、温信号平衡其生长与低温抗性的机制

<正>2018年12月15日,《Plant Physiology》在线发表了浙江大学周艳虹教授课题组题为"SlHY5 Integrates Temperature,Light and Hormone Signaling to Balance Plant Growth and Cold Tolerance"的研究论文,揭示了植物光信号转录因子HY5整合光、温和激素信号调控番茄生长和低温抗性的机制。研究人员发现,低温诱导了番茄光敏色素PHYTOCHROME A基因的转录和bZIP转录因子SlHY5的积累,在低     

遗传发育所揭示植物长距离信号传导和碳-氮平衡调控新机制

正中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东课题组研究发现,拟南芥光信号途径的b ZIP转录因子——HY5蛋白能够从植物地上部长距离移动至根系,自激活根系HY5基因表达,同时激活高亲和性硝酸根转运蛋白基因NRT2.1的表达,进而促进根系生长和氮吸收。进一步研究发现,地上部HY5通过增强TPS1、SWEETs等基因的表达,既促进了光合固碳又促进了光合产物从地上部运输到根系;而运输到根系的光合产物增强了HY5蛋白激活根系NRT2.1表达和氮吸收,进而维持植物碳-氮平衡。研究还发     

中国农大揭示植物在黑暗下的ABA信号转导机制

中国农业大学生物学院植物生理学与生物化学国家重点实验室李继刚课题组揭示了转录因子PHYTOCHROME-INTERACTING FACTORS(PIFs)通过直接结合ABI5基因的启动子并且激活ABI5的表达,在黑暗下特异调控植物的ABA信号途径;该研究还发现ABA受体PYL8/PYL9能够和PIFs直接相互作用,并且介导PIFs对ABI5的转录调控;此外,该研究进一步支持了某些ABA受体通过与转录因子互作,直接调控基因表达的工作模式;综上,研究证明了植物中存在黑暗下特异的ABA信号调控组分和途径,有助于进一步理解植物如何根据环境的光信号调整其内源的ABA信号途径,从而在自然界获得更好的生存能力,还为PIFs这类重要转录因子在植物中参与的信号途径及调控机制提供了新的见解。     

光照对番茄果实中番茄红素生物合成的调控研究进展

概述了光照对番茄红素生物合成调控的研究进展,探究光照在基因转录、转录后、光胁迫、光合产物等层面对番茄红素生物合成的辅助调控机制.结论表明:红光/远红光对PSY基因转录调控是主要方式之一,红光/远红光、蓝光及紫外光信号转导中存在交叉联系,HY5、PIF及COP1等光响应因子同时参与多种不同光质的信号转导过程.红光/远红光...     

MYC2转录因子在植物中的功能研究进展

MYC2(Myelocytomatosis proteins 2）是一类b HLH家族转录因子，是JA信号途径中的主要调控因子。MYC2通过转录调控下游目标基因的转录和表达，参与植物逆境防御、生长发育及次生代谢等进程。MYC3/4作为JA信号的次级调控因子可与MYC2协同作用。目前对MYC2的功能研究较为深入和广泛。本文综述了MYC2的结构特征及其在植物激素信号传导、逆境防御、生长发育和次生代谢中的调控机制，为进一步深入探讨MYC2的分子功能提供理论基础。     

浙江大学蔬菜研究所喻景权团队揭示红光促进番茄铁吸收的分子机制

正2021年5月20日,浙江大学喻景权教授团队在EMBO Reports在线发表了题为"The phyB-dependent induction of HY5promotes iron uptake by systemically activating FER expression"的研究论文,报道了红光通过光受体phy B激活光信号关键转录因子HY5,进一步调控根系铁吸收关键因子FER表达,促进番茄对铁的吸收。该研究发现,番茄铁的吸收速率、根系铁吸收关键转录因子FER及下游调控基因等表达显著受光的诱导。利用不同光受体突变体研究发现,     

上海交大发现番茄响应紫外光UV-B新机制

番茄是低剂量紫外光的UV-B作为一种环境信号被植物光受体UVR8蛋白感知,通过光信号转导,调控植物的生长发育、次生代谢和对环境逆境的适应性;而强UV-B能够破坏植物细胞内的蛋白质和DNA等生物大分子,引起逆境胁迫反应.光受体U V R8介导的光信号通路对于植物适应环境具有重要的作用,U V R8通过调控大量基因转录表达...     

茄科植物WRKY转录因子的研究进展

WRKY蛋白是植物中最大的具有重要作用的转录因子家族之一,通过特异性结合启动子区域的W-Box来调控基因的表达,其成员参与了茄科(Solanaceae)植物的生长、发育、代谢、生物和非生物胁迫响应和激素信号的转导等进程。综述茄科植物WRKY转录因子表达模式和在生物和非生物胁迫中调控作用的研究进展。     

拟南芥RNA 加工因子的开花调控机制

开花调控是植物生长发育中很重要的过程。拟南芥分子遗传学分析表明，MADS-box 转录因
子FLC、RNA 结合蛋白（FCA、FPA 和FLK）和mRNA 3′ 端加工因子（FY）都参与了这一过程。开花因
子通过抑制FLC 表达来促使植物开花；RNA 结合蛋白通过转录后调控来调节FLC 的表达以调控拟南芥开
花。此外，microRNAs 也参与这一过程。本文通过综述上述几个相关因子的调控过程，来阐述RNA 加工
因子参与的拟南芥开花调控机理。     

光质及光周期对植物生长发育的影响

光是影响植物生长和发育的一种重要的环境因子,不仅可以为植物各阶段的生长提供能量,植物还可以通过体内光受体感应不同的光质及光周期条件下产生的光信号,并借助自身复杂的信号传导通路对光信号作出反应,进而调节植物的生长发育,该研究综述了近年来国内外关于光对植物生长影响的研究现状,以期为相关研究和作物高产优质栽培提供指导。     

植物卵形家族蛋白综述

卵形家族蛋白(OFPs)是一类植物特有的具有保守OVATE结构域的转录因子,其首先发现于番茄中,与果实形状有关。OFPs广泛分布于植物界,其调节植物生长和发育的功能,包括果实形状的改变、胚囊和花粉发育以及次级细胞壁的合成等。近年来,主要集中在拟南芥AtOFP1的研究上。染色质免疫沉淀试验表明AtOFP1直接调控AtGA20ox1表达,其还可能通过与不同类型的转录因子(包括KNOX和BELL类)相互作用。该研究总结了OVATE基因的发现,阐明了OFPs在调节植物生长和发育中的最新进展,并分析了其可能的调控机制,以期为植物中研究OFPs生物学功能提供借鉴。     

光调控植物叶绿素生物合成的研究进展

总结了光信号(光强、光质、光周期及昼夜节律中光暗变化)对叶绿素含量及其生物合成途径中相关基因的影响。重点归纳了光信号途径中主要转录因子对叶绿素合成基因的调控机制,强调了表观遗传修饰在光调控叶绿素合成中的重要作用,以期探索光调控叶绿素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程和环境调控手段定向调控有重要生物学功能的叶绿素提供理论基础。     

种子萌发的激素信号互作

种子萌发受到许多外界和内部因素的严格调控,激素可通过整合内源信号和环境信号协调调控种子萌发。现重点概述了脱落酸(abscisic acid,ABA)和赤霉素(gibberellins,GA)的信号互作及对光照、温度的响应,ABA和乙烯之间的信号互作。指出转录因子FUS3不仅是ABA和GA信号转导途径的枢纽节点,还能通过前馈和反馈调控回路控制种子成熟过程中ABA的积累。而且FUS3在ABA和乙烯的互作中也起重要作用,它负调控乙烯生物合成和信号转导基因的表达。此外,RGL2、XERICO和ABI5也是ABA和GA信号转导途径的枢纽位点。种子响应光质的ABA和GA调控枢纽元件是PIL5/PIF1。而在正反馈调控回路中,高温下种子ABA/GA比例的增高可维持较高的FUS3蛋白含量水平增强ABA的响应。     

植物苯丙氨酸解氨酶基因的表达调控与研究展望

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonia-lyase,PAL,EC4.3.1.5)是催化苯丙烷代谢途径第一步反应的酶,也是这个途径的关键酶,对植物有非常重要的生理意义。根据有关文献综述了植物PAL的分布与定位、酶学性质,总结了生长发育、钝化因子与调节因子、末端产物等内部因素及光、温、机械损伤与生长调节剂等外部因素对PAL的调控作用,得出外部因子是在转录水平上对酶活性实施调控的结论,并运用酶学和分子生物学方面的知识阐述了其调控机理。还着重阐述了PAL酶在果树上的研究现状与进展,并对其今后的研究及在果树上的应用进行了展望。     

上海师范大学发现乙烯和水杨酸协同促进植物衰老的新机制

植物衰老是植物生长发育的重要组成部分,受到众多内外因素的复杂调控。气体植物激素乙烯(ethylene,ET)能够促进叶片衰老,EIN2是拟南芥乙烯信号途径的核心元件之一,其功能缺失突变体ein2呈现延缓叶片衰老的表型;位于EIN2下游的转录因子EIN3可以直接结合衰老相关基因ORE1的启动子并正向调控其表达。近年的研究证实,乙烯通过EIN2-EIN3-ORE1介导的级联信号促进拟南芥叶片衰老。