我科学家揭示生长素信号转导机制

<正>生长素是一类重要的植物激素,参与调控植物生长发育的众多过程。生长素受体TIR1为E3泛素连接酶。生长素通过介导其受体TIR1与转录抑制子Aux/IAA蛋白直接互作,促使后者降解,将下游的转录因子去抑制化,从而激活生长素信号通路。目前发现的所有aux/iaa功能获得性突变主要发生在该类蛋白高度保守的Domain II,导致Aux/IAAs抑制子蛋白异常积累,呈现对生长素不敏感的表型。目前对调控     

类黄酮物质对生长素作用的研究进展

类黄酮物质是苯丙素途径次级代谢产物,可直接影响生长素载体分布、活性以及含量来调节生长素极性运输,或间接影响蛋白激酶/磷酸酶拮抗作用、相关蛋白活动、细胞膜流动性、ROS含量、细胞环境等调控生长素运输与分布,类黄酮物质亚组黄酮醇为生长素内源调节剂主要活性物质。此外,黄酮醇糖基化形式可调控生长素代谢,生长素能影响转录因子、ROS含量、细胞分裂素等反馈调节类黄酮物质合成。因此,类黄酮物质不仅能够调控生长素运输、代谢,还能整合生长素与其它激素、ROS、转录调控等信号途径。本综述总结类黄酮物质对生长素的作用,扩充类黄酮物质在植物体内的生物作用,为类黄酮物质参与植物生长发育与响应环境胁迫等过程的研究提供参考。     

我国科学家揭示mRNA多聚腺苷酸化在生长素和植物发育中的作用机理

<正>生长素是一种重要的植物激素,对于植物的生长发育至关重要。目前,人们对于生长素信号转导的认识主要集中在生长素受体TIR1/AFBs介导的Aux/IAAs蛋白降解、进而调控生长素相关基因表达这一过程,但对基因转录后事件的了解很少。     

假禾谷镰孢侵染小麦后3种植物激素相关基因的差异表达分析

假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)是我国近年新发现的小麦病原真菌,本研究目的是揭示植物激素信号传导途径中相关基因表达对假禾谷镰孢侵染的响应。利用假禾谷镰孢野生菌株WZ2-8A侵染小麦品种周麦24,对接种后5 d和15 d样品进行转录组测序,分析差异表达基因,并对候选基因进行q RT-PCR验证。假禾谷镰孢侵染后,小麦幼苗生长受到明显抑制,根长、株高、根重和地上部分鲜重均显著降低。转录组分析结果表明,植物激素信号传导途径中有29个基因差异表达,涉及到生长素、细胞分裂素和脱落酸3种植物激素。在接种后5 d有11个差异表达基因,其中2个上调,9个下调;在接种后15 d共有25个差异表达基因,其中8个上调,17个下调。在生长素信号传导途径中,生长素输入载体AUX1差异表达,影响生长素的极性运输,从而影响小麦根部的细胞伸长。在细胞分裂素信号传导途径中,起正调控作用的B-ARR上调表达,推测其促进细胞分裂素的信号传导,从而抑制细胞分裂,与生长素协同作用,造成小麦的长势减弱。在脱落酸途径中,脱落酸受体PYR/PYL下调表达;起到负调控作用的PP2C相关基因均上调表达。脱落酸使植物对真菌和细菌的抗性起到负调控作用,其信号传导途径与茉莉酸/乙烯途径相互拮抗,脱落酸信号传导途径的阻遏可能会使茉莉酸/乙烯途径信号通路打开。q RT-PCR结果基本能够和转录组测序结果相拟合,说明在假禾谷镰孢侵染胁迫下,脱落酸的信号传导被抑制可能是中抗品种周麦24对假禾谷镰孢产生一定的抗性的生理基础。     

探索小分子RNAOsmiR393调节水稻分蘖、耐旱的分子机制

小分子RNA（MicroRNA）是一类内源非编码的单链小分子RNA（21～24nt），以序列特异性的方式在转录、转录后和翻译水平上对靶基因表达进行调控，是生物体内基因表达自我调控的一种重要手段。miR393被认为通过在生长素（IAA）途径的后转录过程中调控生长素受体，从而调控植物的生长发育和对逆境的反应。     

激素间相互作用对植物茎伸长生长的调控综述

植物茎的伸长受多种内外因素的调节和控制，其中内部的内源植物激素如赤霉素、生长素等的调控起重要作用，且内源激素不但通过内源激素水平调控，而且还通过激素间的相互作用调节和控制茎的伸长。笔者介绍了各种内源植物激素（如生长素与赤霉素、生长素与油菜素内酯，赤霉素与油菜素内酯，生长素与乙烯等）之间的相互作用调控植物茎的伸长生长的研究概况。     

杜鹃花ARFs转录因子RmARFgn的克隆和生物信息学分析

生长素是重要的植物激素,参与调控植物生长、发育和器官分化等几乎所有生理过程。生长素响应因子家族是生长素发挥调控功能的重要基因,在生长素信号传导过程中起重要的作用。从百里杜鹃景区广泛种植的高山杜鹃中克隆了一个ARF类转录因子基因,命名为RmARFgn。该基因编码蛋白含700个氨基酸,与水稻生长素早期响应基因OsARF1高度相似。通过调控RmARFgn基因在杜鹃花内的表达,可以控制杜鹃花的花期和器官形态。该研究为杜鹃花的发育调控打下了基础。     

宁波大学植物病毒学研究所揭示植物RNA病毒通过生长素信号途径感染植物的新机制

正近日,宁波大学植物病毒学研究所陈剑平院士和孙宗涛研究员在《PNAS》发表了研究论文,揭示了植物RNA病毒通过调控植物生长素响应因子(ARF)的转录激活能力来感染植物的新机制。ARF是生长素信号转导中一类重要的转录调节因子,尽管ARF转录因子在植物生长发育中的作用已被广泛研究,但ARF转录因子是否以及如何     

植物生长素响应因子ARF研究进展

生长素响应因子(Auxin response factor,ARF)属于一类转录因子,一般包含3个结构域,能够与生长素响应元件结合,促进或抑制基因的表达.笔者详细阐述了包括木本植物在内的ARF基因分子结构、时空表达、分子功能及调控机理,发现ARF5-8、ARF19等转录激活子在胚模式建成、维管组织形成、花发育、向光性等过程中起重要作用,而其余转录抑制子主要在衰老、种子大小、侧生器官背腹性以及根的向重力性等过程中起重要作用.ARF基因受光照、激素与环境条件变化调控其转录水平表达后,通过内源小分子RNA等实现转录后水平的调节,最终达到调控植物生长发育的目的.     

农作物乙烯合成和信号转导途径及其对抗病反应的调控

乙烯作为植物激素在生长、发育、抗逆过程中发挥了其独特的调节作用。本文在分子生物学水平上概述了植物中乙烯合成途径和信号转导途径的机制。乙烯的合成由甲硫氨酸开始,经过重要的中间代谢产物ACC的氧化裂解形成乙烯,其中ACC合成酶催化的反应为限速反应,为调控乙烯合成的重要环节。乙烯信号的转导由内质网上乙烯受体识别乙烯开始,在胞质中经一条保守的途径,由EIN3将转录信号传递至细胞核中,最后以ERF类转录因子激活或抑制相关基因的表达。ERF转录因子参与防卫反应的诱导和寄主对病原菌不亲和互作的建立,受其调控的防卫基因被诱导表达后在随后防卫应答过程中发挥了不同的作用。     

草莓FvARF2的克隆、组织表达分析及对外源激素的响应

ARFs家族基因广泛参与植物生长发育的调控过程。为了研究草莓生长素响应因子FvARF2在草莓生长发育过程中的功能,以‘丰香’草莓为实验材料,利用RT-PCR技术克隆草莓FvARF2基因,对其序列特征进行生物信息学分析,并利用Real-time PCR技术分析了Fv ARF2在草莓不同组织(包括根,茎,叶,花,绿果, 1/2红果及红熟果)及外源激素生长素(IAA)、乙烯利(C2H4)、脱落酸(ABA)处理下的表达模式。结果表明,Fv ARF2基因开放阅读框为2 469 bp,编码822个氨基酸;预测其分子量和等电点分别为91.1 kD和6.11,具有保守的B3 DNA结合结构域和生长素响应因子保守结构域;该基因启动子区含有生长素、ABA、茉莉酸甲酯及胁迫相关的顺式作用元件。进化分析表明FvARF2与甜樱桃ARF2B基因亲缘关系最近;Real-time PCR结果表明,FvARF2基因表达量存在组织表达差异,且对外源IAA、ABA和乙烯有显著性应答反应,说明该基因可能参与了生长素、ABA和乙烯调控草莓发育的信号转导过程。本研究为后继研究草莓FvARF2的功能和作用机制作为参考依据。     

植物AUX/IAA基因家族研究进展

AUX/IAA是生长素早期响应基因家族,其编码的蛋白质能通过与生长素响应因子特异性结合来调控生长素响应基因的表达,在整个植物生长素信号转导过程中具有重要作用。为了深入研究生长素信号转导分子机制,本研究介绍了AUX/IAA基因家族的基因克隆、结构特征和组织表达特异性,概括了AUX/IAA基因家族的分子调控机制,总结了AUX/IAA基因的功能。最后对AUX/IAA基因家族未来的研究方向做了探讨。     

油菜素内酯对植物根发育调控机制研究进展

大量研究表明,油菜素内酯(brassinosteroid, BR)在调控植物根发育过程中具有重要作用。本研究对BR在植物根发育过程中调控作用的研究进展进行了综述。阐述了BR特异的生物合成途径及其关键合成酶基因DWF4、CPD、DET2、CYP85A1、DAS5和转录因子Dof在根发育中的调控机制;BR对根尖干细胞生态位、分生组织区、细胞伸长区、过渡伸长区及分化区连续发育的调控机制;并归纳总结出BR与生长素(Auxin)、脱落酸(abscisic acid, ABA)、乙烯(Ethylene)、茉莉酸(jasmonate acid, JA)等植物激素间调控根器官发育的互作方式,对阐明BR对植物根发育的调控机理具有重要意义。     

中国科学院在生长素作用机制研究中取得进展

正据悉,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所薛红卫研究组在生长素作用机制研究中取得进展,研究发现蛋白酶体活性调节蛋白PTRE1介导了生长素对蛋白酶体活性的调控及生长素信号途径重要因子Aux/IAA蛋白的降解,进而精细调控生长素信号和作用。生长素在植物生长发育过程中发     

山药品种苏蓣8号抗炭疽病基因的转录组测序与表达分析

为深入研究炭疽病抗病机制提供候选基因，从分子水平探索炭疽菌侵染对山药炭疽病基因转录水平的影响。苏蓣8号是高感炭疽病品系024经组培诱变所育成的高抗炭疽病山药新品种，为挖掘苏蓣8号炭疽病抗性基因，采用胶孢炭疽菌菌株4-2分别接种苏蓣8号和品系024,以未接种苏蓣8号的叶片为对照，利用转录组测序技术分析抗感材料在接种炭疽菌后不同时间点的差异表达基因。结果表明，抗感材料接种24,48,72,96 h共同差异表达基因个数分别为197,132,187,313个，去除各接种时间点共同差异表达的基因数，共获得711个差异表达基因。GO功能富集显示，差异基因主要与响应生物刺激、防卫反应、细胞壁代谢和氧化还原过程等有关。KEGG富集分析表明，生长素、茉莉酸和乙烯等防御相关的植物激素信号转导途径多个基因表达出现差异，其中5个生长素早期响应基因、茉莉酸和脱落酸合成关键酶基因均上调表达，乙烯响应因子ERF036下调表达，可能负向调控山药炭疽菌的侵染；参与次生代谢产物修饰的多个细胞色素P450基因、泛素连接酶及植物甾醇合成酶、防御素和凝集素基因上调表达；WRKY类、MYB类和TIFY类转录因子正向或负向调控抗病...     

生长素响应因子ARF研究进展

生长素响应因子ARF是一类新的转录因子,能够特异性结合生长素初期响应基因启动子中的Aux RE的TGTCTC序列,对生长素响应基因的表达起到激活或抑制作用。近年来,其信号转导途径的互作、激素信号途径以及受micro RNA调控机制等多方面研究得到了深入开展。本综述参考国内外有关研究,详细分析了ARF蛋白结构,探讨了其在生长素信号途径中的作用机制,总结了其在植物体内的主要功能研究,尤其是在植物花器官和叶片生长发育过程中的重要作用,为利用分子生物学手段对植物生长的调控提供参考。     

水果成熟衰老与植物激素相关性研究进展

详细介绍了5种植物内源激素(乙烯、生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素)对果实成熟和衰老的调控机理,以及激素浓度在水果的成熟衰老过程中的变化规律和激素之间的相互关系。     

薛红卫研究组发现水稻LC3调控生长素信号和叶倾角

<正>2018年11月29日,PLo S Genetics在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所薛红卫研究组发表研究论文。该研究发现水稻中的一个含有SPOC结构域的蛋白Leaf inclination3 (LC3)通过结合转录因子LIP1共同调控生长素信号,从而调控水稻叶倾角。水稻是重要的单子叶模式植物,也是我国乃至世界上最主要的粮食作物     

生长素运输机制研究进展

AUX1/LAX蛋白是生长素运入载体,而PIN蛋白是生长素运出载体。MDR/PGP蛋白也参与生长素运输。生长素运输是通过生长素载体将生长素载入质膜产生的内体,以及内体产生的小泡再循环实现的。生长素作为激素与形态发生素,生长素运输调控细胞的分裂与分化,同时在植物向性生长与维持植物的顶端优势中也发挥重要作用。     

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探索小分子RNA OsmiR393调节水稻分蘖、耐旱的分子机制小分子RNA(MicroRNA)是一类内源非编码的单链小分子RNA(21～24nt),以序列特异性的方式在转录、转录后和翻译水平上对靶基因表达进行调控,是生物体内基因表达自我调控的一种重要手段。miR393被认为通过在生长素(IAA)途径的