以脱落酸为信使的植物逆境信号传递

介绍了植物对逆境信号的识别与反应及根源信使的产生、根源逆境信使脱落酸（ABA）的传输以及植物对脱落酸信号的识别与转导（ABA的结合位点、细胞第二信使和蛋白质可逆磷酸化）等植物逆境信号传递过程中3个阶段的研究进展。     

蛋白磷酸化修饰在保卫细胞响应非生物胁迫中的作用机制

蛋白质的磷酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式。蛋白质的磷酸化与去磷酸化在植物气孔运动过程中起着关键的调节作用。目前,保卫细胞磷酸化蛋白质组学的主要研究内容包括鉴定磷酸化蛋白、定位磷酸化位点、定量磷酸化水平,进而揭示磷酸化和去磷酸化在植物气孔运动过程中所起的生物学功能。Open Stomata 1 (OST1)/SnRK2.6是蔗糖非酵解型蛋白激酶SnRK2(sucrose non-fermenting receptor kinase)家族的成员,具有典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶保守域,并主要在保卫细胞中表达。当植物处于正常生长环境时,ABA的受体PYR/PYL/RCAR不能作用于蛋白磷酸酶2C (PP2Cs,protein phosphatase 2Cs),PP2Cs通过与OST1互作抑制OST1的活性;在逆境胁迫下,PP2Cs解除对OST1蛋白激酶的抑制,随后OST1蛋白激酶启动对下游信号组分的调控作用并引起气孔运动。通过综述磷酸化修饰的定性和定量分析方法,以及蛋白质磷酸化修饰在保卫细胞应对非生物胁迫中的作用机制,提出了保卫细胞磷酸化蛋白组学领域目前存在的挑战和研究前景,旨在为深入了解保卫细胞应答非生物胁迫的气孔运动机制提供参考和新方向。     

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。     

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。     

MAPK级联调控作物响应生物胁迫的研究进展

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)是一种蛋白激酶,可以催化底物蛋白质磷酸化,MAPK级联则是植物中高度保守的信号转导模块,将细胞外刺激转导为细胞内反应,在植物信号转导生物胁迫中起着非常重要的作用。植物MAPK的早期研究主要集中在模式植物拟南芥的功能上。基于全基因组测序的结果显示,许多MAPKs已在大田作物和园艺作物中被鉴定,如水稻、小麦、玉米、苹果、葡萄和番茄等。生物胁迫(如病害、虫害和杂草危害等)是作物面临的重大挑战,开展作物MAPK级联信号通路在生物胁迫下的机理研究至关重要。本文对植物MAPK级联及其3个成员MAPKKK、MAPKK、MAPK基因进行分类,并简要介绍MAPKKK、MAPKK、MAPK各亚家族的成员和基本特征。此外,对近些年模式植物拟南芥,大田作物水稻、玉米、小麦和马铃薯等以及一些重要的园艺作物苹果、葡萄、香蕉和梨等的MAPK信号通路响应生物胁迫(如病原菌感染、病毒攻击)进行分析和归纳总结,并对其进一步的研究工作进行展望,为MAPK级联调控响应生物胁迫在未来的研究过程中提供参考。     

高等植物SnRK蛋白激酶家族研究进展

蛋白质磷酸化与去磷酸化过程在细胞的信号转导中起重要作用,是生物体中普遍存在的一种调节机制.许多比较复杂的信号转导系统都牵涉到瀑布式的由多个蛋白激酶所催化的磷酸化反应,使最初感受到的信号得到放大.以往我们对于蛋白激酶的了解绝大部分来自动物和酵母,植物蛋白激酶的研究起步较晚,但进展很快.迄今为止,动物蛋白激酶的绝大多数种类已在植物中发现[1].近年来,对高等植物SnRK(sucrose non-fermenting-1 -related protein kinase, SnRK)蛋白激酶的研究取得了很大进展,现综述如下:     

脱落酸诱导激酶组的研究进展

脱落酸（ABA）是植物响应水分胁迫的一种重要调节因子,ABA增强水分胁迫的耐性与它诱导的抗氧化防护有关。蛋白质的磷酸化和去磷酸化是生物体中普遍存在的一种调节机制,激酶在ABA介导的信号传导途径中也有重要的作用。蛋白质组学技术为细胞信号传导机制的研究提供了一种新的思路,将双向电泳技术同胶内激酶分析结合起来,研究植物蛋白质组中ABA诱导的蛋白激酶,结果可以丰富ABA信号网络的内容,为深入认识ABA诱导的抗氧化机制提供帮助,为提高作物抗旱、抗盐和抗寒性能等奠定理论基础。     

高等植物中的CDPK及其生理生化功能

蛋白激酶主要催化蛋白质的磷酸化作用，参与细胞的信号识别与转导。CDPK是一类钙依赖钙调素不依赖的蛋白激酶(Calcium—dependent and calmodulin—independent protein kinase)，与细胞Ca^2 信号进一步传递有密切关系。     

参与植物防御反应的LRR型蛋白结构与功能

植物含有多种富含亮氨酸重复（LRRs）结构的蛋白质,它们在植物生长、发育和抗病反应等方面发挥着重要作用。综述了这类具有LRRs结构蛋白质家族的结构特征及其参与植物防御反应的功能。参与植物防御反应LRR型蛋白质家族包括：抗病基因编码蛋白质、类受体蛋白激酶、多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白和伸展蛋白家族。这四大蛋白质家族成员主要通过LRRs结构识别并结合病原物蛋白质,参与抗病信号传递,诱导植物防卫基因的表达,使植物获得系统抗性。其中LRRs序列中氨基酸的不同和单位重复数目的差异决定了蛋白识别的特异性和结合能力。     

植物中钙依赖蛋白激酶的研究进展

钙是植物必需的大量元素之一,同时钙离子(Ca~(2+))是细胞信号转导的第二信使。钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)作为Ca~(2+)的感受器普遍存在于植物和部分原生动物中,是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶,参与了多种Ca~(2+)介导的信号通路,在植物发育信号和逆境信号转导中具有重要作用。本文概述了钙依赖蛋白激酶在植物体内的分布、结构、底物、功能以及大豆CDPK的研究进展,旨在为今后培育抗逆植物品种提供参考依据。     

植物MAPK级联途径应答的非生物胁迫研究进展

促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）是一种高度保守的蛋白激酶,广泛存在于真核生物中。MAPK级联途径是一种重要的高度保守的细胞信号转导途径,主要包括MAPKKK、MAPKK和MAPK三种蛋白激酶,通过磷酸化顺序被激活。MAPK级联途径参与了植物生长发育、激素调节、生物胁迫以及非生物胁迫的应答响应。从植物MAPK级联途径成员的分类、结构特征及对非生物胁迫的响应等方面进行了综述,将为系统的理解植物MAPK级联途径及其在非生物逆境胁迫下的表达调控等提供参考。     

MAP激酶在植物信号传递网络中的功能

促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAP激酶,MAPK)链是真核生物信号传递网络中的重要途径之一.MAPK链由3类蛋白激酶MAP3K-MAP2K-MAPK组成,通过依次磷酸化将上游信号传递至下游应答分子.本文主要阐述MAPK链在植物的逆境反应、抗病反应和激素调控等信号传递网络中的功能.     

植物MAPK级联途径及其功能研究进展

促分裂原活化蛋白激酶(Mitogen Actived Protein Kinase,MAPK)是一种蛋白激酶,蛋白激酶又称蛋白磷酸化酶,其可通过将ATP上的磷酸基团转移到底物蛋白质氨基酸残基上,来催化底物蛋白质磷酸化。MAPK级联途径广泛存在于真核生物中。植物中的MAPK级联途径与动物和酵母类似,都包括MAPKKK、MAPKK和MAPK 3种蛋白激酶。大量的研究表明,植物中的MAPK级联途径不仅能被多种生物与非生物胁迫所激活,同时也参与激素信号转导以及植物的生长发育进程。文章就植物中MAPK级联途径及其功能的研究情况进行了综述,并展望了相关研究的发展趋势。     

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     

甘蔗MAP激酶基因SoMAPK4克隆与生物信息学分析

[目的]克隆甘蔗MAP激酶家族新基因的全长序列,为了解甘蔗抗逆胁迫机制提供依据.[方法]以新台糖22为材料,提取甘蔗幼叶总RNA并反转录为cDNA;利用已知物种MAP激酶基因核苷酸序列保守区设计引物,采用5′和3′端RACE技术克隆新基因全长,并进行生物信息学分析.[结果]克隆获得的甘蔗新基因与玉米ZmMAPK4同源性很高,达92.6%,将该基因命名为SoMAPK4(登录号JQ062930),基因全长1499 bp,其中开放阅读框(ORF)为1128 bp,5′非翻译区(UTR)为218 bp,3′非翻译区(UTR)为213 bp.生物信息学分析结果表明,SoMAPK4基因编码一个含376个氨基酸的蛋白质,分子量约43.5 kDa,等电点为5.51,含有11个保守的蛋白激酶亚区和MAP激酶的磷酸化位点TEY基序.[结论]克隆获得甘蔗MAP激酶新基因SoMAPK4,该基因可能参与多种胁迫反应的信号传递,是研究甘蔗非生物胁迫和生物胁迫过程中信号传递的一个关键因素.     

植物激素的信号转导系统研究进展

植物激素是调节植物生长、发育和抗逆性的重要物质 .蛋白质激酶的磷酸化级联放大系统在激素的信号转导中起重要作用 .乙烯早期信号转导的 ETR1系统类似原核生物的信号转导的双组分系统 .本文综述了有关植物激素的信号转导系统的研究进展 ,并提出了今后研究的思路     

Plant mitogen-activated protein kinases and their roles in mediation of signal transduction in abiotic stresses

Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade plays a central role in transfer information from diverse receptors/sensors to a wide range of cellular responses in plants. MAP kinases are organized into a complex network for efficient transmission of specific stimuli, including the abiotic stress signaling. In recent years, the mutants of loss-offunction and gain-of-function, and other additional tools are used to investigate the plant MAPK cascades. This review has summarized the recent progress on the MAPK cascade involved in mediation of the transduction of several pronounced abiotic stress signalings, such as salt, drought, low and high temperature, wound, hormone, and deficient nutrients. Currently, although part of the components of the MAPK cascade responding to the abiotic stresses have been identified, the integral molecular mechanisms of the abiotic stresses signaling transduction mediated viaMAPK cascade are largely unknown and need to be elucidated further in the future.     

植物CBL/CIPK网络系统逆境应答研究进展

大多数信号转导过程都伴随着细胞内钙离子浓度变化,CBL/CIPK信号系统是近几年在高等植物中发现的一类依赖于钙离子的信号系统,包括感知钙离子浓度变化的CBL蛋白(calcineurin B-like proteins)和与之互作的CIPK蛋白(CBL-interacting protein kinase)。研究表明CBL/CIPK信号系统在植物对逆境应答过程中起重要作用。在介绍CBL和CIPK的结构和特征基础上对不同植物CBL/CIPK信号系统在逆境应答中的研究现状况进行了综述,以期为基因工程改良作物抗逆育种提供新的思路和种质资源。     

水稻富亮氨酸类受体蛋白激酶参与外界胁迫应答的研究进展

水稻是我国重要的粮食作物,随着外界环境条件的恶化和降水的减少,水稻生产遭到严重威胁。植物类受体蛋白激酶作为一种对植物生长发育激素信号转导以及生物与非生物胁迫反应中具有重要调控功能的膜蛋白,目前已成为研究的热点之一。该文对富亮氨酸类受体蛋白激酶的结构和功能以及水稻富亮氨酸类受体蛋白激酶家族与外界环境胁迫的关系进行了综述,以期为探究水稻LRK基因家族与外界环境关系提供参考。     

植物体内肌醇磷脂代谢与渗透胁迫信号转导

磷酸肌醇代谢在生物感受胞外刺激及信号转导中起着重要的作用。在此,介绍了植物体内的肌醇磷脂代谢途径,PI-PLC/IP3途径和磷酸肌醇激酶与渗透胁迫信号转导之间的联系,以及肌醇磷脂代谢参与的渗透胁迫信号转导与ABA之间的关系。