植物激素信号转导途径简介

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植物激素的信号转导途径及其在农业生产中的应用

植物激素的信号转导途径及其在农业生产中的应用

植物激素的信号转导途径及其在农业生产中的应用植物激素是植物生长和发育中不可缺少的一组小分子化合物,它们通过与细胞膜上的受体结合,引发一系列的生化反应来调控植物的各种生理过程。

不同类型的植物激素之间会相互作用和调节,形成一个高度协调的复杂网络。

本文将从植物激素信号的传递机制入手,讨论植物激素在农业生产中的应用现状和前景。

一、植物激素的分类及信号转导途径目前常见的植物激素主要包括:赤霉素、生长素、脱落酸、激动素、环戊烯酸和腐霉素等。

不同类型的植物激素有着特定的生物活性和调控机制。

例如,生长素可促进植物的伸长生长和分化,而脱落酸则会抑制植物的生长和延迟叶片脱落。

植物激素的信号传递途径则主要分为以下几个方面:1.细胞膜受体介导的信号转导多数植物激素的受体是膜质蛋白,其激活后依次启动下游的信号传递通路。

例如生长素受体为一种跨膜蛋白,在生长素结合后引起其促进细胞伸长、细胞分裂等功能。

2.细胞质绑定受体的信号转导脱落酸受体就是一种细胞质绑定蛋白,对应的激活后可以引发后续的信号转导,如促进蛋白解析、提高细胞分裂速率等。

3.质膜跨越信号传导生长素和腐霉素可利用PIN蛋白在细胞间做出方向性的转运,从而影响植物发育的方向性。

4.核内转录调控激动素、脱落酸和腐霉素等植物激素可直接调控某些转录因子的表达水平,从而影响细胞的功能转化。

二、植物激素在农业生产中的应用现状随着我们对植物激素信号转导机制的深入研究,植物激素在农业生产中的应用场景也越来越广泛。

在此,只列举几个主要场景:1.促进枝条分枝生长素是一种常用的植物激素,可以促进树木的生长与发育。

在林业和园艺生产中,我们可以利用生长素及其衍生物来促进枝条分枝的生长,提高果树的产量。

2.促进花果生长每年农历夏至前后,很多地区的枇杷、樱桃等农作物都遭遇落花珠现象,而壮秀树花素则可以帮助植物完成花果早熟、促进花果膨大、提高产量的效果。

3.控制农作物的收获和贮藏脱落酸、环戊烯酸等植物激素可以延迟农作物的老化和腐烂,提高保鲜能力和商业价值。

植物的激素信号转导途径

植物的激素信号转导途径

植物的激素信号转导途径植物是一类非常神奇的生物,它们能够感知外界环境的变化,并做出相应的反应。

这些反应是通过植物体内的激素信号转导途径来实现的。

激素信号转导途径是植物体内激素分子传递信息的过程,它涉及到多个信号分子和蛋白质的相互作用,从而引发一系列的生理响应。

一种重要的植物激素是生长素。

生长素在植物的生长和发育中起着重要的调控作用。

当外界环境发生变化时,植物体内的生长素水平会发生变化,从而引发一系列生理响应。

生长素的信号转导途径主要通过生长素受体和转录因子来实现。

当生长素与受体结合时,受体会激活一系列下游的信号分子,最终导致特定的基因表达。

这些基因的表达调节了植物的生长和发育过程。

除了生长素,植物还存在着多种其他的激素,如赤霉素、脱落酸、乙烯等。

每种激素都有自己特定的信号转导途径。

以赤霉素为例,赤霉素的信号转导途径主要通过赤霉素受体和转录因子来实现。

当赤霉素与受体结合时,受体会激活一系列下游的信号分子,最终导致特定的基因表达。

这些基因的表达调节了植物的生长和发育过程。

植物的激素信号转导途径是一个复杂的网络系统。

在这个网络中,不同的激素之间存在相互作用和调控。

例如,赤霉素和生长素之间存在着互相促进的关系。

赤霉素能够促进生长素的合成和运输,从而增加生长素的水平。

生长素则能够促进赤霉素的合成和分解,从而影响赤霉素的水平。

这种相互作用和调控使得植物能够更好地适应外界环境的变化。

植物的激素信号转导途径不仅仅参与了植物的生长和发育过程,还参与了植物的应激响应。

当植物受到外界环境的压力时,如干旱、盐碱、病虫害等,植物会产生一系列的应激信号,从而调节植物的生理状态。

这些应激信号主要通过激素信号转导途径来传递。

例如,当植物受到干旱胁迫时,植物会产生脱落酸,脱落酸会激活一系列的信号分子,最终导致植物产生抗旱的生理响应。

总之,植物的激素信号转导途径是植物生长、发育和应激响应的重要调节机制。

通过对植物激素信号转导途径的研究,我们可以更好地理解植物的生物学过程,并为植物的育种和农业生产提供理论基础。

植物激素的合成和信号传导途径

植物激素的合成和信号传导途径

植物激素的合成和信号传导途径植物激素是植物生长和发育过程中的关键调节因子,它们通过合成和信号传导途径发挥作用。

本文将探讨植物激素的合成和信号传导途径,以及它们对植物生长和发育的影响。

一、植物激素的合成途径植物合成激素的途径多样,下面主要介绍五种常见激素的合成途径。

1. 赤霉素(Gibberellins)赤霉素是促进植物伸长和籽粒发育的重要激素。

它的合成主要通过植物的内质网和高尔基体进行。

最初,赤霉素前体萜类化合物被合成成普鲁通酸。

随后,普鲁通酸经过一系列酶促反应,转化为赤霉素。

2. 生长素(Auxins)生长素是调节植物生长和发育的关键激素。

植物通过三种不同的途径合成生长素。

一种途径是通过茉莉酸的合成,该途径主要在植物的顶端和茎尖发生。

第二种途径是通过嘌呤核苷酸衍生物合成生长素。

最后,还有一种途径是从寡糖和多聚糖分解产生的。

3. 赤红素(Abscisic acid)赤红素是植物对逆境的响应物质,它调节植物的休眠、抗旱和抗逆能力。

赤红素主要在植物的贯通系统中合成。

合成过程涉及两个关键酶:角膜氧化酶和β-羟化酶。

4. 细胞分裂素(Cytokinins)细胞分裂素是促进细胞分裂和植物生长的激素。

细胞分裂素的合成主要发生在茎和根的顶端组织。

其合成途径类似于核苷酸的合成途径。

5. 乙烯(Ethylene)乙烯是参与植物日常生理活动的重要激素。

它的合成需要特定的酶,包括乙烯合成酶1(ACO1)和乙烯合成酶2(ACO2)。

这两个酶的活性受到多种调节因素的影响,如内源激素的浓度和外源压力的变化。

二、植物激素的信号传导途径植物激素在合成后需要通过信号传导途径来实现其功能。

下面将介绍植物激素的信号传导途径。

1. 核内信号传导途径许多植物激素,如赤霉素、生长素和赤红素,通过核内信号传导途径来调控基因的表达。

激素结合到胞质中的受体蛋白,然后激活蛋白激酶,最终改变某些基因的表达。

2. 细胞质信号传导途径一些植物激素,如生长素和细胞分裂素,通过细胞质信号传导途径发挥作用。

植物激素的合成与信号转导途径

植物激素的合成与信号转导途径

植物激素的合成与信号转导途径植物激素是一类在植物生长发育过程中起到重要调节作用的分子信号。

植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、激素A和吲哚丙酸等。

它们能够控制植物的生长、营养分配、细胞分化和器官形成等复杂的生理/生化过程,从而使植物能够适应外部环境的变化。

本文将从植物激素的合成和信号转导途径两方面探讨植物激素的调节机制。

一、植物激素的合成途径植物激素的合成途径主要包括两类:一类是来源于植物自身的合成途径,另一类则是来自共生菌根真菌、根际细菌等外源性菌群的合成途径。

以生长素为例,它是由茉莉酸类物质先后经过脱羧、硫酸化和甲基化等多个步骤由植物细胞合成而成的。

而脱落酸则是由苯丙氨酸类物质先后经过加氢、羧化和脱羧等步骤合成而成。

这两种植物激素的合成路径十分复杂,涉及许多酶和基因的调控,在不同生长发育阶段也会出现不同程度的变化。

除了自身的合成途径,外源性菌根真菌、根际细菌等生物也能够合成植物激素并影响植物的生长发育。

例如,一些共生菌根真菌能够分泌赤霉素、脱落酸等植物激素,促进植物的根发育和生长;而一些根际细菌则分泌一些类似激素的物质,可以使植物的抗病能力增强,提高植物的产量和品质。

二、植物激素的信号转导途径植物激素的信号转导途径主要包括细胞内信号转导途径和胞外信号转导途径。

在细胞内,植物激素通过与相应的受体结合,在细胞膜、质膜和质体中触发一系列的信号传递,最终调节细胞内的基因表达和代谢物的合成等生物过程。

例如,生长素能够与膜结合型生长素受体结合,通过促进环磷酸腺苷酶活性,引起细胞内cAMP浓度的升高,进而激活多个下游信号分子,如MAPK、SnRK和蛋白激酶等,导致细胞分裂和扩增。

在胞外,植物激素能够通过一些细胞外蛋白或小RNA等介导物质,调控植物生长发育。

例如,细胞分裂素能够通过外源性的可溶性细胞分裂素受体结合进入细胞,促进细胞的分裂和增殖。

而激素A则是通过一个叫做拟南芥固定蛋白的转运蛋白从胞外进入细胞内,并与转录因子相互作用,从而调节细胞的分化和发育。

植物激素信号转导

植物激素信号转导

植物激素信号转导植物作为一种复杂的生命体,需要通过一系列的信号传导机制来适应环境的变化,并参与生长、开花和果实发育等生理过程。

其中,植物激素在调控各个发育阶段和响应环境胁迫中起着重要的作用。

激素信号转导是植物生长发育调控过程中的关键环节,它使激素在细胞内发挥作用,从而调控植物的形态建成和生理功能的维持。

一、植物激素的分类与作用机制植物体内存在多种激素,如生长素、赤霉素、细胞分裂素、生长抑制素、脱落酸等。

每种激素在植物的生长发育中扮演着不同的角色。

植物激素信号转导的过程可以分为四个主要步骤:激素识别、信号传导、效应物质合成和效应物质引发生理反应。

1. 激素识别:激素通过与细胞膜或胞质中的受体结合来实现识别。

植物激素的受体大多数是膜蛋白,通过激素与受体的结合,触发信号传导的下一步。

2. 信号传导:植物激素通过细胞质中的信号传导通路向细胞核传递。

不同类型的激素通过不同的信号传导途径来实现信号的传导。

3. 效应物质合成:植物激素在细胞内传递信号后,会引发一系列的信号反应,包括转录因子的合成、酶活性的变化等。

4. 效应物质引发生理反应:信号通路最终会导致植物产生相应的生理反应,例如促进生长、开花、果实发育等。

二、植物激素信号传导途径不同激素的信号传导途径也各有差异。

下面以几种常见的植物激素为例,介绍它们的信号传导途径。

1. 生长素信号转导:生长素主要通过生长素受体(SR)家族进行信号传导。

生长素与SR结合后,激活受体蛋白的激酶活性,进而触发下游信号通路,最终导致植物生长和形态的调控。

2. 赤霉素信号转导:赤霉素通过生物合成途径中的关键酶复合物(GID1-GID2-DELLA)与受体蛋白结合,从而释放出阻碍细胞核内转录因子的抑制因子(DELLA),使转录因子得以活化,进而引发生理反应。

3. 细胞分裂素信号转导:细胞分裂素通过细胞膜中钙离子通道(Ca2+)、蛋白激酶和因子互作等形式进行信号转导,最终导致细胞分裂和生长促进。

植物激素信号转导途径

植物激素信号转导途径

植物激素信号转导途径植物生长发育过程中,植物激素扮演着非常重要的角色。

植物激素通过信号转导途径传递到细胞内,进而调控植物体内的各种生理过程。

本文旨在探讨植物激素的信号转导途径,并分析其对植物生长发育的调控作用。

一、植物激素的分类及功能植物激素分为五类,分别是赤霉素、生长素、植物生长物质、脱落酸和乙烯。

每一类激素都在不同的生长发育阶段发挥着特定的功能。

赤霉素促进植物的伸长生长,生长素调控细胞分裂和组织分化,植物生长物质控制种子萌发和植株建立,脱落酸参与水分传输和温度感应,乙烯调控植物的老化和果实成熟。

二、植物激素信号转导的基本原理植物激素信号转导途径包括三个主要步骤:感知、传导和响应。

首先,植物细胞感知到外界的激素信号,激素与细胞膜上的受体结合,并产生激素-受体复合物。

然后,信号通过细胞膜传导至细胞内,经过一系列的信号转导分子传递,最终到达细胞核。

最后,细胞核内的信号被解读,并对基因的表达产生响应。

三、植物激素信号转导途径的调控机制植物激素信号转导途径的调控机制非常复杂,涉及到多种因子的调节。

其中,激素浓度、受体亲和力、信号分子结合能力和底物酶的活性等因素对激素信号转导过程起着重要的调控作用。

此外,一些蛋白质激酶、磷酸酶和转录因子也可以通过磷酸化、去磷酸化和转录水平的调控来参与激素信号的传递和响应。

四、典型植物激素信号转导途径在植物激素信号转导途径中,有几个典型的信号转导途径值得关注。

首先是生长素的信号转导途径,生长素通过与生长素受体结合,诱导生长素响应体中的降解复合物的分解,从而使转录抑制子DELLA蛋白的抑制作用被解除。

其次是赤霉素的信号转导途径,赤霉素结合到其受体上后,激活转录因子及其他信号分子的转录水平。

最后是脱落酸信号转导途径,脱落酸与其受体结合后,启动一系列与根和茎的伸长相关的基因的表达。

五、植物激素信号转导途径与生长发育的关系植物激素信号转导途径与植物生长发育密切相关。

不同的激素通过其特定的信号转导途径调控植物的不同生长发育过程,如种子萌发、植株伸长、根系发育和果实成熟等。

植物激素信号转导途径的分子调控机制研究

植物激素信号转导途径的分子调控机制研究

安全生产教育培训管理制度一、目的和范围为了加强企业安全生产教育培训工作,提高员工的安全生产意识和技能,确保生产过程中的安全,并遵守相关法律法规,制定本管理制度。

本制度适用于企业所有员工的安全生产教育培训工作。

二、责任与义务1. 企业:(1)制定安全生产教育培训工作计划,并组织实施;(2)提供必要的教育培训资源,包括场地、设备、教材等;(3)做好培训档案管理工作,确保培训记录完整和准确。

2. 部门负责人:(1)负责组织本部门员工的安全生产教育培训工作;(2)根据工作需要,制定培训计划,并协调相关资源;(3)监督职工参加培训,确保培训工作的顺利进行。

3. 员工:(1)认真参加企业安排的安全生产教育培训活动;(2)按照培训计划和要求参与培训,并完成培训任务;(3)积极投身于安全生产工作,提升自身的安全生产意识和技能。

三、培训内容和形式1. 安全教育培训:(1)法律法规知识:了解与企业安全生产相关的法律法规,明确责任和义务;(2)危险源识别与控制:掌握危险源的识别与评估方法,学习相关的安全控制措施;(3)事故案例分析:通过事故案例的学习,加深对安全事故原因和预防措施的理解。

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培训形式可以采取集中培训、现场观摩、实操演练等多种形式,根据不同培训内容和人员特点进行选择。

四、培训管理1. 培训计划的制定:(1)制定年度培训计划,明确培训内容、时间和对象;(2)根据实际需要,调整和完善培训计划。

2. 培训资源的准备:(1)确定培训场地和设备,并进行现场检查和保养;(2)准备培训所需的教材、讲义和模拟设备等。

3. 培训记录的管理:(1)建立培训档案,记录培训内容、时间、人员和成绩等信息;(2)每次培训结束后,及时归档培训记录。

植物生理学中的激素信号转导

植物生理学中的激素信号转导

植物生理学中的激素信号转导植物生长和发育需要受到多种激素的调节,包括植物生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素、乙烯等。

这些激素通过与细胞膜上的受体蛋白结合,通过激素信号转导途径调控植物细胞的生长和发育。

植物生理学中的激素信号转导可以分为两种类型:G蛋白偶联的受体激活和激酶激活的受体。

这两种类型的激素信号转导途径是用于不同功能的,但它们都涉及到蛋白质激酶的活化。

在G蛋白偶联的受体激活的激素信号转导途径中,激素通过与受体蛋白结合,使其与G蛋白结合。

这个复合物能够激活腺苷酸酰化酶,将ATP转化成cAMP。

cAMP进一步能够激活蛋白激酶A(PKA),从而导致下游的生理响应。

例如,生长素和赤霉素在嫩芽和胚芽的生长和分裂中起着重要的作用。

一种G蛋白偶联的生长素受体与生长素结合后,能够启动PKA的活化,并通过多个激素反应元件(ERE)增强生长素诱导的细胞分裂、蛋白质合成和荧光素的生物合成。

在激酶激活的受体的激素信号转导途径中,激素通过与细胞膜上的激酶受体结合,激活下游的一系列蛋白激酶。

例如,乙烯,一种重要的植物激素,在植物生长和发育中发挥重要作用。

乙烯能够与细胞膜上的乙烯受体结合,启动受体激酶的活化,并产生下游响应。

下调乙烯的生物合成或阻断乙烯信号的激活可以导致花谢、腐烂或休眠。

除了这两种类型的激素信号转导途径,还存在另一种重要的途径,即细胞质-核转移。

这种激素信号转导途径是通过蛋白质的受体核移植体来实现的,它们能够直接进入细胞核。

例如,植物中最重要的蛋白质激酶是MAPK。

在植物发育中,MAPK激活与蛋白质磷酸化的反应有关,例如,在生长素诱导的细胞几何形态变化和干细胞发育中,MAPK激活与细胞核内的转录因子相互作用,起到重要的作用。

总之,在植物生理学中,激素信号转导途径是复杂且耗时的过程。

它涉及到细胞间的信号解释、蛋白质相互作用以及基因表达的调节。

虽然这些途径的分子机理还没有完全理解,但是我们已经开始认识到它们如何影响植物的生长和发育。

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植物生长发育的各个阶段, 包括胚胎发生、种子萌发、营养生长、果实成熟、叶片衰老等都受到多种植物激素信号的控制。

人们对植物激素的生物合成途径、生理作用已有大量阐述,在生产上的应用也已取得很大进展,但对其信号转导途径的认识并不是很全面。

今天小编和大家聊一聊,9大类植物激素信号转导途径。

1.生长素与生长素信号转导相关的三类蛋白组分是:生长素受体相关SCF复合体(SKP1, Cullin and F-box complex)、发挥御制功能的生长素蛋白(Aux/IAA)和生长素响应因子(ARF)。

早期响应基因有Aux/IAA基因家族、GH1、GH3、GH2/4、SAUR基因家族、ACS、GST。

生长素信号转导通路主要有4条: TIR1/AFBAux/IAA/TPL-ARFs途径、T MK1-IAA32/34-ARFs途径、TMK1/ABP1-ROP2/6-PINs或RICs 途径和SKP2AE2FC/DPB途径。

2.细胞分裂素细胞分裂素信号转导途径是基于双元信号系统(TCS),通过磷酸基团在主要组分之间的连续传递而实现。

双元信号系统主要包含3类蛋白成员及4次磷酸化事件: (ⅰ)位于内质网膜或细胞膜的组氨酸受体激酶(histidine kinases, HKs)感知细胞分裂素后发生组氨酸的自磷酸化;(ⅱ)将组氨酸残基的磷酸基团转移至自身接受区的天冬氨酸残基上;(ⅲ)受体天冬氨酸残基上的磷酸基团转移至细胞质的组氨酸磷酸化转移蛋白(His-containing phosphotransfer protein, HPs)的组氨酸残基上;(ⅳ)磷酸化的组氨酸转移蛋白进入细胞核并将磷酸基团转移至A类或B类响应调节因子(response regulators, ARR s)。

在拟南芥中已知的细胞分裂素受体有AHK2、AHK3和AHK4 3个,AHP有6个(AHP1〜6),A类和B类ARR分別有10个和1 2个,它们是细胞分裂素信号转导通路的主要组成部分。

3.赤霉素赤霉素信号转导途径的正/负凋控因子已经被鉴定,包括赤霉素受体GID1蛋白和信号转导途径的DELLA蛋白。

DELLA蛋白是赤霉素信号转导过程中的抑制子。

赤霉素浓度较低时,DELLA蛋白会结合下游关键的调控因子,抑制赤霉素的信号转导。

赤霉素可以被受体GID1感知结合,浓度较高时,赤霉素进入GID1的C端口袋结构后,GID1蛋白发生构象改变,N端延伸结构会盖住口袋结构,形成疏水表面。

这个疏水表面会促进GID1/GA/DELLA复合体的形成,解除DELLA 对下游关键的调控因子的抑制,从而调控各类生物学过程。

4.脱落酸脱落酸信号转导途径中的受体是PYR/PYLs/RCARs。

在该途径中磷酸化/去磷酸化可以调节蛋白活性,胞质ABA受体激酶1 (CARK1)可磷酸化RCAR/ PYR/PYLs增强对PP2Cs的抑制作用,导致ABA 信号的激活。

而SnRK2s被认为是通过释放PP2Cs来自动激活ABA。

泛素化是另一个重要的蛋白质修饰方式,核心成分的蛋白质丰度已被证明通过多种泛素连接酶控制。

PP2Cs的丰富度被ABI1和AHG3受不同类型泛素连接酶控制。

有趣的是在三个核心SnRK2中,SRK2I/SnRK2.3蛋白似乎通过与泛素连接酶复合物中的F-box蛋白的相互作用而特异性降解。

5.茉莉酸茉莉酸信号转导途径中的F-box蛋白COI1是茉莉酸的受体,在JA 信号传导过程中具有重要的作用。

拟南芥F-box 蛋白COI1 可与AtCUL1 ( Cdc53 类) 、AtRbx1 以及ASK1/ ASK2 (SKP1 类) 结合形成SCF COI1复合体。

COI1 在植物体内具有E3 型泛素连接酶的功能。

研究表明SCF2-E3 泛素连接酶能修饰跨膜运输、亚细胞定位、转录和蛋白激酶活性。

SCF COI1复合体可能修饰目标调节物的活性或通过磷酸化作用在活化和连续的降解中具有双重作用。

JIN1编码一个核定位的bHLH 拉链型转录因子(MYC2) ,它调节JA信号通路的2个不同分支,一个受到MYC2的负调节,是病原菌防御基因表达所必需的;另外一个受到MYC2 的正调节,参与对伤害的响应。

6.水杨酸水杨酸信号转导途径包括依赖NPR1的途径和不依赖NPR1的途径。

依赖NPR1的途径中NPR1是含有一个WD40结构域的蛋白,对水杨酸信号途径中R基因的激活具有重要的调控作用。

NPR1蛋白只能在诱导情况下产生,在未诱导情况下NPR1蛋白是以复杂的低聚物形式出现的。

这些低聚物通过82和216位半胱氨酸残基分子间二硫键结合在一起,SA 诱导后造成细胞还原势升高,NPR1低聚物二硫键迅速还原,形成单体。

如果82和216位半胱氨酸残基突变则会导致NPR1 蛋白单体化,造成PR基因的表达。

在细胞内,磷酸戊糖途径是还原势的主要来源,如果阻塞该途径,则NPR1蛋白单体数量和PR基因的表达均显著减少。

因此,NPR1蛋白低聚物是其生物学存在形式,还原成单体及其在细胞核内的积累是诱导SA 介导的PR 基因表达和SAR 表现的必要条件。

不依赖NPR1的途径,则需要依赖EDS1、PAD4、EDS5和SID2。

7.乙烯乙烯信号转导途径中的最上游的感应元件是乙稀信号的受体,在拟南芥中共存在5个乙烯受体蛋白: ETR1,ERS1,ETR2,ERS2,EIN4。

受体下游是乙烯信号转导途径的负调控因子CTR1。

EIN2位于CTR下游,是乙稀信号途径重要的正调控因子。

KIN2的下游是乙烯信号途径的初级转录因子KIN3。

在乙烯信号转导途径中,RAN1转运蛋白将铜离子结合到乙烯受体上,RTE1能够结合ETR1的N端结构域,抑制其活性。

未结合乙烯的受体可结合CTR1蛋白,使乙稀信号阻断,在胁迫条件下,可通过MAPK磷酸级联反应解除CTR1蛋白的抑制作用。

EIN2能够增加下游转录因子EIN3/EIL1蛋白稳定性。

8.油菜素甾醇BR可被BRI1和它的两个同源蛋白BRL1及BRL3感知。

BR与BRI1的胞外域结合,使其胞内激酶域被激活,激活的BRI1可以将其负调控因子BKI1磷酸化,使其从质膜上解离下来,从而使BRI1可以与其共受体BAK1结合。

BRI1和BAK1通过顺序磷酸化将BR信号完全激活。

随后,BRI1将BSK1和CDG1磷酸化激活。

BSKs和CDG1将BSU1磷酸化激活,被活化的BSU1将BIN2去磷酸化使其失活,解除BIN2对BES1/BZR1的抑制功能。

BR信号的传递最终使一组含有6个成员的转录因子家族——BES1/BZR1家族成员以非磷酸化的状态积累,在细胞核中激活下游的转录调控,进而调控植物的生长发育及其对环境刺激的响应。

9.独脚金内酯目前对独脚金内酯的信号转导途径还知之甚少,已知有3类蛋白参与独脚金内酯的信号转导。

第一类蛋白是α/β折叠型水解酶D14蛋白家族,D14 可能作为一个独立的元件参与独脚金内酯的信号转导,或者作为一种酶将独脚金内酯转化成有活性的形式。

目前分离了编码D14蛋白的等位基因有D14/HTD2/D88/RMS3/DAD2。

第二类蛋白是F.box 蛋白,包括D3/MAX2/RMS4。

第三类蛋白是Clp 蛋白酶家族,包括D53/SMXLs。

10.经典案例分享(1)赤霉素与氮营养双重调控的表观修饰助力水稻高产高效育种Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice研究背景上世纪60年代,以半矮化育种为特征的第一次“绿色革命”,使得全世界水稻和小麦产量翻了一番。

在水稻中,培育半矮杆水稻主要是利用赤霉素合成基因SD1的等位突变体,该基因的突变会导致活性赤霉素减少而产生植物半矮化表型。

虽然半矮植物抗倒伏,但sd1基因导致水稻体内抑制植物生长的DELLA 蛋白高水平积累,使其对氮肥响应减弱和利用效率下降,需要大量氮肥投入才能使之产量最大化。

而氮肥的大量使用又会导致严重的环境问题,不利于农业可持续发展。

该研究首次发现了H3K27me3组蛋白修饰参与氮营养促进的分蘖过程, 揭示了一条全新的GA信号转导通路, 同时也进一步阐明了GA信号通路与氮素分配利用交叉的关键分子机制,为进一步推进“绿色革命”高产高效的目标提供了新的靶点。

研究结果NGR5 可以招募PRC2 蛋白复合体共同调控H3K27me3 修饰水平,进而调控与分蘖相关基因(如分蘖抑制基因D14、OsSPL14)的表达。

研究同时表明,NGR5 对于赤霉素的响应是独立于DELLA 途径的,并且与DELLA 之间存在于赤霉素受体GID1 的竞争关系。

而GID1 可以调控NGR5 的降解。

(2)棉铃虫口器分泌物中效应子的作用机制An effector from cotton bollworm oral secretion impairs host plant defense signaling研究背景植物能够感知昆虫取食,并做出准确的防御反应。

同时植食性昆虫在取食植物的过程中会释放效应子干扰宿主植物的防御。

目前已知的昆虫效应子大多数是从刺吸式昆虫中分离而来,而对咀嚼式昆虫的效应子研究非常有限。

此外,昆虫效应子在寄主植物中的作用靶点及作用机制尚不清楚。

研究结果该研究在棉铃虫口器分泌物中发现一个效应子HARP1(Helicoverpa armigera R-like protein 1)。

HARP1可以与拟南芥、棉花等多种植物中茉莉素(JA)信号的核心组分JAZ阻遏蛋白互作,通过与COI1蛋白竞争性结合JAZ从而稳定JAZ的蛋白水平,抑制JA防御信号途径。

研究还发现HARP1类蛋白在鳞翅目昆虫中广泛存在并在夜蛾科昆虫中较为保守,有助于昆虫在共同进化过程中适应宿主植物。

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