植物肽激素_快速碱化因子研究进展

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14_高等植物中的多肽激素lic

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植物学通报 2006, 23 (5): 584 ̄594基金项目: 中国科学院植物研究所“百人计划”项目* Author for correspondence. E-mail: cmliu@高等植物中的多肽激素李琛,宋秀芬,刘春明*中国科学院植物研究所植物信号转导与代谢组学研究中心, 北京 100093摘要 高等植物的第一个多肽激素(系统素)发现已经有10多年的历史。

到目前为止, 被普遍认可的植物多肽激素有4种: 系统素、PSK 、CLV3和SCR, 分别参与了植物的防御反应、细胞的分裂、茎端生长点干细胞数目维持和花粉-柱头的识别过程。

这些小分子多肽化合物以配基的形式与细胞膜表面的受体激酶相互作用, 从而实现细胞之间的信号交流。

本文对这4种多肽激素及其相应受体的研究进展做了简要评述, 并着重介绍当前研究比较热门的CLV3多肽, 最后对相关领域的发展前景进行探讨。

关键词 多肽激素, 受体激酶, 信号转导Peptide Hormones in Higher PlantsChen Li, Xiufen Song, Chunming Liu *Center for Signal Transduction & Metabolomics , Institute of Botany , Chinese Academy of Sciences , Beijing100093, ChinaAbstract Although the first peptide hormone (systemin) in plants has been discovered for more than ten years, till now only four peptides have been accepted as peptide hormones. They are systemin, PSK, CLV3 and SCR, involved in wounding response, cell division, stem cell maintenance in the shoot apical meristem, and the interaction between pollen and stigma, respectively. These small peptides act as ligands to interact with receptor kinases located on the surface of the cytoplasma membrane, triggering downstream signal transductions.In this paper we outline the progresses made in this area, with emphasis on CLV3 peptides. We also provide our prospective vision in this field.Key words peptide hormones, receptor kinases, signal transduction1 植物中的多肽信号分子胰岛素作为动物中第一个被发现的多肽激素在动物的生理调节过程中起重要的作用, 随后的研究发现动物中存在众多的多肽激素, 这些多肽类激素在信号转导方面起着非常重要的作用。

植物中螯合肽物质的研究方法综述

植物中螯合肽物质的研究方法综述
分离得 到最多的一 种重金属结合肽 , 是一种 富含 -S H的多肽 , 只 等 人发 明的。 能在植物体 内形成 。 植物体 内诱导形成植物螯合肽后 , 通过- -S H 镉螯合 肽 1 9 9 9年 , T e n — Y a n g Y e n等运用 n a n o -E S I -MS / M S 络合过量 的重 金属 , 避免 了重金属 以 自由离 子的形式在细胞内循 和L C / E S I -MS / MS同时检测到 P C和 P C — C d的存在 , 并且第一次 环, 从而减少了重金属对细胞的伤害 。 研究报 道 了植 物组织 中 P c — c d的大小 和特性 。S t e f a n D r i n g 等, 多种 金 属 物质 比如 N i 、 Z n 、 P b 、 C u 、 H g 、 A u 、 A g 、 S n 、 T e 、 B i 的硝 酸 1 9 9 9年运用 m B r B和 HP L C在镉 处理 的黄瓜 幼苗 中检测 到 P C, 盐和硫酸盐或 s e 、 A s 的阴离子都可 以诱导植 物螯合肽的产生。植 并 且 通 过 比较 得 出 运 用 m B r B和 HP L C从 植 物 中检 测 植 物 P C s 是 物螯合肽在高等植物中普遍存在 , 但存在形式与植物种类有关。 种快速 、 可靠 、 灵敏的方法。

2植 物 螯合肽 的结 构
植物螯合肽是 由谷 氨酸 ( G l u ) 、 半胱氨酸 ( C y s ) 、 甘氨酸( G l y ) 3 2 0 m g / L ) 、 在2 0天龄 的紫羊茅 ( F e s t u c a r u b r a C V . Me r l i n ) 根 中分离 种氨基酸组成 , 一般化学式为( ^ y — G l u — C y s ) n — G l y ( n = 2 — 1 1 ) 纯化 了一个铜结合肽。 G r i l l 等人研究发现 , 某些 植物与重 金属接触 , 可 以产生一 系

小肽激素调控植物生殖发育的研究进展

小肽激素调控植物生殖发育的研究进展

105小肽,通常指5~60个氨基酸组成的肽段,但在植物中也把长度少于100个氨基酸的肽段归为小肽[1]。

自1991年科学家在番茄中发现长为18个氨基酸的系统素参与病虫害引起的植物抗虫反应以来[2],已经发现并报道了几十个家族的植物小肽参与基因表达调控,而且它们也参与发育和抗病等生物学过程。

小肽主要作为信号分子起作用,由此又被称为“小肽激素”。

与传统植物激素一样,小肽激素起作用的浓度很低,有些小肽甚至可以在飞摩尔浓度(fmol, 1 fmol/L=10-15mol/L)下起作用。

根据其N 端序列不同,植物小肽可分为分泌型小肽和非分泌型小肽。

非分泌型小肽主要在细胞内发挥功能,而分泌型小肽在胞内合成后运送到胞外,甚至通过木质部和韧皮部运输到其他组织器官,介导细胞间通信[3]。

分泌型小肽可分为富含半胱氨酸小肽(cysteine-rich peptides, CRPs)和翻译后修饰小肽。

多种CRPs 被发现参与到植物生殖发育的各个过程,其中包括花粉分泌的PSK 小肽调控花粉萌发[4],柱头分泌的STIG 小肽参与烟草花粉与柱头识别过程[5],助细胞分泌的LURE 小肽、XIUQIU 和ZmEA1调控花粉管导向生长[6-8],等等。

植物的雌雄互作过程复杂,参与因子很多(图1)。

本文主要对几种在植物花粉和柱头识别过程中起作用的小肽家族的研究进展展开介绍和讨论。

1 RALF家族快速碱化因子(RAPID ALKALINIZATION FACTOR, RALF)最早在烟草(Nicotiana tabacum )中由Pearce 等人发现并分离得到。

这类小肽可以迅速强烈地升高烟草细胞悬液培养基的pH 值,而且这类小肽在番茄中的同源基因可以抑制番茄与拟南芥幼苗的根长[9]。

RALF 小肽广泛存在于植物界中,在地钱、小立碗藓、拟南芥、番茄、玉米、水稻、苜蓿、草莓等几十种植物中均发现了RALF 家族的同源基因[10-12]。

一种肽类激素及其受体蛋白激酶调控植物细胞扩增

一种肽类激素及其受体蛋白激酶调控植物细胞扩增

一种肽类激素及其受体蛋白激酶对植物细胞扩增的调控作用植物细胞是不动的;因此,植物的生长发育依赖于细胞的扩增,而不是细胞迁移。

通过该质膜引发细胞扩增率变化的分子机制仍不清楚。

我们发现,在拟南芥中,(1)一种分泌肽RALF(快速碱化因子),通过激活细胞表面受体FERONIA抑制了初生根的细胞伸长。

RALF 和FERONIA特异性结合直接证明了肽受体间的相互作用,减少固定的和不敏感的RALF 受体会抑制FERONIA突变体的生长。

磷酸化蛋白质的测量表明,(2)该RALF-FERONIA 相互作用导致质膜H+ - 腺苷三磷酸酶2在Ser899磷酸化,并参与抑制质子的运输。

本结果揭示了RALF诱导的胞外碱性化和信号传导途径调节细胞扩展分子机制。

细胞扩增是一个基本的细胞过程驱动的植物生长,并且在其生长过程中其速度和方向的调节是一个高度动态变化的过程,并借此适应外部环境的变化。

维持合适的细胞膨胀速率,植物细胞微调涉及由蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化蛋白质磷酸化级联信号转导途径。

植物细胞微调涉及由蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化蛋白质磷酸化级联信号转导途径来维持合适的细胞膨胀速率。

例如,光,生长刺激素生长素增加细胞扩增率,并在质膜H +-ATP酶(H+-ATP 酶)的C-末端调节结构域,通过磷酸化的倒数第二Thr947残基的减少质外体的pH值。

(3)RALF(快速碱化因子),一种5- KD的分泌肽首次发现,并分析寻找植物内源肽,增加培养细胞介质的pH值,同时诱导细胞胞浆钙的快速增加。

在拟南芥基因组中RALF类基因超过30种,根中RALF最高度表达应该是参与根发育。

我们在这里报告的信号过程涉及质膜上肽- 受体相互作用抑制根细胞伸长。

RALF调用钙的方式类似的动物肽生长因子的信号转导途径,其中所述因子结合到细胞表面受体则自动进行磷酸化。

我们证明了FERONIA 类受体激酶结合RALF,并启动下游的磷酸化信号级联反应并抑制血浆质膜H+-ATPase活性,提高质外体pH值,并减少细胞伸长。

快速碱化因子类基因在茄科植物中的研究进展

快速碱化因子类基因在茄科植物中的研究进展

2期李焰焰和聂传朋:快速碱化因子类基因在茄科植物中的研究进展159等,2006;Timothy等,2006)、S位点富含半胱氨酸蛋白(SCR)等6种(Clarence等,2(102)。

它们与植物中非蛋白质类的信号分子(生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸、芸薹素、茉莉酸等)共同形成~个信号网络,调节植物的生长发育(Pearce等,2001a;hm啪n等,2001)。

茄科植物共有3000多种,分布在我国的有100多种,包括许多蔬菜作物和重要的药源植物。

如番茄、马铃薯、辣椒和茄子等蔬菜作物以及白曼陀罗、枸杞、癫茄等药源植物。

茄科植物一般都含有不同量的莨菪烷类、阿托品等生物碱,能解除平滑肌痉挛,抑制腺体分泌,是临床药品研发的重要资源植物(金振国等,2007)。

研究表明,系统素等多肽类生长调节因子积极参与茄科植物的防御反应等生理过程(RyanandPearce,2003)。

在对植物多肽信号因子的研究中,有关快速碱化因子类基因的研究尚处于起步阶段,且在茄科植物中的研究成果较为突出,本文主要综述了RALF类基因在茄科植物中的研究进展,以期为进一步研究RALF类基因的功能提供参考。

1茄科RALF信号分子的结构及加工Ermain等(2005)从二倍体野生种马铃薯受精的胚珠和子房eDNA文库中筛选到5个RALF类基因,将其依次命名为ScRALFl(AY422824)、&凇(AY422825)、&RALF3(AY422826)、ScR4[Ⅳ(AY422827)和ScRALF5(脚828)。

把这5个同源基因与烟草的NtRALF在一起比较,发现茄科的快速碱化因子类基因含有3个保守的结构特征:一个酸性区、一个保守的YIXY结构域、四个保守的半胱氨酸(可形成二硫桥)(图1)。

进一步的分析发现,ScRALFl编码174个氨基酸,信号肽位于第二个甲硫氨酸之后。

&RALF2在5个ScRALF中与NtRALF的相似性最高,信号肽区域的相似性达到87%。

白菜快速碱化因子基因BcMF14的克隆及序列分析

白菜快速碱化因子基因BcMF14的克隆及序列分析
— —
1 2 试 剂 .
p GEM - e s v c o T— a y- e t r、Ta pl s q u DNA Po y l—
系 统 素 (ytmi) sse n 以来 , 植物 中 多 肽 类 激 素 的
研 究立 即 引 起 人 们 的极 大 兴 趣 , 其余 的成 员 也 陆 续 mea e T4 rs 、 DNA 连接 酶 ( rme a公 司 ) D C Po g ; NA P R
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1 材料 与方 法
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白菜 快 速 碱 化 因子 基 因 B MF1 c 4的克 隆 及 序 列分 析
李 焰 焰 。 李 琦。 朱 奕鹏 。 , ,
( .阜 阳师 范学院 生命科学学院 , 1 安徽 阜 阳 2 6 4 ;. 阳市人民医院 , 3 0 1 2阜 安徽 阜阳 2 6 O ; 3 O 4 3浙江 大学 蔬菜研究所细胞及分子生物学 实验室 , . 浙江 杭 州 3 0 2 ) 10 9 摘 要 : 速碱化因子是近年 来新发现 的一 种植物多肽类信 号分子. 快 从一个在 ‘ 矮脚 黄, 白菜雄性 不育两用 系的可育
室 多代 测交 的 ‘ 矮脚 黄 ’ 白菜 ( as acmp s i L. Brsi a et s c r
sp. c n n i M ak n T " c m m un s s n l s hi e ss io 3 . o a? i T e e Le e

植物肽激素——快速碱化因子研究进展

植物肽激素——快速碱化因子研究进展
C s 成 2个 二 硫 键 , 末 端 含 有 一 个 YI Y 基 序 y 形 N X
综述 。
1 R L 的发现 A F
( t) moi 。以 P as在 烟 草 中发 现 的 R F为 例 , f er AL
前 体蛋 白的 1 3号 氨基 酸残 基 序 列 为 信 号肽 , —2 在
列 , 为 RAL 认 F类蛋 白可 能 在植 物 界 广 泛存 在 。此
后不 久 , ln6在 拟 南 芥 基 因 组 中搜 索 到 3 Os _ e 4个 R F类 基 因 。Mio h 等 [ 从 杨 树 叶子 中分 离 到 AL ys i 2 ] 5个 RAL F类多 肽 ,Geman等 [ 从 土 豆 中也 分 离 r i 7 到 了 5 R F类 多肽 , 这 些 R F加 入悬 浮 细 个 AL 将 AL 胞 培养 液 中 , 都能 够引起培养基 的快 速碱 化 。因此 推
和 C S 8之 间 , y 一2 这个 位 点可 能 是 一 个 额外 的加 工
Hale Waihona Puke 草 R F N 末端 一 致 的序 列 , AL 以此 设 计 探 针 , 烟 从 草叶片的 c DNA 文 库 中筛 选 到 了 编码 R F 的前 AL
位点 , 或者在 最 初 的加 工 或 者 信 号 产 生后 的多 肽 降 解 或失 活过 程 中起作 用 。在 R F序列 ( 1 下 画 AL 图 ,
适 应机 理具 有重要 意 义 。现将 近年来 的研究 结果 做

RAL F存 在 于一 个大 的前 体 多肽 链 中 ,N 末端 具 有信 号肽 , AL R F序 列 位 于 C末 端 , 不 同来 源 在
的前体 多肽 链 中 , RAL F序 列 是 高 度保 守 的 。成 熟 的 RAL F分子 量 大 约 在 5 D 左 右 , 子 中 由 4个 k 分

食品植物肽的提取与应用研究

食品植物肽的提取与应用研究

食品植物肽的提取与应用研究近年来,人们对健康和长寿的追求越来越高,食品行业也在不断努力满足消费者对于高品质食品的需求。

在这个背景下,食品植物肽的提取与应用成为了一个备受关注的研究领域。

植物肽是指在植物中存在的具有多肽结构的生物活性物质。

它们在植物体内起到了重要的调节作用,同时也具有一定的益处对人体健康有着积极的影响。

在食品领域,提取和应用植物肽不仅可以增加食品的营养价值,还可以改善食品的口感和质地,提高产品的竞争力。

在食品植物肽的提取过程中,选择适合的提取方法是非常关键的。

目前,常用的提取方法有超声波法、酶法、蒸馏法和纯化方法等。

其中,超声波法是一种物理方法,通过加入适当的溶剂和超声波的作用,可以将植物肽从植物中提取出来。

与传统的提取方法相比,超声波法不仅能够提高提取效率,还能够保持植物肽的生物活性。

除了提取方法的选择,植物材料的选择也非常重要。

不同的植物中含有不同种类和含量的植物肽。

例如大豆、绿豆和小麦等植物中含有丰富的植物肽。

通过对这些植物进行合适的处理和提取,可以获得高质量的植物肽产品。

在食品植物肽的应用方面,目前已经有一些研究表明,植物肽可以在食品中发挥多种功能。

首先,植物肽具有抗氧化性,可以抵御自由基的侵害,延缓细胞老化的过程。

其次,植物肽还具有抗菌和抗病毒作用,可以帮助人体抵御疾病的侵袭。

此外,植物肽还具有调节免疫功能、降低血压和改善肠道健康的作用。

由于植物肽具有多种功能,所以在食品制造业中有着广泛的应用前景。

例如,在乳制品中添加植物肽可以提高产品的营养价值,增加产品的功能性。

在肉制品中添加植物肽可以改善产品的口感和质地,增加产品的储存期限。

在面制品中添加植物肽可以提高产品的弹性和延展性,提高产品的质量。

综上所述,食品植物肽的提取与应用研究对于食品行业的发展具有重要意义。

通过合适的提取方法和植物材料的选择,可以获得高质量的植物肽产品。

而这些植物肽产品的应用可以提高食品的营养价值、改善产品的口感和质地,为消费者提供更加健康和美味的食品。

临床医学检验考试技术(师)(习题卷4)

临床医学检验考试技术(师)(习题卷4)

临床医学检验考试技术(师)(习题卷4)第1部分:单项选择题,共100题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]胆固醇在肝脏主要转化为A)LDLB)类固醇激素C)维生素DD)CME)胆汁酸答案:E解析:2.[单选题]下列哪种方法不适合测定尿液的葡萄糖含量( )A)邻甲苯胺法B)葡萄糖氧化酶法C)己糖激酶法D)葡萄糖脱氢酶法E)以上均适合测定尿液葡萄糖含量答案:B解析:3.[单选题]放线菌培养应采用A)碱性蛋白胨水B)亚碲酸钾血琼脂平板C)沙保培养基D)改良罗氏培养基E)SS培养基答案:C解析:放线菌的分类培养应将标本接种在不含抗生素的沙保培养基及血平板上,在37℃、5% CO孵箱中培养1~2周可形成白色、干燥、边缘不规则的粗糙型菌落。

4.[单选题]最能反映雌激素水平的是A)底层细胞B)中层细胞C)表层细胞D)纤毛柱状细胞E)子宫内膜细胞答案:C解析:表层细胞位于上皮表层,可分为3个亚型,包括角化前细胞、不全角化细胞、完全角化细胞。

月经周期中阴道上皮的变化,主要表现在表层角化前和角化细胞所占比率上的变化,故此层最能反映雌激素水平。

5.[单选题]有关常用的化学发光剂说法正确的是A)吖啶酯是一种酶促反应发光剂B)在酸性条件下,吖啶酯可以发出470 nm的波长D)鲁米诺及其衍生物是常用的酶促反应发光剂E)吖啶酯的电子供体是三丙胺答案:D解析:吖啶酯是一种直接化学发光剂,在发光免疫分析过程中不需酶的催化作用,直接参与发光反应,在化学结构上有产生发光的特有基团,可直接标记抗原或抗体。

在碱性条件下被HO氧化时,发出波长为470 nm的光,具有很高的发光效率,其激发态产物N-甲基吖啶酮是该发光反应体系的发光体。

三联吡啶钌[RU(bpy)]是电化学发光剂,它和电子供体三丙胺( TPA)在阳电极表面可同时失去一个电子而发生氧化反应。

鲁米诺及其衍生物以及 AMPPD属于酶促反应发光剂,利用标记酶的催化作用来发光。

植物分子生物学研究中的激素调控机制

植物分子生物学研究中的激素调控机制

植物分子生物学研究中的激素调控机制植物生长和发育过程中,激素发挥着非常重要的调控作用。

植物体内常见的激素包括:赤霉素、细胞分裂素、激素酸、生长素等。

这些激素在植物的生长发育、逆境应答、细胞分化、开花、营养分配和胁迫响应等方面,都具有非常关键的作用。

近年来,随着植物分子生物学技术的不断发展,激素调控机制也被越来越深入地研究。

本文将重点探讨几种常见的激素及其在植物分子生物学中发挥的调控作用。

1. 赤霉素调控机制赤霉素可以促进幼苗的生长,使叶片更加扁平化。

其中,赤霉素的信号转导通路是经典的激素响应性信号转导模型:赤霉素荷叶素复合物(SCFSlRB)在存在赤霉素的情况下,被激活并降解一种抑制性复合物(DELLA),从而激活赤霉素的响应反应。

但是,在很多情况下,赤霉素的信号转导机制比较复杂,同时还与其他信号通路发生交叉作用,例如干旱胁迫信号通路、光信号转导通路等。

近年来的研究表明,赤霉素的响应反应是通过多种途径调控的,例如翻译后修饰和基因表达调控等。

2. 细胞分裂素调控机制细胞分裂素(cytokinin)是一类重要的植物激素,可以促进细胞的分裂和增殖,同时也在干旱、盐或寒冷等环境压力响应中发挥了关键作用。

在植物细胞分裂素响应的信号转导通路中,细胞分裂素通过调节细胞质中的信号传递途径、核内响应活性蛋白(ARR)的磷酸化和去磷酸化等方式来进行信号转导。

此外,在信号转导中还涉及到多种合成和降解途径的调控,例如细胞分裂素的合成和降解、激素转运等。

细胞分裂素和赤霉素等其他激素通路之间也存在着相互作用和交流的机制。

3. 激素酸调控机制激素酸(abscisic acid)是一种重要的植物生长素,具有促进植物逆境应对、抗氧化和减少蒸腾等作用,是植物体内一个十分重要的激素。

激素酸的信号转导机制十分复杂,涉及到多重受体和信号通路的交叉作用。

激素酸的受体分为GCN2、PYR/PYL/RCAR和RCN,其中PYR/PYL/RCAR反应的激素酸主要与ABA脱落酸极(PP2C)交互,调节ABA的活性反应。

植物生长激素的作用机制与调控方法

植物生长激素的作用机制与调控方法

植物生长激素的作用机制与调控方法植物生长激素是一类在植物生长和发育过程中起关键作用的内源性化合物。

它们通过调控植物细胞的生理过程和基因表达来影响植物的生长、发育和适应环境的能力。

本文将探讨植物生长激素的作用机制以及目前已知的调控方法。

一、生长激素类型及其作用机制1. 激素类型植物生长激素包括:赤霉素、生长素、细胞分裂素、激动素、脱落酸和沉睡素等。

2. 赤霉素的作用机制赤霉素是一种重要的生长激素,它通过结合赤霉素受体和蛋白质降解途径来调控植物生长发育。

赤霉素受体结合赤霉素后,与其他蛋白质形成复合物,进而被泛素化,从而被降解。

3. 生长素的作用机制生长素是一种调控植物生长和发育的主要激素,它通过调节细胞伸长和分裂、根冠分化和光反应等过程来影响植物的生长。

具体机制是生长素结合生长素受体,形成生长素-受体复合物,进而激活下游信号通路。

4. 细胞分裂素的作用机制细胞分裂素是调控细胞分裂和扩增的关键激素。

它通过和细胞分裂素受体结合,激活细胞分裂素信号转导路径,调节细胞周期和细胞分裂。

二、植物生长激素的调控方法1. 外源激素处理外源激素处理是研究植物生长激素作用机制的重要方法之一。

通过在培养基中添加不同浓度和类型的激素,可以模拟植物内源激素的作用,进而研究其对植物的影响。

2. 基因敲除和转基因技术利用基因敲除和转基因技术可以调控植物生长激素合成和信号传导途径,从而研究激素对植物生长发育的影响。

例如,通过敲除赤霉素合成相关基因,可以研究赤霉素在植物生长过程中的作用。

3. 冷冻干燥和超低温保存冷冻干燥和超低温保存是一种常用的植物生长激素保存方法。

通过将植物样本置于低温环境中,可以延缓植物生长激素的降解速度,确保其在实验过程中的有效性。

4. 农艺措施的调控农艺措施的调控也可以影响植物生长激素的水平和作用效果。

例如,适当调节灌溉水分和施肥量,可以影响植物根系的发育和植物生长激素的合成。

结论植物生长激素在植物的生长发育过程中起到重要的调控作用。

植物激素与生长发育的调控机制

植物激素与生长发育的调控机制

植物激素与生长发育的调控机制植物激素是植物内源性物质,对植物的生长、发育、代谢和应对环境胁迫等方面都起着重要作用。

植物激素的种类较多,目前已经发现的有拟南芥素(auxin)、赤霉素(gibberellin)、细胞分裂素(cytokinin)、脱落酸(abscisic acid)和乙烯(ethylene)等。

这些激素在植物体内互相协调作用,参与了植物的多个生理过程,如营养吸收、生长分化、花器官发育、果实成熟等。

在植物生长发育中,植物激素对其生长发育过程的调控是不可缺少的。

首先,拟南芥素作为植物体内最重要的激素,具有明显的促进细胞分裂和生长的作用。

从植物的生长角度来看,拟南芥素对植物生长的速率以及生长方向的控制有着重要的作用。

拟南芥素主要通过调控细胞伸长和几何形态来影响植物的生长和发育,是植物生长调控的关键。

其次,赤霉素是增加植物高度和促进株型特征发育的激素,通常在植物生长的初期和花器官的发育过程中表现出特效。

赤霉素能促进植物细胞分裂和丝维生长,极大地推动了植物体的生长与发育。

细胞分裂素能促进植物组织的细胞分裂,有效地促使新的芽,叶和果实的发育。

脱落酸在水分平衡,干旱胁迫,寒冷逆境等方面表现出抑制的作用。

脱落酸代表了植物一种逆向性激素,对于乔木及其他经济性植物的叶片脱落有着极其重要的作用。

而乙烯是促进花后果实成熟、老化和叶片凋落的激素。

另外,在植物的花器官形态发育过程中,也有许多激素起着重要作用,如单子叶植物对 MA3 的依赖、双子叶植物对花叶互作的依赖等。

植物激素不仅具有单一的生长调控功能,它们之间的作用还是相互协调的。

拟南芥素和赤霉素是植物体内最主要的激素,并且都能够促进细胞的分裂和伸长,在植物的发育过程中它们的相互作用有时会发挥出更加特殊的作用,例如拟南芥素和赤霉素在植物形态的变化和茎膨大上有着协同作用。

在植物的生长发育中,每种激素都有其特定的作用,但它们却不是互相独立地发挥作用。

植物对它们的使用方式和调控机理在进化过程中通过很多途径得到了发现。

植物生长激素合成途径深入剖析

植物生长激素合成途径深入剖析

植物生长激素合成途径深入剖析植物生长激素是调节植物生长和发育的内源性化合物,对植物的形态、体型、生理功能以及逆境响应起着重要的调控作用。

植物合成生长激素的途径非常复杂,涉及多个酶催化的反应步骤。

本文将对三种最重要的植物生长激素合成途径进行深入剖析,包括激素生长素、赤霉素和脱落酸的合成途径。

植物生长素(Auxin)是植物体内最主要的类固醇生长激素。

生长素在植物体内起着调节细胞分裂和伸长、促进根和茎的发育以及向阳性和负性的响应等多种生理作用。

在生长素的合成途径中,最核心的反应是由色氨酸(Tryptophan)转化而来。

色氨酸在细胞质内经过氧化酶3(Oxidase 3)催化生成半胱氨酸(Cysteine),再经过多个酶的催化途径,最终生成生长素酸(Indole-3-acetic acid, IAA)。

生长素酸是生长素的主要活性形式,通过转运蛋白进行远距离的输送。

赤霉素(Gibberellin)是另一个重要的植物生长激素。

赤霉素在植物体内调控籽粒发芽、茎伸长和花芽形成等多个生理过程。

赤霉素的合成途径涉及多个步骤,其中最核心的反应是由叶绿素催化生成赤霉素前体物质赤霉酸(GA12)以及众多同系物。

但同时生长素在一个胞质酸解除的反应的催化下,将GA12转化为生物活性物质酮基赤霉素A(GA4)。

在酸解除反应中,脱氢赤霉酸脱氢酶(Gibberellin 20-oxidase)是赤霉酸转化为赤霉酸的关键酶。

脱落酸(Abscisic acid, ABA)是植物应答逆境的重要激素,它能够调节植物的生长发育和抵御逆境的影响。

脱落酸的合成途径相对更加复杂,涉及多个反应步骤。

最核心的反应是由异戊烯中间体来生成脱落酸。

异戊烯在质体膜上发生多个催化反应,通过特定的脱酯酶(Esterase)催化反应生成脱落酸酯(ABA-ester),然后通过脱落酸依赖的脱酯酶(ABA dependent esterase)反应脱去酯基,生成活性脱落酸(ABA)。

多肽植物激素系统素及相似多肽的质谱裂解机理和反相色谱保留规律研究

多肽植物激素系统素及相似多肽的质谱裂解机理和反相色谱保留规律研究

多肽植物激素系统素及相似多肽的质谱裂解机理和反相色谱保留规律研究杜甫佑1,2白玉1白玉1刘虎威*1【摘要】采用液相色谱-四级杆飞行时间质谱(LC-QTOF-MS)联用技术,研究了系统素及其相似多肽的质谱裂解机理和色谱保留规律,探讨了它们的碰撞诱导解离规律。

结果表明,系统素准分子离子一般带有2~5个电荷;在低碰撞能条件下,多肽母离子发生碰撞诱导解离,产生b型和y型碎片离子;烟草系统素I最强母离子[M+3H]3+的最优碰撞能为22 V;番茄系统素、土豆系统素Ⅰ、土豆系统素Ⅱ、辣椒系统素和龙葵系统素的最强母离子均为[M+4H]4+,最优碰撞能均为18 V;在最优碰撞能作用下,系统素的碎片离子信息丰富,特征碎片离子峰的强度最大,适合对系统素的分析;样品中三氟乙酸的含量对系统素及相似多肽在反相色谱柱上的保留影响明显。

【期刊名称】分析化学【年(卷),期】2011(039)008【总页数】6【关键词】系统素;植物多肽激素;液相色谱-四级杆飞行时间质谱;裂解机理;保留规律【文献来源】https:///academic-journal-cn_chinese-journal-analytical-chemistry_thesis/0201230574532.html1 引言植物多肽激素与其它小分子激素一样,参与了植物的生长、发育等过程的调控,是一类非常重要的植物激素[1~5]。

已发现的植物多肽激素主要有系统素、植物硫肽素和快速碱化因子等,其中番茄系统素是研究最早、最多的一类多肽激素[6]。

系统素作为系统性防御反应的信号分子,在土豆、辣椒、龙葵等其它茄科植物中也存在,它们具有相似的功能[4,7],但各系统素的氨基酸组成及序列有明显的差异(表1)。

另外,系统素在植物体内的含量甚微,快速、准确测定其含量仍面临很多挑战[6,8,9]。

质谱在多肽定性与定量分析及结构鉴定方面有显著优势,利用多肽在不同质谱条件下的裂解规律及碎片信息,可发现和确认新的植物多肽激素[10]。

植物肽类生长因子——植物硫肽激素-α

植物肽类生长因子——植物硫肽激素-α

植物肽类生长因子——植物硫肽激素-α
谢秀祯;林俏慧;郭勇
【期刊名称】《植物生理学通讯》
【年(卷),期】2004(40)6
【摘要】植物硫肽激素α(phytosulfokine-α,PSK-α)是一个硫酸酯化的五肽,最初是从石刁柏叶肉细胞培养物的条件培养基中分离到的。

它是在植物中发现的第一个肽类生长因子,在很低浓度下就能强烈地刺激低密度培养的植物细胞的增殖。

此外,它还能促进植物细胞分化、器官发生和体细胞胚发生。

由于它有分布的广泛性和极低的作用浓度,因此越来越受到人们的关注。

该文介绍PSK-α的发现、生理功能、基因的结构特点、前体的结构与加工、基因转化与表达、受体以及研究前景。

【总页数】4页(P749-752)
【关键词】肽激素;石刁柏;植物细胞;基因转化;叶肉细胞;器官发生;培养物;体细胞胚发生;条件培养基;硫酸酯化
【作者】谢秀祯;林俏慧;郭勇
【作者单位】华南理工大学生物科学与工程学院;海南师范学院生物系
【正文语种】中文
【中图分类】Q945;S961.1
【相关文献】
1.拟南芥植物硫肽激素基因在玫瑰茄细胞中的表达 [J], 谢秀祯;林俏慧;郭勇
2.拟南芥植物硫肽激素-α前体基因AtPSK2的克隆及序列分析 [J], 谢秀祯;林俏慧;
郭勇
3.金属硫蛋白和植物螯合肽在植物重金属耐性中的作用 [J], 娄来清;沈振国
4.铝胁迫下大豆根和叶中植物螯合肽和类金属硫蛋白的变化 [J], 谢彬林;金婷婷;刘鹏;金荷亚;孔露婕
5.植物新型肽类生长调节物质——植物磺肽素 [J], 陈新建;杨艳会;陈军营;崔党群因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

植物多肽生长因子PSK的特性与功能研究进展

植物多肽生长因子PSK的特性与功能研究进展

植物多肽生长因子PSK的特性与功能研究进展
杨书珍;丰明乾;潘思轶;刘合生;彭丽桃
【期刊名称】《西北植物学报》
【年(卷),期】2007(27)2
【摘要】植物硫化激动素(PSK)是近年来发现的一种新型的植物多肽生长调节物质,具有十分广泛的生物活性和作用.本文从PSK的发现及其结构与功能之间的关系、生理作用、PSK的生物合成和感受以及其与植物非肽激素的关系等方面综述了其研究进展,并对其研究方法及其应用前景进行了探讨.
【总页数】7页(P400-406)
【作者】杨书珍;丰明乾;潘思轶;刘合生;彭丽桃
【作者单位】华中农业大学,食品科学技术学院,武汉,430070;华中农业大学,生命科学技术学院,武汉,430070;华中农业大学,食品科学技术学院,武汉,430070;华中农业大学,食品科学技术学院,武汉,430070;华中农业大学,食品科学技术学院,武
汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】Q516;Q74
【相关文献】
1.核桃多肽功能特性及制备工艺研究进展 [J], 吕名蕊;史宣明;张骊;孟佳;王宁;王锋涛;廖兴茂
2.骨胶原多肽的制备及功能特性研究进展 [J], 谢静;王传花;李珂;李宗军
3.多肽生长因子生理功能的研究进展 [J], 韩立强;王月影;王艳玲;李留安
4.植物肽生长因子PSK-α的研究进展 [J], 关春峰;葛志强;元英进
5.高等植物多肽生长因子PSKα [J], 陈彤;廖祥儒;杜建芳;刘小丽;牛建章
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茶树中植物激素研究进展_岳川

茶树中植物激素研究进展_岳川

茶叶科学 2012,32(5):382~392收稿日期:2011-09-13 修订日期:2012-04-28基金项目:国家自然科学基金(31170650)、浙江省自然科学基金重点项目(23100473)资助项目作者简介:岳川(1986— ),男,云南玉溪人,硕士研究生,主要从事茶树分子生物学研究。

*通讯作者: zengjm@茶树中植物激素研究进展岳川1,2,曾建明1*,章志芳1,王新超1,曹红利1,21. 中国农业科学院茶叶研究所 国家茶树改良中心,浙江 杭州 310008;2. 中国农业科学院研究生院, 北京 100081摘要:植物激素在植物生长发育中具有重要的调控作用。

本文综述了植物激素对茶树生长发育和逆境反应的调控,及植物激素在茶树外植体繁殖中的应用,并概述了当前植物激素研究的方向和重点。

针对茶树中激素研究现状并结合目前分子生物学的发展,提出茶树基因组测序完成后,植物激素对茶树茶芽萌发、抗逆等调控机理的研究将成为茶叶科学研究中一个新的热点。

关键词:茶树;植物激素;激素调控中图分类号:S571.1;Q946.885 文献标识码:A 文章编号:1000-369X (2012)05-382-11Research Progress in the Phytohormone ofTea Plant (Camellia sinensis )YUE Chuan 1,2, ZENG Jian-ming 1*, ZHANG Zhi-fang 1, WANG Xin-chao 1, CAO Hong-li 1,21. National Center for Tea Improvement, Tea Research Institute of the Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China;2. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, ChinaAbstract: Phytohormone plays a critical role in the plant growth and development. This article reviewed the plant hormone in modulating growth and development of tea plant under normal condition and under stress, the effect of hormones in tea tissue culture, and recent advance in the investigation of hormone was discussed. Consequently, it was regarded that the investigation on the regulation mechanism of phytohormone on the sprouting of tea bud and the resistance of tea plant to stress in the research will become the new hotspot after the tea plant genome being sequenced.Keywords: tea plant (Camellia sinensis ), phytohormone, regulation of hormone植物激素是指在植物体内存在的只以微小剂量即可对植物生长发育进行调控的一类生物活性物质。

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收稿日期:20071211作者简介:石永春(1978),女,河南郑州人,讲师,在读博士研究生,研究方向:植物生理生化及分子生物学。

通讯作者:刘卫群(1956),女,河北临城人,教授,博士生导师,博士,主要从事植物生理生化研究。

植物肽激素———快速碱化因子研究进展石永春,王小彦,刘卫群*(河南农业大学生命科学院,河南郑州450002)摘要:综述了快速碱化因子(RA LF )的发现过程、结构特点、生理作用和RALF 受体的研究进展,并就其在响应非生物逆境胁迫过程中的作用进行了分析。

关键词:植物肽激素;快速碱化因子(RA LF );胞外碱化;生长发育中图分类号:Q946.885 文献标识码:A 文章编号:10043268(2008)05000504 快速碱化因子(rapid alkalinizatio n factor ,RA LF )是一种植物肽激素,在植物中广泛存在,能够引起胞外pH 的迅速升高,并参与植物的发育调控[1]。

而植物胞外pH 变化是植物调节细胞生长及对外界环境刺激所产生的重要反应,并参与包括离子吸收、溶质转运、细胞壁生长等生理现象[2]。

而且胞外H +浓度的瞬时变化及其所伴随的细胞质膜的极化和去极化都与细胞对环境刺激的快速反应有关,这些环境刺激包括膨压和重力的变化、病原菌的侵染、非生物胁迫等[3~5]。

因此,研究能够引起胞外pH 变化的多肽激素RA LF 及其所参与的生理反应,对于深入了解植物的生长发育调控及对逆境的适应机理具有重要意义。

现将近年来的研究结果做一综述。

1 RALF 的发现Pearce [1]在分离纯化烟草叶片中的系统素时,意外地得到一种5kD 的多肽,它在细胞中的含量仅为纳摩尔级。

这种多肽能够引起细胞的培养基快速碱化,因此,被命名为快速碱化因子(RA LF )。

为了得到烟草RA LF 的全长cDNA ,BLAS T 到一个番茄的EST (ES T262422),这个EST 中含有一段与烟草RA LF N 末端一致的序列,以此设计探针,从烟草叶片的cDNA 文库中筛选到了编码RA LF 的前体cDNA 。

该cDNA 编码具有115个氨基酸的多肽,RALF 序列位于C 末端[1]。

Pearce [1]在已发表的来源于不同植物不同组织的ES T 序列中BLAST 到多条与RA LF 相似的序列,认为RALF 类蛋白可能在植物界广泛存在。

此后不久,Oslen [6]在拟南芥基因组中搜索到34个RA LF 类基因。

M iyo shi 等[2]从杨树叶子中分离到5个RA LF 类多肽,Germain 等[7]从土豆中也分离到了5个RA LF 类多肽,将这些RALF 加入悬浮细胞培养液中,都能够引起培养基的快速碱化。

因此推测RALF 多肽是一个大家族,在植物界广泛存在。

2 RALF 的结构RA LF 存在于一个大的前体多肽链中,N 末端具有信号肽,RA LF 序列位于C 末端,在不同来源的前体多肽链中,RA LF 序列是高度保守的。

成熟的RA LF 分子量大约在5kD 左右,分子中由4个Cy s 形成2个二硫键,N 末端含有一个YIXY 基序(m otif )。

以Pears 在烟草中发现的RA LF 为例,前体蛋白的1-23号氨基酸残基序列为信号肽,在23和24号残基之间存在着信号肽的酶切位点。

前体蛋白中还存在2个双碱性氨基酸基序(dibasic a -mino acid m otif ),即Arg Arg 。

一个位于RA LF (图1,下画线区)的N 末端上游2个氨基酸残基处,可能是RA LF 成熟过程中水解酶的特异性识别位点。

另一个位于RALF 序列内部的Cy s 18和Cy s 28之间,这个位点可能是一个额外的加工位点,或者在最初的加工或者信号产生后的多肽降解或失活过程中起作用。

在RALF 序列(图1,下画线区)的N 末端还存在一个YIS Y 基序,在不同来源的RA LF 中,YI 和Y 是绝对保守的[1,6,7]。

河南农业科学DOI :10.15933/j .cn ki .1004-3268.2008.05.001下画线处为成熟RALF的多肽序列,箭头所指处为信号肽的清除位点,上文所提到的氨基酸均在符号下加点图1 RALF前体cDNA的核酸及蛋白质序列3 RALF的生理作用3.1 引起悬浮细胞培养基碱化能够引起胞外碱化的现象有很多,包括病原菌侵染产生的防御反应[8]、乙烯和PAL的诱导激活[9]、系统素(sy stemin)的诱导[10]、防御基因的诱导[11]等,说明胞外碱化可能是防御反应信号传递途径中的重要部分。

但Oslen[6]在拟南芥突变体mpk4(组成型系统抗性)和ctr l(组成型乙烯响应)中,检测了7个RALF基因(RALF5,8,10,18,21, 33,34)的表达水平,发现其表达量并没有明显的变化,表明RA LF不参与由防御反应产生的胞外碱化。

而且外施壳聚糖和病原菌抽提物都不能改变RA LF基因的表达水平。

Pearce[1]的研究也表明,外施RA LF与来源于烟草的2种系统素引起胞外碱化的机制不同, RA LF对烟草悬浮细胞所诱导的胞外碱化更快、更强烈。

诱导5min后,RALF即可使胞外pH由4.9升至6.2,而2种烟草系统素(Tob SYSⅠ,Tob SYS Ⅱ)诱导15min后胞外pH值才分别升至5.7,5.6。

李焰焰等[12]认为,RA LF诱导培养基快速碱化的机理可能是RALF抑制质膜上的H+A TPase,从而导致胞外pH的升高。

Pearce[1]对RA LF的半胱氨酸烷基化后,不能诱导烟草悬浮细胞产生胞外碱化效应,表明正确的结构对于RALF执行功能非常重要。

3.2 激活胞内M APKMAPK(mitogen-activated pro tein kinase)是一个大家族,在植物中参与多条信号传导途径,如响应非生物胁迫[13]、产生防御反应[14]、调控细胞骨架的变化[15]及调节植物生长发育[16]等。

外施RA LF能够激活胞内M APK,与烟草系统素(Tob SYSⅠ, Tob SYSⅡ)相比,RALF诱导的M APK峰值的出现时间要早。

表明RALF与系统素参与不同的信号途径[1]。

由于M APK能够激活多种下游信号分子并产生不同的生理效应,暗示RALF可能具有多种生理功能,并可能直接或间接地响应多种信号。

对已发表的EST序列进行分析也表明,RA LF类多肽广泛存在于植物的各种组织中,推测其参与调控植物多种基础性生理活动[1]。

3.3 参与生长发育调控外施RALF能够抑制番茄和拟南芥种子根的生长。

与对照(水和烷基化的RA LF处理)相比,被处理的种子萌发时,根的伸长区和分裂组织受到抑制,分生细胞增大,根毛缺失。

除根变短外,还出现子叶颜色变浅的现象。

而且这个过程是可逆的,即除去RA LF可使根重新恢复生长。

表明RALF是植物发育信号途径中的重要分子[1]。

但有趣的是,Miy oshi[2]在分析来源于杨树的几种RA LF时发现,外施生长素、细胞分裂素都不能改变RALF的表达水平。

这意味着RALF所参与的发育调控信号途径与生长素和细胞分裂素不同。

他还发现,不同的RALF在杨树不同部位的不同生长时期的表达水平是不同的。

Germ ain[7]也发现不同的RALF在土豆的根、茎、叶、花瓣、子房、胎座等位置的m RNA表达水平有差异,其中ScRALF1专一性地在子房中表达,在果实发育后期表达尤其强烈。

McCubbin[17]从樱草属植物的花中克隆到一个RALF的cDNA,认为它与花的异化过程有关。

这些研究都表明,植物生长发育的方向和节奏受RALF的调控。

2008年第5期4 RALF的受体外施RALF能够使番茄悬浮细胞培养基碱化,并能抑制番茄和拟南芥种子萌发过程中根的伸长,去除溶液中的RA LF,能够恢复根的伸长生长[1],这意味着在质膜上可能存在RALF的受体,胞外碱化和对根生长的抑制可能是通过RALF受体介导的生理现象。

Esco bar[18]通过将绿色荧光蛋白和RA LF前体蛋白融合表达的方法检测RALF的细胞定位。

结果表明,转化4d后,融合蛋白首先出现于内质网,5d后在内质网和细胞壁上都能看到,7d 后仅在细胞壁中可见。

推测RALF可能是一种胞外分泌蛋白。

Scheer[19]和Pearce[20]用I标记来源于番茄叶的RA LF,待其与番茄悬浮细胞饱和结合后提取膜蛋白,SDS-PAGE法分离后磷成像法(phosphor imaging)检测,结果表明,番茄质膜上存在2个能够与RALF牢固结合的蛋白,分子量分别为25kDa和120kDa。

其中分子量为25kDa的蛋白与RALF的结合能力要大于120kDa的蛋白。

这种结合可以通过酸洗的方式逆转,使RA LF从质膜上释放,表明他们的结合位点应该在质膜的外表面而非质膜的内部。

通过洗脱膜外蛋白的方式不能将这2种蛋白从膜上洗掉,表明这2种蛋白属于膜内蛋白,可能是RA LF受体复合体中的2个组分。

从而证明质膜外侧确实存在RA LF的受体位点,而且该受体可能与RA LF的胞内信号途径相连。

5 展望近年来发现的植物肽激素在植物的多种生理过程中都起着重要作用,包括防御反应[20]、细胞分裂和分化[21]、生长发育[1]和繁殖[22]。

而同样作为植物肽激素的RALF能够诱导多种植物细胞产生胞外碱化效应[1,6,7]、抑制番茄和拟南芥萌发种子根的生长[1]、激活MAPK[1,7]、参与子房和果实的发育[7]等。

导致这些现象产生的详细机理还不清楚。

Pearcs[1]曾经预测RA LF可能参与植物的生长发育及胁迫反应[1]。

现已证明,RA LF确实参与植物生长发育调控,但还没有任何报道证明或反对RA LF与非生物胁迫反应有关。

试验表明,一些非生物逆境胁迫也能导致胞外碱化。

Felle[23]的研究发现,外施细菌抽提物和改变培养基的渗透势均能引起番茄悬浮细胞的胞外碱化[4]。

低氧胁迫也能够诱导大麦根细胞产生胞外碱化。

植物胞外pH变化与质膜上的一些通道及蛋白关系密切,如钾通道、钠通道、H+/溶质共向传递体(H+/so lution cotrans-porter)、H+/阴离子共向传递体、H+/阳离子反向传递体(如H+/K+反向传递体)、H+-A TP酶等。

已有证据表明,抑制质膜H+-ATP酶能够导致番茄培养基的碱化[24],胞外pH升高能够使拟南芥胚轴细胞质膜上的阴离子通道的激活电压升高,同时还能够增大慢速阴离子通道的电流[25]。

已知非生物逆境胁迫能够引起植物细胞渗透势和质膜上离子通道及H+-ATP酶的变化,这些变化都可能导致胞外碱化。

那么,RALF是否通过调控胞外pH和细胞的生长发育,参与植物响应并适应外界环境变化的过程,有待进一步深入研究。

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