植物信号分子机制

一、NO信号分子在国内外的研究

一氧化氮(NO)是一种生物活性分子,越来越多的证据表明它是生物体内分布最为广泛的

信号分子之一.NO作为植物生长发育的一个关键调节因子,能对各种生物或非生物胁迫产生应答,在植物生长发育与环境互作的协调过程中起着中枢性的作用.近年来,对于一氧化氮在植物中分子功能的研究取得了较大进展,特别是其信号转导功能、对基因表达的调控和植物体内NO稳态平衡的维持等方面.文中较全面地介绍了植物体内NO的合成、功能、信号转导、对基因表达的调控以及植物体内NO动态平衡的维持等方面研究的进展,并对该领域今后的研究进行了展望。

1、在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用

夏海威，施国新，黄敏，吴娟

摘要：一氧化氮(NO)作为一种重要的信号分子,在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用。综述了NO在植物体内的产生途径,重金属胁迫下植物体内内源NO含量的变化以及外源NO 与内源NO对植物重金属胁迫抗性的影响。大量研究表明外源NO能够增强植物对重金属胁迫的抗性,一方面是通过增强植物细胞的抗氧化系统或直接清除活性氧,

另一方面是通过影响植物对重金属的吸收以及重金属在植物细胞内的分布。然而内源NO在调节植物重金属胁迫抗性上的功能角色仍存在争议。有些研究表明内源NO是有益的,能够缓解重金属胁迫诱导的毒性;但是也有证据表明内源NO是有害的,能够通过促进植物对重金属的吸收以及对植物螯合素进行S-亚硝基化弱化其解毒功能,从而参与重金属诱导的毒害反应和细胞凋亡过程。

2、利用基因芯片技术解析NO调节拟南芥生理反应的分子机制作者：赵亚锦

摘要：一氧化氮(NO)是植物体内重要的信号分子之一，在植物对生物和非生物胁迫（如干旱、UV-B、盐害、高温等）的反应、细胞程序性死亡（PCD）、呼吸作用、光形态建成、果实成熟、叶片伸展、气孔关闭、衰老、种子萌发、开花调控、根发育和激素反应等植物生长发育过程中起着重要的调节作用。因此研究NO在植物中起作用的遗传和分子机制有着重要的理论意义和潜在的应用价值，是目前植物分子生物学研究领域的热点问题之一。要搞清NO调节植物生理过程和功能的分子机制，关键是要解析NO调节基因表达的机制。而在植物体内NO含量变化的情况下对其全基因组转录物的分析又是解析NO调节基因表达机制的一种有效方法。本研究以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）为研究对象。用于实验的材料有野生型拟南芥（WT）、内源NO含量升高的拟南芥突变体nox1和内源NO含量降低的突变体noa1。利用Affymetrix公司的拟南芥ATH1全基因组芯片(ArabidopsisATH1-121501GenomeArray)进行芯片杂交实验，得到WT、nox1和noa1的基因表达谱，并筛选出差异表达基因。本文利用基因芯片技术全面的研究了内源NO含量的升高以及内源NO含量的降低对植物表达谱的影响，并根据对表达谱数据的分析初步探讨了NO和乙烯、赤霉素、脱落酸等植物激素相互作用的分子机制，进一步研究将有望揭开NO 在植物中的作用机理。

3、细胞信号分子对非生物胁迫下植物脯氨酸代谢的调控作者：邓凤飞，杨双龙，龚明摘要：大量研究表明脯氨酸积累在植物响应与适应非生物胁迫中起重要作用,但如何调节脯氨酸合成和降解仍有许多疑问。已知植物对逆境胁迫的响应与适应过程涉及复杂的细胞信号发生与转导事件,也有研究表明细胞信号分子参与了植物体内脯氨酸代谢的调控过程,但不

清楚其具体机理。本文综述了脯氨酸代谢的合成与降解途径,以及脱落酸（ABA）、Ca2＋、一氧化氮（NO）、过氧化氢（H2O2）、水杨酸（SA）等细胞信号分子在脯氨酸代谢调控

中的作用,并讨论了信号分子之间信号交谈对脯氨酸代谢可能的影响模式及未来研究的展望。

4、一氧化氮对植物细胞次生代谢产物合成的调控作用及其信号转导机理研究

作者：徐茂军

摘要：次生代谢产物的低产现象是制约细胞培养法生产植物天然产物技术产业化应用的核心问题之一，理解和掌握植物细胞次生代谢调控规律是解决这一问题的基础。植物体内次生代谢物质的生物合成受到细胞内部和外界因素的严格调控，然而目前对植物细胞次生代谢产物合成的调控机理所知甚少。与初生代谢相比，植物次生代谢产物的合成具有更加复杂的调控机制，并且更易受外界因素的影响。细胞内部的信号转导系统是介导外界因子影响植物次生代谢产物合成的纽带。然而，目前对植物细胞中次生代谢信号调控系统的了解还十分浮浅。存在的主要问题是对植物细胞中与次生代谢产物合成调控有关的信号分子和信号转导途径的了解不够。因此，研究探讨参与植物细胞次生代谢产物合成调控的信号分子及其信号转导机制对理解和掌握植物细胞次生代谢调控规律具有重要意义。NO是一种兼有水、脂溶性的小分子物质，其在动物体内的信号分子作用已为人们所熟知。早在上个世纪70年代，人们就已经发现植物可以产生NO。但是直到Delledonne和Durner两个研究小组1998年首次证实NO参与植物的抗病作用后，NO在植物体内的信号分子作用才引起研究者的重视并展开了广泛的研究。近年来，NO的植物生物学功能研究方面取得了一系列重大进展，促使NO植物分子生物学研究成为该领域的研究热点。然而，目前国内外有关NO对植物细胞次生代谢产物合成的影响及其分子机理方面的研究还十分少见。研究报道表明，NO是介导外界刺激信号从细胞表面传递到细胞核内部并诱发细胞产生诸如抗性反应、细胞超敏死亡等生理生化效应的重要信号分子。NO的这一特性使其具备了作为胞内信使物质参与外界因素对植物细胞内部次生代谢产物合成进行信号调控的基本条件，但是目前尚无直接可靠的实验证据说明NO与植物细胞次生代谢调控之间的关系。基于上述研究现状，本文以真菌诱导子为外界刺激因子，系统地研究了NO在诱导子诱发植物细胞次生代谢产物生物合成过程中的作用，取得了一系列原创性研究成果。试验结果首次证实NO是介导外界刺激信号(诱导子)诱发植物细胞次生代谢物质合成的一个重要胞内信号分子；发现NO可以依赖JA、ROS等信号途径触发植物细胞次生代谢产物的合成；证实NO和JA信号分子之间存在着特殊的自催化协同放大效应；揭示了NO可以促进植物细胞中SA 积累，而SA抑制细胞中JA合成的事实，澄清了目前国际学术界有关NO抑制

两种研究蛋白质相互作用的原理与方法

一、酵母双杂交系统

酵母双杂交的原理：是将2个目的蛋白分别与AD和BD融合产生新的融合蛋白，如果这2个目的蛋白能够互相作用，则该相互作用会促使AD和BD 互相靠近而产生有活性的转录因子，进而激活事先构建到酵母基因组中的报告基因的转录。在这以前,也有许多生物化学方法用来研究蛋白质间相互作用,但都是在体外研究,该系统可以在酵母这种生长迅速且易操

作的体系中研究真核细胞的蛋白质-蛋白质相互作用,且通过cDNA文库筛选直接找到与未知蛋白质相互作用的蛋白基因。

方法：①选择合适酵母作为筛选未知蛋白的受体菌；

②诱饵蛋白表达质粒的构建和鉴定；

③诱饵蛋白自身转录活性分析；