花衰老相关基因和蛋白

，在植物衰老过程中，这些核酸内切酶的活性均有增加，如荠菜、欧
芹、小麦等。因此，衰老过程中核酸内切酶活性的增加可能是DNA降 解的主要原因。
• 2.细胞壁修饰酶类
• 植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素、半纤维素和果胶类物质，主要 起支撑和保护作用。目前研究的细胞壁修饰酶类主要涉及果实成熟软 化过程中细胞壁结构和组分的变化，如纤维素和半纤维素分解而导致 的细胞壁机械强度不断下降，及总体结构的破坏等。多聚半乳糖醛酸 酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)及果胶酯酶(PE)是分解果胶类物质的主要 酶类，参与果实成熟软化过程中细胞壁的水解过程，从而导致细胞壁
XTH 的作用机制
• XTH主要采用异头构型的两步置换机制进行催化反应。在催化反应过 程中，XTH与木葡聚糖结合后，底物被特异性的剪切产生糖基-酶中 间体，之后糖基-酶中间体可将糖基转移给木葡聚糖的还原端（XET活 性）或者水分子（XEH活性）。通过两种酶的活性，XTHs可参与细 胞壁的扩展和降解，水解木葡聚糖供给能量，以及改变细胞板的流动 性，总之，与植物组织的伸长、木质部的形成、根的发育、果实的软 化、花瓣的衰老及细胞程序化死亡等过程都有着密切的关系。
壁中含量最多的半纤维素。木葡聚糖可以与纤维素微纤丝结合形成氢 键，彼此交互连接构成植物细胞壁的基本框架，而木葡聚糖内转糖苷
酶/水解酶(Xyloglucan endotransglycosylase/hydrolase, XTH)是
一种可以引起这种结构改变的细胞壁松弛因子，从而改变了细胞的形 状、大小，并且影响了细胞的再生分化甚至功能。
• 花卉中部分已克隆的与衰 老相关的重要基因，涉及 到蛋白质降解、乙烯代谢 及脂类代谢等多种生理功 能。这些基因的克隆极大 地促进了人们对植物衰老 过程的认识，也为今后在 分子水平上阐明植物衰老 的机制、进行衰老调控提 供了有利条件。
XTH 基因的研究进展
XTH 的结构与功能 XTH 的作用机制
花衰老相关基因及蛋白质研究
目录
背景介绍 花衰老相关的蛋白质 花衰老相关基因及表达研 究 XTH 基因的研究进展
背景介绍
在开花过程中除了受到温度、干旱、营养缺 乏、病原体感染、伤害和遮阴等因素影响外， 其内源激素的变化也会进一步影响花瓣的衰 老。因此，为提高花卉的观赏价值，对其延 缓衰老及保鲜方面的研究十分必要。目前关 于花卉保鲜方面的研究也越来越广泛，主要 可分为物理保鲜法如低温冷藏、气调贮藏和 辐射保鲜等，以及植物生长调节剂处理的化 学保鲜法，以减少体内水分、养分的消耗， 延长寿命及贮运期。
花衰老相关的蛋白质
1.保护酶类 2.蛋白酶类(蛋白质水解酶) 3.核酸酶类 4.细胞壁修饰酶类
花衰老相关的蛋白质
• 1.保护酶类
• 花在衰老过程中产生过多的活性氧，从而加速植物细胞的进一步衰老
死亡。但是植物体自身具备了一个在结构上十分精确和完善的防卫系 统, 即衰老过程中清除活性氧的关键酶 SOD、CAT、POD。其中 SOD 和 CAT 是植物体内主要的保护酶。SOD 的主要功能是催化超 氧阴离子自由基发生的歧化反应, 生成H2O2和O2, 而 CAT 和 POD 可 以催化 H2O2分解为水和氧气, 从而消除 O2-对细胞的损害。
• 2.蛋白酶类
• 蛋白质的降解是花衰老的重要生化指标，植物衰老过程中蛋白酶合成 量的增加及其活性的上升是导致蛋白质降解速率加快的主要原因。植 物体内的蛋白酶根据酶活性部位的性质可以大致分为半胱氨酸蛋白酶 、丝氨酸蛋白酶、苏氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、金属蛋白酶等。 其中，半胱氨酸型蛋白酶是最普遍的，对其特性的研究也较深入。
结构解体。
花衰老相关基因及表达研究
• 衰老是一个受基因表达高度调控的过程。随着植物衰老的进行，基因 组中不少基因的表达发生改变：一部分基因的 mRNA 数量减少或消 失，这类基因被称为衰老下调基因(SDGs)。而另外一部分基因的 mRNA 则出现或数量增加，被称为衰老上调基因即衰老相关基因 SAGs，后者又分为仅在衰老特定发育阶段表达的衰老特定基因 (SSGs)，和衰老过程中表达量逐渐增加的基因。
但总体会阻碍拟南芥的正常生长。
Thanks
• 在植物发育的不同阶段，植物的不同组织和器官中，转录后质外体的 pH，各种植物生长激素，以及如高温、冷击、触摸、缺氧等环境因 素刺激，都可以影响到 XTH酶的活性以及 XTH 基因的表达。 • 有报道发现玉米 XTH 基因在水淹后，在其幼苗的茎间检测到 XTH 转 录产物有所增加。缺氧条件下，矮慈姑的 SpXTH1 和 SpXTH4 均大 量表达。编码拟南芥 XTH 的TCH4 受到外界机械刺激表达会上调，
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• XTH由多种XTHs基因编码，属于糖苷水解酶GH16家族。该酶可以具 有木葡聚糖内转糖苷酶（Xyloglucan endotransglycosylase, XET） 的活性，或具有木葡聚糖水解酶（Xyloglucan hydrolase, XEH）的 活性，也可以二者兼备。按蛋白质的结构特征划分，XTH蛋白和编码 该蛋白的XTH基因被分为三类，第一类和第二类XTH具有内转糖苷酶 和水解酶的双重活性，第三类XTH只具有水解木葡聚糖的活性。
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输入内容
XTH 与 XTH 基因的研究进展 XTH 基因表达的影响因素
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输入内容
XTH 的结构与功能
• 双子叶植物的细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶和结构蛋白组成的 复杂网状结构，其中半纤维素与纤维素为细胞壁的重要组成部分，约
占细胞壁干重的 2/3，而木葡聚糖（xyloglucan，XG）是初生细胞
• 3.核酸酶类
• 核酸的降解是花瓣衰老过程中的重要特征，以便将分解产生的代谢产
物输送到衰老解体的组织，参与物质的重新合成。细胞程序性死亡过 程的典型变化是DNA降解后产生梯状的DNA断裂条带，目前已经在
许多种衰老植物中检测到了这种变化，这需要能够水解 DNA 单链和
双链的核酸内切酶作用。植物中核酸内切酶可以根据其对离子的依赖 性，分为依赖锌离子、钙离子、钴离子等的核酸内切酶，据已有报道
XTH 与 XTH 基因的研究进展
• 至今为止，已在多种植物中发现并在植物的多种组织中检测到XTH的 活性，并且有大量的研究表明XTH的表达均可在生物和非生物胁迫的 激素调控下与细胞的生长和分化相关。而不同的XTH基因有着显著的 表达差异和不同的调节模式，共同构成了整个XTH基因家族。
XTH 基因表达的影响因素