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光敏色素互作因子(PIFs)对植物生长发育的调控 总被引：1，自引：0，他引：1
光敏色素相互作用因子(PIFs)属于拟南芥bHLH转录因子家族的第15亚族,是光信号响应过程中的关键负调控因子。光激活的光敏色素通过促进PIFs蛋白降解,直接或间接抑制它们与DNA的结合,从而实现光对植物生长发育的调控。研究发现PIFs在调控种子萌发、幼苗形态建成、避荫反应、昼夜节律以及各种植物激素响应过程中起着重要作用。此外,PIFs作为细胞信号传导的"枢纽"具有更为广泛的作用,能够整合不同信号,精细调控整个转录网络。 相似文献
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《中国农业科技导报》2018,(11)
正植物响应光和生物钟节律双重信号的重要分子机理太阳光不仅是植物生长发育的重要能源来源,还参与调控植物的形态建成,是植物生长发育最重要也是最基本的生长信号之一。在黑暗和光照条件下,植物分别进行暗形态建成和光形态建成。COP1和PIF是幼苗光形态建成中两类重要的负调控因子,使植物在黑暗条件下表现为暗形态建成。生物节律在植物的光形态建成中也起到了非常重要的作用,其中PIF4为生物节律中非常重要的转录因子之一。 相似文献
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光敏色素作用因子(PIFs)在植物生长发育和信号调控中发挥枢纽作用。为构建拟南芥PIFs转录因子PIF3的过表达载体,以蘸花法转化拟南芥,筛选获得过表达纯合株系,结合PIF3的突变体材料,对PIF3的节水抗旱功能进行分析。通过节水抗旱表型观察、离体叶片失水率测定、扫描电镜分析气孔等试验,发现拟南芥PIFs转录因子PIF3通过调节气孔开闭影响蒸腾,具有节水抗旱的功能。 相似文献
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双子叶植物的下胚轴和单子叶植物的中胚轴的生长模式是暗形态建成和光形态建成的重要标志性发育事件,黑暗促进其延伸,而光照则抑制其生长。拟南芥下胚轴的形态建成受光信号通路与植物激素途径中许多重要基因的调控,这些基因在农作物中的同源基因,往往也与许多重要的农艺性状有关。基于此,以玉米的中胚轴在暗形态建成中的长度作为表型标记,从EMS突变体库中(包含6 150份郑58背景株系和2 340份B73背景株系)筛选获得96株中胚轴长度异常的突变体。进一步对其中两个突变体进行了初步分析,发现这两个突变体在BR信号途径发生缺陷。玉米暗形态建成突变体的获得将不仅有助于解析玉米对光信号的应答,而且有助于揭示光信号通路与其他信号途径的互作。 相似文献
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光对园艺植物花青素生物合成的调控作用 总被引：2，自引：0，他引：2
花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号（光强、光质、光照时长）对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境（光强、光质、光照时长）主要通过不同的光受体（UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs）影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR858影响花青素的生物合成;另外,一些未知的光响应因子可能以不依赖MBW通路的方式直接或间接地调控花青素合成基因和液泡膜上的运转蛋白,改变液泡酸化,调节花青素的合成。同时,光信号会影响光合电子传递,光合电子传递链中的一些因子也会通过依赖和不依赖MBW的途径影响植物花青素的合成。这些途径如何协调以及哪些信号因子优先受光环境（光强、光质、光照时间）调控?本文为深入研究光信号对花青素生物合成的调控机理提供参考,以探索光调控花青素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程、代谢工程和光环境调控手段改良园艺植物花青素积累提供理论基础。 相似文献
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植物避荫反应是指细胞内各种形式的光信号受体相互作用,在感受到植物被遮荫后引起茎秆伸长的反应.首先介绍了树冠遮荫造成的光环境及其光信号受体,红光(680 nm)/远红光(730 nm)量子比率R:FR,是植物避荫反应中重要的信号分子;植物避荫反应的光受体有光敏色素、隐花色素、向光素和UVR8蛋白,介绍了它们在光信号感受中的不同作用目标和生物功能;重点讨论了光敏色素相互作用因子(Phytochrome Interacting Factors,PIFs)和光敏色素、植物激素的相互作用及其调控植物避荫反应的分子机制;并介绍组成型光形态建成1 (constitutive photomorphogenesis 1,COP1)蛋白在避荫反应调控中的作用;最后对夜晚和光斑环境下的植物避荫反应调控机制作了简要概述. 相似文献
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考察了拟南芥野生型、hy5、pif4及hy5pif4双突变体在22℃和30℃培养下的下胚轴伸长表型;利用q RT-PCR监测PIF4基因在野生型和hy5突变体30℃处理后持续多个时间点的动态表达。结果表明,HY5通过抑制下游基因PIF4调控高温诱导的下胚轴伸长。PIF4::GUS启动子融合报告基因株系的染色结果表明,高温对PIF4转录水平的诱导主要发生在子叶而不是下胚轴。通过q RT-PCR检测PIF4同源基因PIF5,生长素合成基因YUC2、YUC3、YUC8和生长素反应基因IAA29在野生型和hy5突变体的动态表达,HY5通过调控PIF4介导的生长素通路来控制拟南芥下胚轴的伸长反应。 相似文献
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COP9信号复合体( Constitutively photomorphogennic sig-nalosome, CSN)是一种在黑暗条件下抑制光形态建成的调节蛋白[1] ,1992年在研究调控拟南芥的光形态建成的转录因子时被发现,突变体拟南芥在黑暗条件下,子叶展开,下胚轴缩短,这一表型与野生型拟南芥在光照下幼苗生长的形态一致.CSN是一种高度保守的多亚基蛋白质复合体,调控动物、植物的生命活动,如生长、分化、繁殖.CSN主要参与调节泛 素-蛋 白 酶 体 通 路 ( Ubiquitin proteasome system, UPS) [2] ,UPS是蛋白质高效特异性降解的主要途径,目标蛋白被泛素三酶级联反应,靶蛋白进行泛素化修饰后,由26S蛋白酶体催化蛋白质降解[3]. 相似文献
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在植物个体发育过程中,维管组织形态建成受多种外源及內源因子的共同影响。研究表明:植物激素、CLE
短肽信号分子、多种转录因子、热精胺、NO 等均在维管组织形态建成中发挥重要调控作用。AUX、CTK、ET、BRs、
GA 等共同参与调节原形成层与形成层细胞的增殖和分化;CLE 短肽信号分子可促进(原)形成层细胞增殖并抑制
木质部分化;HD-ZIP Ⅲ基因家族,KAN、NAC、MYB 转录因子及木质形成素与木质部、韧皮部的布局排列及发育相
关;热精胺与NO 影响着木质部细胞的分化。多种调节因子相互关联构建形成复杂的调控网络,作用于植物维管组
织的形态建成过程。 相似文献
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植物转录因子NAP（NAC-Like,Activated by AP3/PI）是近年来发现的一类与调控植物生长发育、控制叶片衰老以及响应外界环境胁迫等功能有关的转录因子,是NAC（NAM、ATAF1/2和CUC2）家族中的一个重要成员,也是一类植物特有的转录因子。转录因子NAP在结构上具有NAC家族的保守结构,即在N端具有保守的NAC区以及在C末端具有相对多样性的TAR区,但也有不同于其它NAC亚家族的一些特点,如其TAR区也有一定的保守性等;同时,NAP亚家族的基因表达产物主要集中在细胞核中,表明转录因子NAP是一个核蛋白;再者转录因子NAP的基因主要包括3个外显子和2个内含子。自从第一个转录因子NAP于1998年由Robert等在拟南芥中对控制花发育的AP3/PI的靶基因进行研究时发现以来,目前已在水稻、小麦、大豆、棉花、竹子、葡萄、番红花等植物中相继发现,表明NAP是存在于植物界中的一个特有的转录因子。转录因子NAP具有多种生物学功能,广泛参与植物种子、根、花等的生长发育,对植物生长发育过程起着重要的调节作用;与此同时,转录因子NAP也在叶片凋亡过程中起着举足轻重的作用,对叶片在衰老过程中涉及到的大分子物质的降解以及营养物质的再分配等过程起着重要的调控作用;而且,转录因子NAP对包括干旱、盐渍、冷害等外界环境胁迫有一定的响应,是一类参与调控植物体内各种生理反应的关键因子;同时,转录因子NAP也与植物尤其是农作物的品质有密切的关系,这也为农作物育种提供了一种新的思路和方法。最新研究表明,NAP主要受脱落酸和乙烯调控,已发现一个定位在高尔基体的PP2C家族中的成员SAG113为转录因子NAP的一个直接的靶基因,而且发现SAG113在控制气孔运动方面尤其是在衰老叶片中可能是ABA调控中的一个负调控元件,通过酵母杂交试验以及电泳迁移率变动分析技术得出转录因子NAP受到ABA的调控并直接与其靶基因SAG113启动子区域的一个特定的区域进行专一性的结合,即在衰老叶片中转录因子NAP通过ABA-NAP-SAG113 PP2C调节链提高其靶基因SAG113的表达,以及通过促进气孔开放从而导致水分丧失和通过足够的氧气进入到组织中使得乙烯释放进而使呼吸作用加快等加速叶片衰老的信号这一调控机制。文章主要对NAP转录因子的结构特点、生物学功能以及调控机制等方面在植物中的研究现况进行较为详细的阐述,以期为后续研究提供一定的参考。 相似文献
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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。 相似文献