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植物激素信号传导途径研究进展_温小杰

发布时间:2025-05-17 19:55:29来源:

植物激素在调控植物生长发育过程中起着至关重要的作用。这些微量有机分子能够调节植物从种子萌发到开花结果的每一个阶段。近年来,随着分子生物学技术的发展,科学家们对植物激素信号传导机制的研究取得了显著的进展。

赤霉素(Gibberellins, GAs)是一类促进细胞伸长和种子萌发的重要植物激素。研究表明,赤霉素信号通过其受体GID1与转录因子DELLA蛋白结合,导致DELLA蛋白降解,从而激活下游基因表达。这一过程不仅控制了植物的生长高度,还影响了开花时间及抗逆性等多个方面。

生长素(Auxin)是另一种关键性的植物激素,在顶端优势维持、向光性和根系形态建成中发挥重要作用。生长素信号传递主要依赖于TIR1/AFB家族成员作为E3泛素连接酶识别并介导 Aux/IAA 转录抑制子的降解,进而解除对ARF转录因子活性的抑制。

细胞分裂素(Cytokinins)则参与调控细胞分裂与分化、营养状况感知以及衰老过程等重要生理功能。它们通过双组分系统(Two-component system)完成信号转导,即由His kinase接收外界刺激后激活相应的Response Regulator来执行特定的生物反应。

脱落酸(Abscisic Acid, ABA)是一种应激响应型激素,在干旱胁迫下诱导气孔关闭以减少水分流失方面表现尤为突出。ABA信号通路涉及多个正负调控元件之间的复杂交互网络,其中包括PYR/PYL/RCAR家族受体与PP2C磷酸酶相互作用,以及SnRK2激酶激活等一系列步骤。

乙烯(Ethylene)作为一种气体形式存在的植物激素,广泛参与到果实成熟、器官脱落及防御反应等多种生命活动中。乙烯信号通过ETR1/EIN2/EIN3/EIL1等核心组分构成的级联放大机制实现精确调控。

茉莉酸甲酯(Jasmonates, JAs)及其衍生物在昆虫侵害或病原菌感染时迅速响应,并通过COI1-JAZ复合体介导的信号途径诱导防御相关基因的表达。此外,油菜素内酯(Brassinosteroids, BRs)也被证实具有促进光合作用效率、增强机械强度及提高耐盐碱能力等功能。

综上所述,植物激素信号传导途径构成了一个庞大而精密的调控体系,各组分之间相互协作又彼此制约,共同维系着植物体内环境的稳定和谐。未来研究将进一步揭示更多未知环节,并为作物改良提供理论依据和技术支持。

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