乙烯信号转导研究概述
2018-01-17石祥鹏吴祥瑶
石祥鹏 吴祥瑶
摘要:本文综述了乙烯信号转导途径中的关键组分,其中包括负调控组分CTR1、核心转录因子EIN3/EIL1,以及乙烯与其他因素的相互作用,并对今后有待解决的问题和研究方向进行了展望。
关键词:乙烯;信号转导;负调控;核心转录因子
乙烯在植物的生长发育中有重要的作用。因此,本文对乙烯信號转导途径中的关键组分进行了概述,并对今后有待解决的问题和研究方向进行了展望。
1 乙烯信号转导途径中的关键组分
1.1 负调控组分CTR1
CTR1蛋白具有丝/苏蛋白激酶活性,缺失CTR1N端并没有提高激酶活性,表明在体外其N端并不具备自主抑制激酶活性的功能,激酶活性丧失的ctr1突变体具有组成型的乙烯反应表型,表明激酶活性为CTR1功能所必需。遗传上位分析表明CTR1位于ETR1的下游,CTR1因与受体ETR1等相互作用而定位于内质网。当乙烯存在时,乙烯与受体感受器结合,导致受体-CTR1复合体失活,CTR1对下游信号组分的抑制被解除,从而引发乙烯反应;当没有乙烯或乙烯含量很低时,受体-CTR1复合体处于激活状态,抑制了下游组分的功能,从而不发生乙烯反应。
1.2 核心转录因子EIN3/EIL1
乙烯信号转导的下游事件是在细胞核内发生的基因转录调控,由植物所特有的核蛋白EIN3/EIL1所介导。研究表明EIN3在乙烯信号途径中处于EIN2的下游,ein3功能缺失突变体表现乙烯部分不敏感,说明EIN3是一个乙烯反应的正调节因子。EIN3属于EIL转录因子家族,拟南芥中有5个EIN3类似蛋白EILs(EIN3-like proteins),分别为EIL1,EIL2,EIL3,EIL4和EIL5,其中EIL1与EIN3的相似度最高。EIN3/EIL1可以激活很多靶基因,涉及到诸如乙烯反应、光形态建成、根的发育等生物学过程,
2 乙烯与其他因素的相互作用
研究表明,乙烯不仅与其他激素存在着相互拮抗或协同的效应,还与病原物、光、糖、盐胁迫等生物因素或非生物因素存在着相互拮抗或协同的效应。EIN3/EIL1作为核心转录因子启动了下游的乙烯应答转录级联反应,同时也是乙烯通路与其他因素通路进行“cross tall”的枢纽提示,可以通过EIN3/EIL1来探究各种因素对植物生长发育的调控网络,为育种工作者们培育更加优质高产的作物提供研究的基础。
3 总结与展望
乙烯信号转导通路的保守的途径虽然已为人们所熟知,但有些生化机制仍不清楚EIN3/EIL1作为乙烯信号转导通路与其他通路交流的节点,为人们进一步探究植物体内外的各种因素对其生长发育的调控提供了新的方向。
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