乙烯信号传导与叶片生长调节

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1、作物分子学课程论文学院：烟草学院姓名：王辉学号：11218003乙烯信号传导与叶片生长调节摘要：随着分子生物学研究的不断深入，分子生物学的研究手段在各种植物理论研究领域得到了越来越多的应用，并且取得重大的进展。乙烯是一种植物生长调节剂，一种气体激素，也是分子生物学研究植物生命活动的重要指标。乙烯作为植物生长发育调节中一种必须的成分，我们对于乙烯的研究不断取得新的进步。本文综述了乙烯在植物生长的信号传导和调节生长方面的研究领域的应用及取得成就，并对此以后的发展进行展望。关键词：乙烯；信号传导；生长调节植物激素乙烯的分子结构相当简单，但它却调节着植物生长

2、和发育的许多方面，包括种子萌发、根毛发育、植物开花、器官衰老与脱落、果实成熟、环境胁迫和病原反应等。在双子叶植物拟南芥中，通过对乙烯应答突变体进行遗传学及分子生物学的研究分析，现已确立了一条从膜上对乙烯的接受到核内的转录调控的线性乙烯信号转导途径，而对于单子叶植物乙烯信号传导机制却知之甚少。单子叶模式植物与双子叶模式植物在生长发育的许多方面存在许多不同，例如：水稻属半水生植物，它能通过各种适应性应答来适应缺氧环境，比如，表皮细胞的程序性死亡（programmedcelldeath，PCD）、通气组织的形成、不定根的生长以及节间伸长生长等，而乙烯在这种

3、低氧环境中起了主要作用。本文就此对乙烯信号传导途径、乙烯信号调节以及乙烯在植物中的应答等方面的研究进展进行综述。并对以后的发展趋势进行展望。1.乙烯的信号传导及其应用1.1乙烯的信号传导根据植物对乙烯的三重反应，拟南芥有另类突变体：一类乙烯不敏感型突变体，它对外源乙烯没有反应；另一类是组成的型突变体，它在没有外源乙烯时也有三重反应。拟南芥中从乙烯受体到细胞核喜好传导途径：乙烯经过与内质网受体ETR1结合之后，激活下游的MAPR（mitogen-activatedproteinkinase）级联途径，CTR1(constitutivetripleres

4、ponse)是MAPKKK(MAPKkinasekinase)的同系物。CTR1通过级联反应把信号传导到EIN2基因，EIN2基因编码的蛋白质有12个跨膜区，具有通道的作用。EIN2继而将信号传递到细胞核中，激活转录因子EIN3,EIN3是一个转录因子的家族，拟南芥中有给成员，EIN3二聚体与乙烯反应分子的启动子结合并诱导ERF1的表达，随后又调控其他乙烯反应基因的表达而引起细胞反应[1]。1.2乙烯信号传导的应用乙烯信号传导是植物生长发育过程中的一个重要的组成部分。而在各种植物生长发育过程的应用，一部分植物中已经得到证实，而有一部分还需要进一步研究

5、发现。薛璟祺等（2010）[2]研究表明乙烯对于月季花朵的不同器官使用，将会引起月季不同花器官的乙烯生成物和受体基因的表达的不同：月季切花经乙烯处理后，能够诱导花瓣、雌蕊和花托中内源乙烯的生成和Rh-ACS3、Rh-ETR3等基因的表达。高娟（2011）[3]等研究了外源乙烯对于牡丹CTR基因表达的影响，发现外源乙烯在牡丹花瓣中对PsCTR2和PsCTR3的表达有促进的作用,呈乙烯诱导型表达,而PsCTR1的表达仅在花朵开放后期受到外源乙烯的促进.张鲲等（2011）[4]通过对乙烯诱导下蜻蜓凤梨MAPK基因的克隆与序列分析表明乙烯信号转导和花发育的启

6、动在凤梨成株中被偶联在一起，而对在乙烯合成和信号传递中起重要作用的MAPK级联反应的深入研究有助于进一步探究凤梨乙烯催花的整个过程。王佳等（2011）[5]研究了水稻乙烯信号中一些组分的作用主要是通过反向遗传学的方法确定的，对于它们的信号传导机制我们才刚刚有所了解,进一步了解受体的丝氨酸/苏氨酸激酶活性以及反应接受器磷酸化的作用，将更有利于我们了解乙烯在调节植物生长、发育和应对环境胁迫中的作用机制。许玲等（2011）[6]研究了荆州黑麦NPR1同源基因ScNPR1的克隆和序列分析，其中乙烯处理下，ScNPR1的表达量很快上升，并且4h后达到最高峰，随

7、后表达量下降,这说明ScNPR1基因不仅是系统获得性抗性，也是诱导系统抗性抗病反应途径中重要的调控因子。徐刚等（2010）[7]等研究不同乙烯刺激剂量下的几丁质酶活性与几丁质酶蛋白含量的变化，发现低剂量的乙烯气体可能刺激有利于PR107、几丁质酶基因表达，可能胶乳中的几丁质酶也有一部分是以酶原的形式存在，乙烯刺激激活了酶原。乙烯作为一种调制植物生长的气体激素，对于植物的生长，从分子方面来说，我们所了解到的只是一个开端，更深层次的应用还需进一步的去发现。2.乙烯的叶片生长调节作用乙烯的生理作用是非常广泛的，它既有促进营养器官的生长，又能影响开花结实。促

8、进作用：促进解除休眠，地上部分和根的生长和分化，不定根的形成，叶片和果实的脱落，某些植物的花的诱导，两性花中