油菜素甾醇类物质的生理作用及信号转导的研究

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1、油菜素留醇类物质的生理作用及信号转导的研究油菜素留醇(Brassinosteroids,BR)是最近几十年来新确认的梢物激素，被称为继生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯之后的第六大激素。油菜素甾醇为甾醇类激素，也是一类环戊烷多氢菲，但其与动物甾体类激素的作用机制不同，不经过细胞核内受体发挥作用，而是通过细胞膜表面受体传递信号。油菜素留醇最早巾MichelleT*1970年发现。他从油菜花粉中提取山了一种能促进梢物茎杆伸长和细胞分裂的高活性物质，将其称为油菜素(Brassins)。由于很低浓度的油菜素甾醇就可以强烈诱导生长和分化，并且通过进一步的对拟南芥(Arabidopsist

2、haliana、的分了遗传学研究，证明油菜素甾醇是一种植物激素。合成途径：BR的合成有一系列酶参与完成。与赤霉素和脱落酸的合成类似，油菜素留醇的合成也是萜类途径的一个分支。油菜素甾醇的合成开始于2个法尼醛二磷酸聚合形成C30的三萜三十碳六烯。三萜三十碳六烯经过一系列的闭环反应，形成五环的三萜前体环阿屯醇。油菜素出醇的合成前体为菜油⑺醇(Campesterol)、谷甾醇及胆固醇等，其来源于环阿屯醇。菜油留醇首先生成菜油留烷醇(campestanol),然后经过早期C_6氧化和后期C_6氧化2条途径，转化为栗木沼酮。两条途径在栗木沼酮处合并，继而转化成汕菜素内油菜素唾Brz(Brassi

3、nazole)是一种BR合成的特异性抑制剂，其抑制油菜素内酯合成途径中催化6-氧-菜油留烷醇生成卡它留酮的单氧酶CYP72B1DWF4的活性。IBRASSINOSTEROIDBIOSTOTHESI^Campesterol22o-Hydrox:ampesterol22arHydroxy-campest-4-en-3-one22arHydroxy-5c^campestan.3-onecampestaixol90C1/D190C1/D13-epi-6-Deoxo-catriasterone6-Deoxo-teasterone114.13112114.1311:D2(22R,23R)-22,

4、23-Dihvoroxv)ihylroxycampesterol(22R,23R)-22,23-Uihvdroxy-camrest-4-en-3-one3-Dehydro-6-deoxo-teasterone*O6-Deoxocathasterone85A1/26-Oxocampestanol►OCathasterone-7-Oxatedsteroxw6-Deoxo-typhasterol6-Deoxo-castasterone6ocrHydroxjcastasteroneTyphasteroly-I►Q—~85A2I—">57-Oxatyphasterol85A1/2—85A1/2

5、Castastenone85A2Brassinolide009056/16/11(c)KaneKisaLaboratoriesBR,是新型植物激素，在不同情况下对植物生长发育表现出特殊的调节作用，但因其性质不完全符合植物激素的严格定义，一般称之为植物激素类似物。生理作用：BR在植物的生长发育中有着重要的作用，与其他植物激素-•起参与调控植物发育的很多方面，包括茎叶的生长、根的生长、维管组织的分化、育性、种子萌发、顶端优势的维持、植物光形态建成等。另外，对于植物的对环境胁迫的防御中也有重要作用。油菜素内酯（BS）与根系的生长发育有关系，它在很低浓度水平下能表现出强的生活性。有实验表明在

6、黄化水稻幼苗第二叶片弯曲实验中，油菜素内酯在0.005mg/L时即可产生明显的倾斜效应。而生长素、赤霉素虽也有此反应，但一般在较高浓度卜才表现出倾斜效应。与传统的五人类植物激素相比，其作用机理独特、生理效应广泛、生理活性极高，但用量仅是五大类激素的千分之一。BS和BR可以促进胚芽鞘的生长提取的BS与合成的BR均能促进植物胚芽鞘的仲长，且生理活性相似。以下是BS和BR对水稻胚芽鞘伸长的作用''需复处理'、1iii23iiX对照0.600.550.650.600.601■tooBS(lOng/ml)!.501.43擊1*421.28h4l1235.4BR(I0ng/ml)1.601.3

7、01.401.401.43!111248.3BR可提高幼苗光合速率以玉米幼苗为例，epihomoBR浸种后，玉米品种铁单10号幼苗根力活力、根干重、叶面积、地上部干重、充实度、叶绿素a含量、光合速率、玉米素含量均有提高；叶鞘主脉出维管束细胞径向增大，细胞壁增厚，同时维管束变大。实验表明，经BR浸种处理，除了能增加光合面积外，还能显著提高光合速率，这充分说明BR能有效提高苗期光合作用，为培育壮两，增加秧苗干物质的积累创造存利条件。BR浸种后推断其提高光合速率