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1、糖与激素的关系学生:唐 瑭导师:梁建生2004.02.28糖作为信号分子在微生物中已经被广泛了解,最近又在动物和植物中被发现。糖在植物中的功能不仅是营养物质还是影响许多与最重要的过程有关的各种基因表达的信号化合物。这些基因包括编码与种子萌发、生根发芽、抽叶开花和老化等相关的蛋白的基因。葡萄糖以及其它糖类调控的基因表达表明这些营养分子还起着激素的作用。Preface:糖还调节在植物生长和发育中也被激素控制的许多重要的过程。拟南芥糖信号突变体的描述从相反方向说明糖对两种植物应激激素-脱落酸、乙烯的响应途径已经形成了一种信号网络。目前分子学分析已经直接证明,葡
2、萄糖可以控制abscisic酸的生物合成基因、ABA信号基因和抑制乙烯在种子发育期间光下作生长信号的部份基因的表达。本文正是从这几方面说明糖和激素信号途径之间有复杂广泛的联系。Sugar-signallingmutantsrevealthehormoneconnections对拟南芥糖信号突变体的遗传学和分子学分析发现糖和激素之间存在紧密的联系。这些突变体除了能改变糖响应,它们的表型还和ABA、乙烯生物合成突变体以及ABA、乙烯信号突变体的表型相似幻灯片7。例如,小叶,叶色暗绿的gin1突变体与组成型乙烯突变体(野生型植株用葡萄糖处理再用乙烯前体ACC处
3、理)。令人惊讶的是ctr1突变株在没有外源葡萄糖加入时叶子比野生型致密得多,这是由于ctr1突变株植物的细胞较小,因而其叶子、花序和根系统比野生型致密幻灯片8。还发现糖不敏感突变体gin1、gin5能诱导种子休眠,它的野生型表型正是ABA缺陷性突变体的特征。这些发现说明糖和ABA,糖和乙烯信号途径之间存在遗传学的联系。Fig.1.Arabidopsisglucose-insensitive(gin)mutants.Seedlingsweregrownon6%glucose–MurashigeandSkoog(MS)mediumfor4–5daysunde
4、rconstantlight.(a)Wildtype(WT).(b)Theglucoseinsensitivephenotypecanbemimickedbytreatmentwiththeethyleneprecursor1-aminocyclopropane-1-carboxylate(ACC).(c)Abscisicacid-deficientgin1(aba2)and(d)constitutiveethylene-signallinggin4(ctr1)mutantsdisplayasimilarglucose-insensitivephenot
5、ypeexceptforrootelongation.(e)Endogenousabscisicacidisrequiredfortheglucose-oversensitivephenotypeoftheethylene-insensitivemutantein2because(f)thegin1ein2doublemutantexhibitstheglucose-insensitivephenotype.Abbreviations:ABA,abscisicacid;bZIP,basicleucinezipperdomain;CPR5,constitu
6、tiveexpresserofPR;HXK1,hexokinase1;MCSU,mocosulfurase;SDR,short-chaindehydrogenase/reductase;SnRK,SNF1-relatedproteinkinase;ZEP1,zeaxanthinepoxidase.Mutantnames:aba,ABAdeficient;abi,ABAinsensitive;ein,ethyleneinsensitive;insensitive;sun,sucroseuncoupled.Genenamesandalternativepro
7、teinnamesarelisted.Fig.2.Growthretardationofginmutants.(a)Wildtype(WT),(b)abscisicacid-deficientgin1(aba2),(c)constitutiveethylene-signallinggin4(ctr1),(d)ethyleneinsensitiveein2,(e)gin1ein2doublemutant.Intheabsenceofexogenousglucose,differentginmutantsexhibitgrowthretardation.Th
8、eremightbeasignallingnetworkconnectingen