赤霉素的代谢途径及其受体GID1的功能研究进展.pdf

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1、研究报告RESEARCHREPORT文章编号：1005-2690（2017）04-0122-02中图分类号：Q946文献标志码：A赤霉素的代谢途径及其受体GID1的功能研究进展11,2,3,41,2,3,41,2,3,4齐蒙，李国瑞，黄凤兰，陈永胜*（1.内蒙古民族大学，内蒙古通辽028000；2.内蒙古自治区高校蓖麻产业工程技术研究中心，内蒙古通辽028000；3.内蒙古自治区蓖麻育种重点实验室，内蒙古通辽028000；4.内蒙古自治区蓖麻产业协同创新培育中心，内蒙古通辽028000）摘要：双萜类激素赤霉素（GA）在植

2、物发育的整个生命周期中都起调节作用。生理学和遗传学表明，活性赤霉素可促进植物发芽和生长，在一些物种中，诱导开花的同时调节花、果实和种子的发育。GA的分子机制包括赤霉素（GA）的代谢、转运、感知，及发出信号调节信号回路在赤霉素(GA）途径和其他途径之间控制植物生长和发育对植物内部和外部诱因作出响应。关键词：赤霉素；GID1；赤霉素代谢途径；分子机制1赤霉素的代谢途径有可能是通过转录重启程序机制。GA结合到GID1提生物化学对赤霉素在植物中生物合成途径和分解高了GID1与DELLA相互作用，加速降解DELLA渠道代谢已经很清

3、晰，并且在这个通路中的基因编码大多数的泛素化通路。特异性泛素连接酶E3复合体SCFS-酶已经被鉴定出来。虽然目前已发现的136种赤霉素类LY/GID2是用来补充从26S蛋白酶体多聚泛素化和降物质在植物体中只有少部分是具有生物活性的，赤霉素解的DELLA。研究展示了GA-GID1和GA-GID1-DEL-[7]可以影响植物光形态建成，和光信号一起调节植物组织LA复合体晶体结晶结构。没有GA结合时，N末端延长[1]（N-Ex）GID1一个多变的结构，对生化蛋白酶水处理高生长。赤霉素（GA）生物合成呈现出和GA响应位点紧密的联

4、系，活性赤霉素（GAs）在快速生长的组织中含量度敏感。GID1通过C端与GA结合，诱导构象的开关[2]N-Ex把GA结合体像容器的盖子盖上，将GA封闭在丰富，这个观点在GA缺失的突变体中得到证明。然而转运赤霉素（GA）的媒介表征活性赤霉素（GAs）在调节GID1内，同时形成疏水表面与DELLA结合。虽然DELLA赤霉素响应中也扮演了重要的角色。例如在谷物蛋白粉和GA间没有直接接触，但结合后会加固GA-GID1-中众所周知的赤霉素胚形成响应（也就是表现水解酶基DELLA复合体。[3]活性赤霉素是GID1构象的诱导物。DEL

5、LA与因在这个组织中）。在拟南芥中，GA4（一种重要的生物活性赤霉素）可以从莲座丛叶子转运到芽顶端中来促进GA-GID1结合会提高DELLA被F-box蛋白识别，与泛花的萌生。标记叶中的GA4测量GA4在分生组织顶端素蛋白E3和连接酶SCF形成复合体。[4]的含量水平。GA3-oxidase(GA3ox)是催化活性赤霉素通过表达GID1可以使DELLA失去活性，通过直（GA）产生的最后一步，研究GA3ox突变体显示活性接的交互作用没有蛋白降解。转译后修饰例如糖基化和GAs在雄蕊和花托中产生然后转运到花瓣促进拟南芥[8]磷

6、酸化同样会影响DELLA活性。[5]的生长。在发育的长角果中，活性GAs从胚乳中运输2.2GID1的分类及作用到母体组织中促进果实生长。在发芽的种子中，GA敏在最近的研究中表明，拟南芥中有3个赤霉素受感性基因对GA3ox基因的表达在不同的细胞中是不同体，分别为GID1a、GID1b和GID1c，不论在蛋白水解途的，这说明GAs需要被运输到到细胞间去调节基因表[9]径还是非蛋白水解途径中都有其特殊的功能。在蛋白[6]达。这对研究赤霉素运输和赤霉素代谢是十分重要的，水解GA信号途径中，GID1a在茎的伸长和繁殖力中起运输和调

7、整局部赤霉素（GA）水平对内部发育程序和环到最主要的作用，GID1c在茎的伸长起到次要作用，境因素作出响应。GID1b在繁殖力中起到次要作用[10]。在非蛋白水解途径2赤霉素受体中，GID1a在发芽和茎的伸长中起到最主要的作用，[11]2.1GID1的功能GID1b在繁殖力中起到最主要的作用。GID1b在茎的赤霉素GA信号可被赤霉素受体GID1（GAIN-伸长中起到次要作用，GID1a在繁殖力中起到次要作SENSITIVEDWARF1）感知到。GID1是一种可溶性蛋用。这些数据暗示GID1b和DELLA蛋白有更高的亲和[

8、3]白，定位在细胞质和细胞核中。DELLA蛋白是细胞核力，所以在泛素化降解蛋白中GID1b可能不会去影响转录的调节者，DELLA抑制GA信号和限制植物生长DELLA活性。作者简介：齐蒙（1990-），男，蒙古族，硕士，研究方向为农业生物技术。*通讯作者：陈永胜（1971-），博士，教授，硕士生导师，从事蓖麻分子育种研