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1、南方农业学报2011,42(10):1206—1211JournalofSouthernA鲥culturehttp://www.nfnyxb.conl植物膨大素的研究进展张娟,覃芳,何龙飞’,李创珍,韦善清(广西大学农学院,南宁530005)摘要:膨大素是一种能促进细胞壁膨胀,对植物生长发育具有重要作用的广谱蛋白质。它是一个庞大的基因大家族,目前已发现的膨大素被分为d、B、1和8四个亚家族。膨大素的功能广泛,除了具有诱导细胞壁松弛和扩展、促进细胞生长的功能外.还在叶片生长、花发育、果实成熟、种子萌发、根系生长、块茎膨大等方面发挥重要作用
2、。文章综述了膨大素的基因家族、蛋白结构、功能、作用机制等,并指出了存在问题和发展方向,为植物膨大素的研究和利用提供参考。关键词:膨大素;基因家族;生理功能;作用机制;研究进展中图分类号:s482.891文献标志码:A文章编号:2095—1191(2011)10-1206—06Researchprogress0ntheroleandphysiologicalfunctions0fexPansiasinplants●一ZHANGJuan,QINFang,HELong-fei。,LIChuang-zhen,WEIShan-qing(Agric
3、ulturalCollege,GuangxiUniversity,Nanning530005,China)Abstract:ExpansiniSakindofproteinswhichcanpromotecellwallexpansionandhavemuhifunctionsonthegrowthofplants.Itisahugefamilyofgenes.Ithasbeendiscoveredthatexpansinscanbedividedinto0【,B,1and8sub—family.Expansingenes,protei
4、nsequencesandactionmechanismhavebeenclonedandanalyzed.Expansinshavemanyfunctions.Besidesstimulatingcellwallrelaxationandexpansion,promotingcellgrowth,expansinshaveimportanteffectonthegrowthofleaves,flowerdevelopment,fruitripening,seedgermination,rootgrowth,tuberexpansion
5、,etc.Thepresentpaperreviewsthegenefamily,proteinstructure,functions,mechanismofexpansinactionanditsinvolvementinvariouscellularandmetabolicfunetions.Keywords:expansin;genefamily;physiologicalfunction;mechanism;researchprogressO引吾膨大素(Expansin)是一种能促进细胞壁膨胀,对植物的生长具有广泛有效性的蛋白质
6、(Leeeta1.,2001),由于能诱导分离的细胞壁松弛和伸展,因此被命名为膨大素,又称为膨胀素(陈爱国和陈进红,2003)、扩张蛋白(李连朝和王学臣,1998)、扩展素(汪开冶,2001)。Cosgrove(2000a)推测膨大素普遍存在于双子叶和单子叶植物中。近年来,膨大素家族的成员不断被发现分散存在于不同的植物谱系中,目前在水稻中已发现了80个膨大素基因,拟南芥中发现了39个膨大素基因,在其他植物如番茄、大麦、小麦、玉米、大豆等也有发现。其中13-expansin在禾本科中发现最多,在水稻中已发现了18个13一expansin,
7、而拟南芥中只发现了6个(Samlc,edroandCosgrove,2005o但目前较多膨大素基因的表达和功能尚不清楚,本文通过对植物膨大素基因家族、蛋白结构、功能、作用机制等方面进行综述,并提出问题和发展方向,旨在为植物膨大素的研究和利用提供参考。1膨大素基因家族及其蛋白特性膨大素基因家族划分为仅、13、卧6四个亚家族。d—expansin的分子量约25kDa,氨基酸序列同源性达70%~90%,高度保守;B—expansin的分子量约29kDa,氨基酸序列变化较大,0t—expansin和0一expansin的同源性约为20%一25%
8、(Shcherbaneta1.,1995)。ke和Choi(2001)对拟南芥和水稻基因组结构及氨基酸序列进行分析,发现0【一expansin和fl-expansin有同样保守的内含子和外显子区域,表明两者
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