(精选)现代生命科学导论.doc

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1、油菜素内酯油菜素内酯又称芸基素内酯，是一种天然植物激素，广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等器官中。由于其生理活性大大超过现有的五神激素，己被国际上誉为第六激素。属新型广谱植物生长调节剂。植物生理学家认为，它能充分激发植物内在潜能，促进作物生长和增加作物产量，提高作物的耐冷性，提高作物的抗病、抗盐能力，使作物的耐逆性增强，可减轻除草剂对作物的药害。(1970年，美国学者J.W.米切尔从油菜花粉中分离出一种具有极强生理活性的物质，定名为油菜素，当这一成果发表后曾遭到异议。后来,美国农业部的研究人员用了10年时间，从225公斤油菜花粉中提取出

2、10亳克样品。1979年格罗夫鉴定了它的分了的立体构型并定名为汕菜素内酯。现在，科学家们已逐步认可它是继生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯之后的第六大类植物激素。)基本资料油菜素内酯中文通用名称：24一表芸苔素内酯英文通用名称：24一Epibrassinolide化学名称：(22R,23R,24R)-2a,3a,22,23-四羟基-B-高・7-氧杂.5a.麦角其他名称：油菜素内酯化学分子式：C28H46O6性状：白色晶体粉末，MP,255-2580C(EtoAc)D21+32毒性：本剂为低毒作物生长调节剂作用油菜素内酯几十年来，已经

3、对油菜素内酯的作用机理和作用效果进行了较充分地研究，焦点主要集中在促进植物的伸长生长方面。汕菜素内酯促进伸长的效果非常显著，其作用浓度要比生长素低好儿个数量级。其作用机理与生长素相似，YoPP等(1981)发现BR与生长素有正协同作用。通过促进细胞膜系统质子泵对狙离了的泉出，导致自由空间酸化，使细胞壁松弛从而促进生长。同时,油菜素内酯还能抑制生长素氧化酶的活性，提高植物内源生长素的含量，所以，当油菜素内酯与生长素同时使用时，有明显的加成效果。另外，油菜素内酯还能调节与生长有关的某些蛋白质的合成与代谢，实现对生长的控制(油菜素内酯类物质主要

4、分布在植物伸长生长旺盛的部位)。另外，油菜素内酯还能调节植物体内营养物质的分配，使处理部位以下的部分干重明显增加，而上部干重减少，植物的物质总量保持不变。油菜素内酯也能影响核酸类物质的代谢,还能延缓植物离体细胞的衰老。目前，在各种作物中已经发现40多种油菜素内酯化合物，它们总称为汕菜素内酯类化合物(简称BRs)o,它们广泛分布于不同科属的植物及植物的不同器官中。其中含量较高、活性较强的是一种叫油菜素督酮。油菜素箭酮是油菜素内酯企成的前体，施用效果与油菜素内酯相同。在作物上应用的BRs,主要有油菜素内脂(BR)、表油菜素内酯(epiBR)o

5、八十年代初，人工合成汕菜素内酯及其类似物获得成功。国际更为通行的称呼是汕菜素常醇(Brassinosteroid)《发育细胞》：植物器官大小受KLU基因调控每种植物的器官大小是一•定的，它受基因的调控。植物生长包括细胞分裂和细胞延伸两个连续的过程。发表在12月4日的《发育细胞XDevelopmentalCell)上的一项最新研究，发现了一利新的控制植物器官大小的胞间信号途径，其作用机制可能类似动物中发现的可移动生长因子。德国弗莱堡大学的研究人员对大量化学诱变得到的拟南芥突变株进行研究，发现KLU基因的功能缺失会导致器官变小，而其过量表达导

6、致器官过大。对该基因进行克隆测序和结构推断，表明它是细胞色素P450M化酶系，它通过控制细胞分裂的时间而控制生长。mRNA原位杂交和空间特异的基因表达等实验表明KLU的表达位点和作用位点不同，能够在一定距离内发挥作用，说明其作用涉及胞间信号传递。而融合蛋白实验表明KLU本身并不具移动性，它的作用可能通过位于其下游的某种可移动生长因子来实现。通过对KLU基因的转录谱分析和双突变分析发现，KLU基因的作用与已知植物激素和其它调控植物生长的己知基因的作用不同，因此它可能通过某种新的未知可移动生长因子起作用。可能的原因是，依赖KLU的生长因子分泌

7、速度小于细胞增长速度，导致其作用随生长过程稀释，从而在一定大小时失去作用导致细胞分裂停止。在果蝇内已经发现此类可移动生长因子，可能动物和植物采用相同的策略控制大小。扩展；科学彖鉴定出调节植物器官大小基因植物器官大小是重要的产量性状，器官大小不仅受环境影响，而且受到严格的遗传调控。到目前为止，对器官大小调控机制的认识甚少。中科院遗传与发育生物学研究所李云海研究组此前的研究鉴定出一个种子和器官大小的调控基因DA1,它编码•一个泛素受体。本研究在dal.l突变体背景下进行诱变，筛选得到了一个dal-1的增强子(eod8-l)。eod8-1的突变

8、发生在MED25基因中。MED25基因编码中介复合体(Mediatorcomplex)亚基25。中介复合体是转录因子和RNA聚合酶II相互作用的桥梁，介导基因的转录调控。MED25基因的突变导