JAZ蛋白参与小麦和拟南芥种子萌发的分子机制

发布时间：2021-10-18 06:53

　　适时的种子休眠和萌发对植物适应各种环境极为重要。谷物（如小麦、水稻、玉米和大麦）种子的休眠缺陷会导致种子在收获前的高温潮湿天气下提前穗发芽（PHS,pre-harvest sprouting）,严重影响产量和质量;另一方面,促进作物种子萌发对于播种和随后的发芽后生长至关重要。因此,对作物种子萌发与休眠进行研究对农业生产具有重要意义。许多植物激素参与调节种子的萌发,其中脱落酸（ABA）是影响种子萌发与休眠的最重要激素之一。种子中ABA含量的升高能够促进种子休眠,同时ABA合成以及ABA信号通路的激活也会抑制种子萌发。另外,研究发现:许多植物激素通过与ABA的互作参与调节种子萌发。茉莉酸（JA）是另外一种具有多重生物学功能的植物激素,能够通过与其他激素互作而参与调节植物生长发育以及非生物胁迫应答等许多生物学过程,但JA是否参与种子萌发以及以何种方式参与种子萌发的调节,尚不清楚。JAZ（Jasmonate ZIM-domain protein）蛋白作为JA信号应答途径中的关键调控因子,在植物的生长发育以及逆境胁迫中发挥着重要的作用。本课题从JAZ蛋白家族功能的研究为切入点,较深入地研究了JA... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

ABA生物合成与降解途径(Maetal.,2018)

第一章文献综述5图1-2ABA信号转导模式图(Zhaietal.,2017)Fig.1-2ABAsignalingpathways(Zhaietal.,2017)1.3.3.2ABA信号通路中的重要组分ABA信号通路中有许多重要的组分，主要包括以下几类：1.ABA受体2009年，有两个科研团队分别发现了ABA受体，并将它命名为：PYR/PYL/RCAR。PYR/PYL/RCAR受体都含有疏水的配体结合口袋属于START蛋白，包含START结构域。在拟南芥中PYR/PYL/RCAR有14个家族成员(Hubbardetal.,2010;Raghavendraetal.,2010)，它们的氨基酸序列是高度保守的。这两组科研团队是分别通过不同的方法发现ABA受体PYR/PYL/RCAR的。其中，一组研究人员筛选到了对Pyrabactin（ABA激动剂）不敏感的突变体pyrl(Parketal.,2009)。而另一组研究人员用酵母双杂交的方法筛选到了与PP2C家族成员ABI2互作的蛋白RCAR1/PYL9(Maetal.,2009)。他们发现PYR/PYL/RCAR通过与PP2C互作负向调节PP2C家族成员ABI1以及ABI2的活性，进而正向调节SnRK2的激酶活性(Fujii&Zhu,2009;Umezawaetal.,2009)。2.PP2C家族Koornneef等发现，拟南芥中第一个ABA响应位点是ABI1-ABI3（Koornneefetal.,1984）。其中，ABI1基因最先被克隆出来(Leungetal.,1994;Meyeretal.,1994)。ABI2随后被克隆出来，并且发生ABI2与ABI1有很高的同源性。ABI1，ABI2都是ABA信号转导途径中的负向调节因子，在突变体abi1-1以及abi2-1中，当存在ABA时，由于PYR/PYL/RCAR受体不能够与ABI1、ABI2互作，进而不能够激活ABA通路(Maetal.,2009;Miyazonoetal.,2009;Parketal.,2009)。PP2CA家族总共有9个成员，其中ABI1、ABI2都属于PP2CA家族的成员

西北农林科技大学博士学位论文12图1-3茉莉酸生物合成途径(Zhaietal.2017)Fig.1-3Thebiosynthesispathwayofjasmonate(Zhaietal.2017)1.4.1.2JA合成过程中的关键酶1.脂肪酸脱氢酶(FAD)亚油酸(18:2)在脂肪酸脱氢酶(FAD,fattyaciddesaturase)的催化作用下反应生成茉莉酸合成前体α-亚麻酸(18:3)。在拟南芥中人们发现有三个脂肪酸脱氢酶，分别是FAD3、FAD7以及FAD8。拟南芥突变体fad3fad7fad8，由于JA合成前体α-亚麻酸(18:3)不能够合成，最终导致茉莉酸合成缺失(McConn&Browse,1996)。此外，fad3fad7fad8表现出雄性不育的表型，外源喷施JA能够恢复表型，这也说明了JA对于植物育性发育具有非常重要的作用(McConnetal.,1997)。在番茄中，人们发现Spr2(suppressorofprosystemin-mediatedresponses2)基因与拟南芥中的FAD7高度同源，编码脂肪酸脱氢酶。番茄突变体spr2即使受到机械损伤后，茉莉酸也不能够合成。但是，spr2突变体的育性却没有受到影响(Lietal.,2003)。由此可见，茉莉酸在不同的植物中发挥的作用不完全相同。2.磷脂酶A1茉莉酸的合成起始于茉莉酸合成前体α-亚麻酸(18:3)在磷脂酶A1(PLA1,phospholipaseA1)的催化作用下从叶绿体膜上释放。DAD1(DEFECTIVEINANTHERDEHISCENCE)编码PLA1，能够在叶绿体膜甘油酯sn1的位置释放JA合成前体(Ishiguro

【参考文献】：
期刊论文
[1]The dioxygenase GIM2 functions in seed germination by altering gibberellin production in Arabidopsis[J]. Wei Xiong,Tiantian Ye,Xuan Yao,Xiong Liu,Sheng Ma,Xi Chen,Ming-Luan Chen,Yu-Qi Feng,Yan Wu.  Journal of Integrative Plant Biology. 2018(04)
[2]Cloning, expression and characterization of COI1 gene（AsCOI1） from Aquilaria sinensis（Lour.）Gilg[J]. Yongcui Liao,Jianhe Wei,Yanhong Xu,Zheng Zhang.  Acta Pharmaceutica Sinica B. 2015(05)
[3]水稻种子穗上发芽的生理学初步研究[J]. 刘百龙,王威豪,韦善富,冯锐,石瑜敏.  种子. 2013(01)
[4]杂交水稻种子特征特性研究[J]. 涂娥英,肖层林.  杂交水稻. 1995(03)



本文编号：3442436