油菜素内酯对植物根发育调控机制研究进展

发布时间：2021-12-31 15:31

　　大量研究表明,油菜素内酯（brassinosteroid, BR）在调控植物根发育过程中具有重要作用。本研究对BR在植物根发育过程中调控作用的研究进展进行了综述。阐述了BR特异的生物合成途径及其关键合成酶基因DWF4、CPD、DET2、CYP85A1、DAS5和转录因子Dof在根发育中的调控机制;BR对根尖干细胞生态位、分生组织区、细胞伸长区、过渡伸长区及分化区连续发育的调控机制;并归纳总结出BR与生长素（Auxin）、脱落酸（abscisic acid, ABA）、乙烯（Ethylene）、茉莉酸（jasmonate acid, JA）等植物激素间调控根器官发育的互作方式,对阐明BR对植物根发育的调控机理具有重要意义。 

【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(04)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

油菜素内酯的生物合成途径(Zhao and Li,2012)

侧根及根毛的形成，可增加根表面积及对周围土壤环境中营养成分的有效吸收率。根毛是分化区表皮毛细胞形成的薄管状结构。BR活性增强时，激活H细胞与N细胞中转录因子WER(WEREWOLF)并抑制BIN2激酶活性，降低转录因子EGL3(EN-HANCER OF GLABRA3)和TTG1(TRANSPARENT TESTA GLABRA1)的磷酸化抑制，形成WER-EG-L3-TTG1和WER-GL3-TTG1复合物并被激活，进一步调控胞内富含亮氨酸拉链结构的转录因子GL2(GLABRA2)基因表达，促进N细胞内转录因子CPC(CAPRICE)积累，CPC转移至临近H细胞中抑制WER和GL2表达并促进受体激酶SCM(SCRAM-BLED)积累，SCM抑制WER的活性从而抑制H细胞中GL2的表达并诱发根毛形成。当不存在BR信号时，WER表达较少并活化BIN2，活化后的BIN2使两类细胞中EGL3和TTG1磷酸化，使EGL3从H细胞向N细胞转移，使WER-EGL3/GL3-TTG1复合物的形成和活性降低，抑制GL2的形成(Cheng et al.,2014)(图2B)。侧根形成多数在于多种激素信号互作。拟南芥根中，葡萄糖可通过BR作用增加生长素在根中运输(Gupta et al.,2015)，其中高活性BR可诱导生长素阻遏基因负调控生长素信号，抑制侧根形成。而低活性BR则通过调节生长素运输，促进侧根的形成(Kim et al.,2006)。这意味着，生长素调控侧根的形成与根中BR浓度的大小存在相关性。由此揭示，植物激素互作在根发育中的重要性。近期研究发现，BRS1为BRI1抑制因子，该基因通过编码丝氨酸羧肽酶调控拟南芥侧根原基突破内皮、皮质和表皮；同时BRS1在根内皮层中表达，积累于侧根原基圆顶周围细胞中，调控植物侧根发生(Deng et al.,2017)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]油菜素内酯对水稻根系发育的调控作用[J]. 赵雪松,王倩,闫青地,赵亚林,王凤茹,董金皋.  中国细胞生物学学报. 2016(10)
[2]植物激素调控侧根发育的生理机制[J]. 邢国芳,冯万军,牛旭龙,张春来,马金虎,郭平毅.  植物生理学报. 2015(12)
[3]油菜素内酯合成酶基因DAS5促进杨树生长及提高抗旱性的作用[J]. 王沛雅,周剑平,王治业,张军,强维亚,杨涛,郭琪,杨晖.  植物学报. 2014(04)

硕士论文
[1]超量表达AtDWF4基因对芥菜生长发育及抗寒性的影响[D]. 兰彩耘.西南大学 2016



本文编号：3560509