chapter7-2014

1、植物的生长发育植物的生长发育孙越孙越2014.11名词名词:生长生长 ( growth): 发育（发育（development):分化分化 （differentiation):形态建成形态建成 （morphogenesis):植物与环境植物与环境水份水份光光温度温度微生物微生物盐盐风风二氧化碳二氧化碳重力重力植物的生长发育植物的生长发育v细胞信号转导细胞信号转导v植物生长物质植物生长物质v光形态建成光形态建成v植物生长生理植物生长生理v植物的生殖生理植物的生殖生理v植物的成熟和衰老生理植物的成熟和衰老生理v植物的抗性生理植物的抗性生理 基础基础整合整合植物细胞的信号转导植物细胞的信号转导 一般

2、可分为四个步骤：一般可分为四个步骤：1.1.信号分子与细胞表面受体的结合。信号分子与细胞表面受体的结合。2.2.跨膜信号转换。跨膜信号转换。3.3.在细胞内通过信号转导回路进行信号传在细胞内通过信号转导回路进行信号传递，放大与整合。递，放大与整合。4.4.导致生理生化反应。导致生理生化反应。基因表达基因表达7.1 信号与受体结合信号与受体结合信号（信号（signal):受体（受体（receptor)：能够特异的识别并能够特异的识别并结合结合信号、在细信号、在细胞内胞内传递传递和和放大放大信号的物质。信号的物质。物理：光、电物理：光、电化学：配体（化学：配体（ligand)胞外受体胞外受体胞内受

3、体胞内受体配体配体1配体配体27.1.2膜表面受体膜表面受体1，双元系统，双元系统组氨酸激酶组氨酸激酶应答调控蛋白应答调控蛋白组氨酸磷酸组氨酸磷酸转移蛋白转移蛋白7.1.2 细胞表面受体细胞表面受体2，受体激酶（，受体激酶（类受体激酶类受体激酶 receptore-like kinase, RLK）胞外结构富含亮氨酸，油菜素内酯受体；胞外结构富含亮氨酸，油菜素内酯受体；植物细胞中常见的类受体蛋白激酶植物细胞中常见的类受体蛋白激酶（receptore-like kinase, RLKreceptore-like kinase, RLK） ：胞外结构含胞外结构含S S结构域的结构域的RLK,RLK

4、,自交不亲和相关自交不亲和相关S-S-蛋白；蛋白；类表皮生长因子的受体激酶类表皮生长因子的受体激酶Ca 2+ 第二信使第二信使7.3.4 植物细胞信号转导网络植物细胞信号转导网络白化叶绿体诱导分化实验白化叶绿体诱导分化实验显微注射光显微注射光敏色素并照敏色素并照红光红光显微注射显微注射cGMP和和Ca2+叶绿体叶绿体分化分化叶绿体叶绿体分化分化Ca2+敏感荧光素酶敏感荧光素酶冷处理冷处理乙醇刺激与钙信号乙醇刺激与钙信号 乙醇乙醇由细胞内钙库的持续性充盈和排空引起的钙振荡由细胞内钙库的持续性充盈和排空引起的钙振荡钙指纹钙指纹：Ca2+浓度变化的不同频率特点和区域特异性。浓度变化的不同频率特点和区

5、域特异性。低温低温干旱干旱盐盐Ca 2+信号位置信号位置 钙离子浓度钙离子浓度变化变化特定信号？7.3.1钙与钙结合蛋白钙与钙结合蛋白Ca2+ 结合蛋白结合蛋白signalreceptorCa2+CaMCDPKCaMBPCBLCIPKCaMCaM: : 钙调素钙调素CaMBPCaMBP: :钙调素结合蛋白钙调素结合蛋白CDPK: CDPK: 钙依赖蛋白激酶钙依赖蛋白激酶CBL:CBL:钙调磷酸酶钙调磷酸酶B B类似蛋白类似蛋白 CIPK: CBLCIPK: CBL互作蛋白激酶互作蛋白激酶各种不同的生理反应各种不同的生理反应 钙调素钙调素(CaM calmodulin)(CaM calmodul

6、in): :与钙结合后被激活，进而激与钙结合后被激活，进而激活依赖活依赖CaM/CaCaM/Ca2+2+蛋白激酶或蛋白激酶或其它调节蛋白。其它调节蛋白。钙依赖性蛋白激酶钙依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK): 40种以上种以上CDPK的表达与逆境胁迫及其信号传递密切相关。的表达与逆境胁迫及其信号传递密切相关。钙调磷酸酶钙调磷酸酶B类类 calcineurin B-like ptotein (CBL)钙调磷酸酶钙调磷酸酶B类类钙结合蛋白钙结合蛋白钙依赖性蛋钙依赖性蛋白激酶白激酶Loss of function CBL1 renders pl

7、ants drought sensitive.CBL1 过量表达对干旱抗性增加，但对冷胁迫敏感过量表达对干旱抗性增加，但对冷胁迫敏感CBL1 / CBL9 相似度相似度85%，互相拮抗，互相拮抗CBL1DroughtCIPK7, 9 gene expressionDrought responsesCBL9ColdCIPK3,5,10 gene expressioncold responsesCIPK1, 4, 8, 18Ca 2+ signatureLuan ShengIP3/DAG 双信使系统双信使系统 2013 American Society of Plant Biologists泛素介导的信号转导途径泛素介导的信号转导途径生长素生长素INPUTOUTPUTAux/IAA 是生长素信号途径的抑制因子，在高浓度生长素的条件下降解SCFTIR1 复合体复合体蛋白泛素化蛋白泛素化Aux/IAA植物细胞信号传导的特点：植物