《植物生理学》植物生长物质章节教学内容扩展--几种植物多肽激素分子介绍.pdfVIP

2013第三届海峡两岸植物生理与分子生物学教学与研究研讨会 《植物生理学》植物生长物质章节教学内容扩展——几种植物多肽激 素分子介绍 华春，周峰，周泉澄，毛善国，丁春霞 (南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，江苏南京211171) 摘要：近年来的研究表明，植物多肽激素在植物生长发育调控中起到重要作用， 成为研究和教学的热点问题。教材中主要针对了五大经典植物激素的介绍，关于多 SCI心sPll和CLV3，国内也有较多报道。文章主要介绍了另外6种多肽激素分子 Alkalinization 1l Factor(RALF)和SCR／SP ENOD40、POLARIS(PLS)、Rapid 的特点和功能进展，以丰富植物生理学教学内容。 关键词：多肽激素，功能，ENOD40，POLARIS 经典的植物激素有生长素、脱落酸、细胞分裂素、赤霉素和乙烯。后来，更多 化合物被发现是激素，其中包括油菜素内酯、茉莉酸、水杨酸、一氧化氮和独脚金 内酯等。传统的非多肽激素一般是亲脂的小分子化合物，而多肽激素是由较短的氨 基酸序列组成的一类激素。多肽激素同传统非多肽激素一样，参与植物生长、发育 及抗逆等许多生命过程，特别是作为信号分子在细胞与细胞之间的短距离的信息交 流中起着关键作用。它们以配基的形式与细胞膜表面的相应受体激酶分子相互作 用，从而激活通路下游基因或启动相关信号转导过程。 基金项目：江苏省植物生理学精品课程建设项目(2010)、江苏省现代教育技术研究重点课题(2010)和江苏 1) 省高等教育教改重点项目(201 作者简介：华春(1963--)，女，江苏江阴人，本科，教授，主要从事植物生理学研究。 2013第三届海峡两岸植物生理与分子生物学教学与研究研讨会 1．四大多肽激素 目前，公认的四大多肽激素分别是系统素(Systemin)、植物硫肽激素 1和CLV3，它们分别参与了植食性昆虫防御 (Phytosulfokine，PSK)、SCRPSPl 反应、细胞增殖、自交不亲和的识别，以及茎分生组织干细胞分裂与分化平衡的维 持。关于四大多肽激素的结构、功能和受体等，国内已有较多报道[1，2]。本文主要 介绍另外几种植物多肽激素分子。 2．ENoD40 大多数豆科植物能与根瘤菌共生，根瘤菌能诱导在植物形成根瘤。根瘤基因包 括早期结瘤基因(ENOD)和晚期结瘤基因(LNOD)。早期的根瘤基因 ENOD40，它在根瘤形成过程中起重要作用，但它并不是直接引起细胞分裂而是使 得细胞对于细胞分裂的信号更加敏感。ENOD40的mRNA缺少长的开放阅读框 (OI强)而是有一些短的开放阅读框。所以是mRNA还是这些短的开放阅读框编 码的多肽具有生物活性尚存争议。ENOD40编码是12个氨基酸的多肽A和24个 氨基酸的多肽B。多肽A通过二硫键共价结合在蔗糖合酶93kDa亚基上的1个半 胱氨酸，多肽B的结合位点尚不清楚【3，4】。 3．POLARIS(PLS) PLS基因有500个左右的核苷酸组成，具有1个短的开放阅读框，编码36个 氨基酸的多肽。PLS多肽分子量约为4．6kDa，没有信号肽，在胞质中起作用。关 于PLS基因开放阅读框起始密码子的突变体研究显示，PLS的功能会完全丧失， 这表明PLS基因编码的是多肽而不是具有生物活性的RNA分子【5】。 AlkalinizationFactor(RALF) 4．Rapid RALF多肽为迅速碱化因子，由49个氨基酸组成。是在分离烟草中系统素 时，同时发现的。将机械损伤的细胞加入到悬浮培养的番茄细胞时，培养基会迅速 碱化。这表明，损伤细胞会产生一些物质，调控未损伤细胞的质子外流。在这个过 程中，发现了系统素和RALF。RALF可引起培养基等介质快速碱化，但不像系统 117 2013第三届海峡两岸植物生理与分子生物学教学与研究研讨会 素那样会激活防御系统。番茄RALF前体cDNA编码115个氨基酸的多肽，信号