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TMKs-ABP1/ABLs:植物激素生长素的细胞表面受体复合物

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科学通报 2024年第7期69卷 809-811页

作者：张曹莉彭亚坤谭树堂中国科学技术大学生命科学与医学部生命科学学院前沿交叉科学与生物医学研究所合肥230027

植物激素是指在植物生长发育中起着调控作用的微量化合物.其中,生长素(auxin;主要天然形式为吲哚乙酸,IAA)占据无法取代的重要地位,也是第一种被发现的植物激素.生长素参与调控植物生长发育的多个方面,包括胚胎发育、维管组织形成、顶... 详细信息

植物激素是指在植物生长发育中起着调控作用的微量化合物.其中,生长素(auxin;主要天然形式为吲哚乙酸,IAA)占据无法取代的重要地位,也是第一种被发现的植物激素.生长素参与调控植物生长发育的多个方面,包括胚胎发育、维管组织形成、顶端优势、主根生长、侧根形成和果实发育等[1].然而,生长素如何协调如此复杂的生物学过程呢?

关键词：植物激素细胞表面受体顶端优势生长素胚胎发育维管组织侧根形成吲哚乙酸

植物激素信号通路参与调控黄花菜花蕾大小的作用机制

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生物工程学报 2024年

作者：马晓云冯梦楠王强李钰曹冬梅山西农业大学园艺学院

为了探讨植物激素在调控黄花菜花蕾大小发育过程中的作用及代谢差异，采集了大同黄花和东北黄花幼蕾期、绿期、转黄期、黄期共4 个时期的花蕾，开展了转录组测序、差异表达基因分析和喷施激素验证分析。结果表明，在大同黄花和东北黄花... 详细信息

为了探讨植物激素在调控黄花菜花蕾大小发育过程中的作用及代谢差异，采集了大同黄花和东北黄花幼蕾期、绿期、转黄期、黄期共4 个时期的花蕾，开展了转录组测序、差异表达基因分析和喷施激素验证分析。结果表明，在大同黄花和东北黄花花蕾不同发育时期中，共筛选出199 个植物激素生物合成代谢相关的差异表达基因，分别调控脱落酸、赤霉素、生长素、茉莉酸、细胞分裂素和乙烯这6 种植物激素的合成代谢，其中生长素差异表达基因数量最多，表明生长素可能在调控花蕾发育中具有重要的作用。生长素响应因子(auxin response factor， ARF)在花蕾发育的4 个时期均处于上调状态，说明ARF在黄花菜花蕾发育的整个阶段都起到正向调控作用；通过外源喷施6 种激素，进一步验证了IAA显著促进大同黄花花蕾的生长和营养成分的提高，因此，推测IAA对调控花蕾发育具有重要的作用。研究结果为进一步研究大同黄花与东北黄花花蕾发育的调控机制奠定了理论基础。

关键词：花蕾转录组测序植物激素差异表达基因

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植物激素调控藜麦种子萌发的作用研究

植物激素调控藜麦种子萌发的作用研究

作者：曾芳成都大学

学位级别：硕士

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）在全球经济和人体健康发展中愈发占据重要的地位。然而,藜麦种植中的穗发芽（pre-harvest sprouting,PHS）问题是影响其产量的主要问题。穗发芽与种子休眠息息相关,各植物激素已被证实能够调控种子的... 详细信息

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）在全球经济和人体健康发展中愈发占据重要的地位。然而,藜麦种植中的穗发芽（pre-harvest sprouting,PHS）问题是影响其产量的主要问题。穗发芽与种子休眠息息相关,各植物激素已被证实能够调控种子的萌发。了解藜麦种子萌发过程中内源激素的调控途径进而预防出现藜麦穗发芽问题具有极大的研究意义。本研究中,通过8类常见的外源植物激素处理藜麦种子,研究了外源激素对藜麦种子萌发的影响。采用HPLC-ESI-MS/MS内标法和ELISA法测量了在清水处理下藜麦种子萌发过程中8类内源激素的含量。通过RNA-seq分析,探究了藜麦种子萌发过程中整体基因组序列的表达情况。最后,分析激素含量及相关调控基因表达量的变化情况,推测藜麦种子萌发时内源激素可能存在一个负反馈调节机制,这可能是由于其特异性结构所导致的。本研究构建了一个藜麦种子萌发时内源激素的调控网络,以期为藜麦抗穗发芽育种和预防穗发芽提供新思路。本研究主要得到以下结果:（1）α-淀粉酶促进淀粉水解为种子萌发提供能量伴随着种子吸水开始,藜麦种子内部的α-淀粉酶活性整体呈现上升的趋势,16 h最强酶活性为0.053 U/mg。萌发中的藜麦种子淀粉含量整体呈下降的趋势,可能与淀粉逐渐被淀粉酶水解成葡萄糖及其他物质有关。进而使得藜麦种子内储藏的可溶性糖在种子萌发初期被消耗,淀粉被大量水解后其含量又进一步增加。（2）外源激素处理对种子萌发的影响本研究发现各类外源激素处理均对藜麦种子萌发时其内部的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、淀粉含量和α-淀粉酶的活性造成一定的影响。外源GA和ETH处理会增强藜麦种子α-淀粉酶活性,加快淀粉消耗速度。外源BR主要致力于为后期胚根胚乳的生长发育提供能量。外源ABA处理会明显延缓藜麦种子的萌发,主要在种子萌发4-12 h时段发挥其抑制作用,这期间外源ABA处理减缓了可溶性蛋白和可溶性糖的消耗,减弱了α-淀粉酶的活性从而使淀粉积累。外源IAA在4-8 h时段使α-淀粉酶的活性减弱,蛋白消耗量减少。外源JA处理抑制种子α-淀粉酶的活性,使种子可溶性蛋白和淀粉的消耗速度明显低于清水处理种子可溶性蛋白和淀粉的消耗速度,减少了能量供应,延缓种子的萌发。外源KT处理后,淀粉含量仅在16 h时比清水处理组淀粉含量少13.531 mg/g。（3）内源激素调控藜麦种子的萌发内源激素的含量均随着藜麦种子的吸水萌发过程中产生了相对应的变化,有力的验证了种子萌发是多激素调控作用的结果。0-4 h时段GAs由结合态转化成游离态,藜麦种子内GA含量的显著增加可使α-淀粉酶的活性显著增强（P植物内源激素,其作用机制尚不清楚。但SA整体含量呈上升的趋势20 h时其含量为69.592 ng/g,SA与种子吸水率和萌发率相关性值分别为0.940和0.532（P植物激素的分子调节机制通过转录组分析,本研究获得了280个内源激素调控途径中的差异基因,对99个具有显著差异的基因进行相关性分析,筛选出14个可能在各激素相互调控作用中充当“交通枢纽”的基因。ABA上调AOC促进JA合成增加,JA受体JAR1和COI1表达量上调,进而影响JAZ蛋白调控基因,JAZ蛋白的泛素化程度会影响其对ABF基因表达的抑制效果。IAA转录因子ARF表达量上调也可以影响ABF基因表达。同时,增强了IAA流入促进因子AUX1的表达,并降低了TIR1的表达。TIR1可以使AUX/IAA蛋白泛素化,减弱AUX/IAA对“ARF-ABF”互作的抑制效应。BR信号调控途径中的GSK3类激酶BIN2负调控ABF,导致ABF对GA分解调控基因GA2ox的促进效果减弱。BR受体激酶BRI1调控基因会通过GA20ox影响GA的含量。GA不仅可以通过调控受体蛋白GID1的表达使DELLA蛋白泛素化后促进种子萌发,还可以通过诱导转录因子调控基因MYBP促进种子萌发。ETH合成信号促进乙烯合成途径ACC-oxidase调控基因ACO表达上调,进而ETH含量增加,ETH会抑制ABA合成基因NCED的表达。ETH负调控基因ETR的表达,进而促使基因CTR1（co

关键词：藜麦种子萌发植物激素 RNA-Seq 种子转录组

基于BSA-seq和植物激素联合分析筛选番茄耐热基因

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农业生物技术学报 2024年第5期32卷 995-1007页

作者：姜悦畅段金虎李毅丰毛秀杰王帅张宁河北科技师范学院园艺科技学院河北省特色园艺种质挖掘与创新利用重点实验室河北省燕山农业特色产业技术研究院河北科技师范学院河北省高校特色园艺植物生物育种应用技术研发中心

高温影响番茄(Solanum lycopersicum)的生理和激素代谢，番茄耐热相关基因的定位可以为后续基因克隆和功能分析提供理论依据和技术支持。本研究以电导率为鉴定指标，通过对苗期2个番茄品系进行高温耐热鉴定，以耐热品系CH与不耐热品系D... 详细信息

高温影响番茄(Solanum lycopersicum)的生理和激素代谢，番茄耐热相关基因的定位可以为后续基因克隆和功能分析提供理论依据和技术支持。本研究以电导率为鉴定指标，通过对苗期2个番茄品系进行高温耐热鉴定，以耐热品系CH与不耐热品系DH及其F1代自交构建成的F2代分离群体为材料，对亲本CH与DH进行植物激素检测，F2代分离群体采用混合分离群分析法(bulked sergeant analysis, BSA)进行重测序，通过二者联合分析筛选出与番茄耐热相关的候选基因。结果表明，通过植物激素差异代谢物筛选及KEGG注释获得了4个与植物非生物胁迫相关的代谢通路，分别为甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢途径，氨基酸的生物合成途径，色氨酸代谢途径和氨酰-tRNA生物合成途径；通过BSA-seq测序，在3号染色体上获得了1个大小为6.32 Mb的候选区间，其中包括752个候选基因，结合差异代谢通路，最终在候选区域代谢通路内筛选出5个与番茄耐热相关的候选基因，分别为D-甘油酸3-激酶(D-glycerate 3-kinase,DG3K)、羟基丙酮酸还原酶(hydroxypyruvate reductase, HYDR)、脯氨酰-tRNA合成酶(prolyl-tRNA synthetase, PARS2)和磷酸核酮糖-3-差向异构酶(ribulose phosphate 3-epimerase, RPE)、醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)；通过qPCR对候选基因进行表达量分析，候选基因DG3K、PARS2和RPE在高温胁迫3 h后表达量极显著增加(P<0.01)，推断这3个候选基因可能在调控番茄耐热能力上起到重要作用。本研究对分子辅助选育番茄耐热品系具有重要意义。

关键词：番茄耐热鉴定植物激素混合分离群分析(BSA)

不同植物激素组合对山丹组培苗根系生长特性和内源激素含量的影响

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山东农业科学 2024年

作者：董林娟王凯常裕何佳丽王辉齐向英陕西服装工程学院延安大学生命科学学院

为提高山丹组培苗的成活率、培育出优质壮苗，本研究通过单因素和响应面优化试验来筛选山丹组培苗生根培养基中添加植物激素的种类和浓度，同时观察分析不同植物激素组合处理对根系生长发育、根系活力、根系抗氧化酶活性和内源激素含量... 详细信息

为提高山丹组培苗的成活率、培育出优质壮苗，本研究通过单因素和响应面优化试验来筛选山丹组培苗生根培养基中添加植物激素的种类和浓度，同时观察分析不同植物激素组合处理对根系生长发育、根系活力、根系抗氧化酶活性和内源激素含量的影响。结果表明，山丹组培苗生根培养基中添加6-BA、NAA和IBA的最佳浓度分别为1.00、0.55 mg/L和0.35 mg/L，此条件下生根率和生根指数分别为90.85%、80.55%。T1处理即在生根培养基中同时添加最佳浓度的6-BA、NAA和IBA时，山丹组培苗根系最发达，根系活力最强，达到86.71 μg/(g·h)，其株高、生根数、根长、生根率和生根指数均显著高于其他处理，其次表现较好的为6-BA与NAA组合(T2)，而6-BA与IBA组合(T3)表现最差。主根长出后20、30 d和40 d时，各处理(T1、T2、T3和T4)根系抗氧化酶活性逐渐降低，MDA含量则逐渐升高，且T1处理根系SOD、CAT活性均高于其他处理，MDA含量均低于其他处理；另外，T1处理IAA、GA3、ZT含量均高于其他处理，ABA含量则均低于其他处理。综之，在生根培养基中同时添加1.00 mg/L 6-BA、0.55 mg/L NAA和0.35 mg/L IBA可以显著促进山丹组培苗的生长。

关键词：山丹组织培养生根培养基植物激素抗氧化酶活性

椰枣幼苗地上部和根部显微结构观察和植物激素相关差异基因分析

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分子植物育种 2024年第16期 5273-5285页

作者：李东霞符海泉张宁王义徐中亮中国热带农业科学院椰子研究所海南省热带油料生物学重点实验室国家热带棕榈种质资源圃

椰枣是干旱和半干旱地区重要的木本粮食作物之一，其地上部和根部形态显微结构差异明显，然而内在的差异转录机制不清楚。为探明椰枣幼苗地上部和根部差异机制，本研究对椰枣幼苗的地上部和根部进行转录组测序，重点分析植物激素信号转... 详细信息

椰枣是干旱和半干旱地区重要的木本粮食作物之一，其地上部和根部形态显微结构差异明显，然而内在的差异转录机制不清楚。为探明椰枣幼苗地上部和根部差异机制，本研究对椰枣幼苗的地上部和根部进行转录组测序，重点分析植物激素信号转导通路的生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、水杨酸和茉莉素相关基因。结果表明，地上部和根部形态与显微结构差异明显，叶片具有圆球形的叶肉细胞，茎中有较为密集的细胞核，根的中间为中柱。转录组分析发现，共有7 101个差异表达基因，上调3 042个，下调4 059个。差异表达基因的KEGG通路分析结果显示，前5条通路中的第2条途径为植物激素信号转导合成途径。地上部生长素TIR1，赤霉素GID1、DELLA、TF，水杨酸NPR1、PR-1基因高表达；而根部生长素AUX1、PIN，细胞分裂素AHP、B-ARR、A-ARR、BIN3，水杨酸TGA，茉莉素JAZ，脱落酸PP2C、ABF、SnRK2基因高表达。椰枣幼苗的地上部和根部的植物激素相关基因具有组织表达特异性，参与调控椰枣幼苗的发育机制不同，为后续外源激素调控椰枣幼苗地上部和根的生长发育提供基础。

关键词：椰枣地上部根植物激素

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植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响

安徽科技学院学报 2024年第1期38卷 39-46页

作者：蔡家辉王乾坤吴越刘华彬祝嫦巍安徽科技学院农学院安徽凤阳233100 安徽科技学院生命与健康科学学院安徽凤阳233100

目的:探究植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响,为增强番茄耐铝能力及培育抗铝番茄品种提供理论依据。方法:以栽培品种番茄为试验材料,外源施加细胞分裂素(6-BA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、油菜素内酯(BL)、生长素类似物(NAA),探... 详细信息

目的:探究植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响,为增强番茄耐铝能力及培育抗铝番茄品种提供理论依据。方法:以栽培品种番茄为试验材料,外源施加细胞分裂素(6-BA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、油菜素内酯(BL)、生长素类似物(NAA),探究不同植物激素在番茄响应铝胁迫过程中的调控机制。结果:细胞分裂素、水杨酸、茉莉酸甲酯增加了番茄对铝胁迫的敏感性,加重了铝对根生长的抑制作用;油菜素内酯对铝胁迫下番茄根的生长无明显作用。外源施加NAA时,促进了番茄侧根发育,但明显加重了铝诱导的主根和侧根生长抑制,增加了番茄对铝胁迫的敏感性。外源施加生长素运输抑制剂(NPA和TIBA)也加重了铝诱导根的生长抑制。而外源生长素合成抑制剂yucasin明显缓解了铝诱导的根生长抑制,降低了番茄对铝胁迫的敏感性。利用生长素响应报告基因DR5:GUS番茄转基因植株,发现铝胁迫促进生长素在根尖分生区和转换区(分生区与伸长区之间)细胞的积累,过量的生长素抑制根的伸长生长,而yucasin通过减少生长素在根尖的积累缓解铝胁迫导致的根生长抑制。结论:通过生长素合成途径解析番茄响应铝胁迫的调控机制,应用生长素合成抑制剂yucasin缓解番茄铝胁迫,降低了铝离子和铝诱导的活性氧(ROS)在番茄根尖的积累,减少了细胞死亡。

关键词：番茄铝胁迫植物激素生长素根的生长

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植物激素水杨酸:生物合成、信号转导与运输

智慧农业导刊 2024年第8期4卷 13-16页

作者：张一格韦伟单守明商洛学院生物医药与食品工程学院陕西商洛726000 宁夏大学农学院银川750021

水杨酸是一种重要的植物激素,其不仅参与调节植物生长发育的多个方面,并且在植物抵抗生物和非生物胁迫中也发挥着重要作用。近年来,对于水杨酸生物合成和信号转导的相关研究取得重大进展,水杨酸生物合成的异分支酸合酶和苯丙氨酸解氨酶... 详细信息

水杨酸是一种重要的植物激素,其不仅参与调节植物生长发育的多个方面,并且在植物抵抗生物和非生物胁迫中也发挥着重要作用。近年来,对于水杨酸生物合成和信号转导的相关研究取得重大进展,水杨酸生物合成的异分支酸合酶和苯丙氨酸解氨酶代谢途径及其多个步骤得到进一步的完善;明确了NPR1及其同源蛋白NPR3、NPR4是植物中水杨酸的真正受体;对NPR类蛋白的结构进行解析等。该文对水杨酸的生物合成、信号转导和运输的相关研究进行综述。

关键词：植物激素水杨酸生物合成信号转导运输

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植物激素调控豆科植物根瘤发育的研究进展

世界生态学 2024年第2期13卷 129-133页

作者：白宇浙江师范大学生命科学学院浙江金华

豆科植物与固氮微生物形成的共生固氮体系使植物可以利用大气中的氮元素,从而降低了植物对土壤中氮含量的需求。合理利用共生固氮可以减少农业生产中氮肥的施用量,对农业可持续发展具有重要意义。共生固氮体系的形成以及建立过程受多个... 详细信息

豆科植物与固氮微生物形成的共生固氮体系使植物可以利用大气中的氮元素,从而降低了植物对土壤中氮含量的需求。合理利用共生固氮可以减少农业生产中氮肥的施用量,对农业可持续发展具有重要意义。共生固氮体系的形成以及建立过程受多个信号的调控,其中植物激素是一类关键的影响因子,在共生固氮体系建立的整个过程中发挥着重要的作用。本文整理了植物激素对豆科植物根瘤形成和发育过程的影响,为后续的相关研究提供参考。

关键词：豆科植物共生固氮根瘤植物激素生长素