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Auxin signaling plays an essential role in regulating endocytosis,recycling and PM-accumulation of the auxin effiux transporter pin2 in Arabidopsis thaliana.

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Auxin signaling plays an essential role in regulating endocy...

Modulation of Sterol Concentration and Composition Differentially Interfere with Polar pin2 Auxin Efflux Carrier Localization

中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：潘建伟浙江大学生命科学学院 Plant Biology Division Samuel Roberts Noble FoundationInc.2510 Sam Noble ParkwayArdmoreOK 73401USA

Plant hormone auxin plays a key role in the regulation of almost all plant developmental process such as the establishment of root and shoot architecture,organ pattern formation,vascular development,and cell division/... 详细信息

关键词： Arabidopsis thaliana auxin endocytosis polar auxin transport pin2 recycling

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Modulation of Sterol Concentration and Composition Different...

A proteomic approach to analyzing responses of Arabidopsis thaliana root apex cells to different gravitational conditions using an agravitropic mutant,pin2 and its wild type

中国植物生理学会第十次会员代表大会暨全国学术年会

作者： Marcia Sofia F Rosa Markus Grebe Ume Plant Science Centre Department of Plant Physiology University of Ume SE-90187 Ume Sweden

＜正＞pin2 auxin efflux carrier protein is polarly localized on the root epidermis plasma membrane, and mediates

关键词： pin2 auxin sterol polarity

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A proteomic approach to analyzing responses of Arabidopsis t...

pin2和AUX1在拟南芥应答铝胁迫中的机理研究

“细胞活动生命活力”——中国细胞生物学学会全体会员代表大会暨第十二次学术大会

作者： Chao Tan,Hui Qiong Zheng Institute of Plant Physiology and Ecology,Shanghai Institutes for Biological Sciences,Chinese Academy of Sciences,300 Fenglin Road, Shanghai 200032,China

We have comparatively analyzed the proteomes of Arabidopsis thaliana wild type(***) and pin2 roots subjected to different gravitational conditions,including horizontal(H) and vertical(V) clinorotation, hypergravity(G) and the stationary control(S) by two-dimensional(2-D) gel electrophoresis and microbe high performance liquid chromatography-ion trap-mass spectrometry(LC-IT-MS) to obtain the tandem mass(MS/MS) *** analysis of silver-stained 2-D gels revealed that 28 protein spots showed significant expression changes in altered gravity(H or G) treated samples compared to the control(V and S samples).Most of them,including eight H responsive proteins and fifteen G responsive proteins, exhibited similar expression pattern in wild type and pin2 *** contrast,a substantial fraction displayed different patterns of response between wild type and pin2 roots were also detected,including eleven protein spots in the H samples and two protein spots in the G samples exhibited altered expression exclusively in wild type but not in pin2 roots,while expression of four proteins in the H sample and two in the G sample had elevated in pin2 root tip and apparently unchanged in wild type ***2 is important for the basipetal transport of auxin in roots,which is important to signal the root elongation zones of gravity signals perceived in the root ***,observation of different protein behaviors between wild type and pin2 mutant root tips in this study has implications as to where such changes might be likely to occur in the *** idea is strengthen by observation of differential increase of ANN2-GFP signals in the columella cells of WT and pin2 plants subject to the H or G *** data present in this study have potentially important implications for our understanding of gravity sensing and signal transduction in Arabidopsis root tips.

关键词： Proteomic pin2 Altered gravity Arabidopsis thaliana

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PIN2和AUX1在拟南芥应答铝胁迫中的机理研究

作者：余文倩昆明理工大学

学位级别：硕士

酸性土壤(pH<5.5)约占世界可耕种土壤面积的40%,主要分布在亚洲、非洲和南美等对粮食需求较大的发展中国家。在酸性土壤中,铝是限制植物生长和作物产量的主要因素。铝对植物的毒害作用首先表现在对根系生长发育的抑制上,进而影响根系对... 详细信息

酸性土壤(pHpin2和AUX1在铝胁迫下拟南芥有机酸分泌,侧根发育以及参与镁对铝胁迫下拟南芥根系发育中的调控机理,为深入理解植物应答铝毒胁迫的生理和分子机理提供理论参考依据。本研究的主要结果如下:1.通过水培实验考察铝对拟南芥生长素累积及pin2和AUX1在有机酸分泌中的调控机制。研究发现,DR5::GFP根尖荧光强度随着铝处理浓度的增加而增加,表明铝诱导的IAA在根中的累积。与未经铝处理的对照相比,50 μM铝处理并没有增加pin3::GFP的荧光强度;然而铝显著增加了pin2和AUX1的表达水平,且定量PCR的研究结果也发现铝胁迫处理后野生型拟南芥根中pin2和AUX1基因的表达水平分别提高了5.11和4.69倍,表明铝显著的增加了pin2和AUX1基因及蛋白的表达。随后,我们分析了 pin2和AUX1对铝胁迫下有机酸分泌的调控机制。研究结果发现,铝胁迫处理下拟南芥pin2和aux1-7突变体植株根系柠檬酸的分泌量均显著低于野生型植株,然而苹果酸含量却没有显著性变化。与之相关的是,与对照相比,铝胁迫处理后pin2和aux1-7植株质外体pH分别增加了 12.26%和10.53%。由此可见,pin2和AUX1可能通过调节质子泵的活性而调节铝诱导的柠檬酸的分泌。2.我们分析了 pin2和AUX1对铝肋迫下拟南芥根系发育的影响。与未经铝处理的对照相比,50μM铝处理后Col-0主根伸长被抑制了 47.70%;然而,侧根数目却增加了 23.86%;其中A和B时期的侧根数目分别减少了 30.12%和61.90%,C期增加了 5%,D期的侧根数目增加了 4.36倍:近端A,B时期的侧根数目分别减少了 56.25%,31.03%,C,D时期的侧根数目分别增加了 96.67%,41.67%;远端A,B时期的侧根数目分别减少了 62%,57.14%,C,D时期的侧根数目分别增加了 87.5%,60.42%,同时GUS染色实验分析也发现侧根的生长素含量增加。以上研究结果表明,铝可能通过诱导根尖IAA的积累抑制主根的生长但促进侧根伸长。对pin2和aux1突变体侧根发育的研究结果表明,铝处理后pin2和aux1-7突变体的主根伸长分别与Col-0相比增加了 33.33%和18.52%,但侧根数目却分别减少了 18.18%和34.09%。其中,近端的侧根数目分别增加了 11.59%和18.84%,远端的侧根数目分别减少了 26.67%和60%。铝处理后,与Col-0相比,pin2和aux1-7突变体根毛的数目分别减少了 29.13%,48.92%,根毛长度分别减少了 41.17%,54.24%,表明pin2和AUX1能够调控根毛的发育,通过促进根毛的发育应答铝胁迫。由此可见,pin2和AUX1介导的IAA在根中的累积参与铝胁迫对拟南芥主根生长的抑制和侧根与根毛生长的促进。3.镁是植物中重要的营养元素,不仅在植物的生长发育中起到关键的调节作用,也参与到植物对铝毒胁迫的应答中。然而,镁对铝胁迫下植物根系发育调控的机理还不清楚。因此,我们考察了 pin2和AUX1在镁对铝胁迫下拟南芥根系发育调控中的作用机理。研究结果表明,添加了 10,50,300,500,1000μM的镁后DR5::GUS植株主根伸长分别比未添加镁处理的增加了 33.69%,39.52%,35.46%,37.11%,2.33%;然而2000 μ镁处理后,主根伸长被抑制了 55.55%。对铝胁迫下外源添加镁的研究结果发现,与对照相比(CK,Al0Mg0),添加50μM铝后,拟南芥的主根伸长抑制了 45.01%,然而外源添加10,50,300,500和1000μM镁后主根的伸长比未添加镁(Mg0Al50)的处理相比分别增加了 59.05%,55.21%,40.79%,31.83%,11.05%,然而2000 μM的镁处理后主根的伸长却抑制了 73.75%。对侧根的分析结果表明,添加10 μM Mg后侧根总数增加了 14.12%,然而添加50,100,300,1000,2000 μM的Mg后侧根总数却分别减少了 2.94%,6.86%,

关键词：铝生长素镁 pin2 AUX1 有机酸分泌根系发育

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拟南芥pin2调控根向地性的功能位点分析

拟南芥PIN2调控根向地性的功能位点分析

作者：刘静兰州大学

学位级别：硕士

根尖向地性生长是植物根系构型在土层中快速建成的重要保障,有利于植物根系从土层中吸收水、无机盐和养分,从而促进植株地上部分的营养生长和生殖生长,是植物进行土壤固着生活不可或缺的生存适应机制之一。早期的生理学研究已经暗示,重... 详细信息

根尖向地性生长是植物根系构型在土层中快速建成的重要保障,有利于植物根系从土层中吸收水、无机盐和养分,从而促进植株地上部分的营养生长和生殖生长,是植物进行土壤固着生活不可或缺的生存适应机制之一。早期的生理学研究已经暗示,重力诱导的生长素不对称分布是引起根尖向地性弯曲的根本原因,其中生长素输出载体pin2(pin-FORMED 2)介导的生长素极性运输在根尖生长素不对称分布建立过程中起着至关重要的调控作用。此外,pin2蛋白的极性定位和输出活性对生长素极性运输有重要作用。研究表明,pin2蛋白上许多功能位点如磷酸化位点、泛素化位点和内吞分拣基序等能够直接或间接调控pin2蛋白的极性定位和活性。因此,深入挖掘pin2调控根尖向地性的功能位点具有十分重要的生物学意义。为探究pin2蛋白上未发现的功能位点。本研究利用EMS诱变技术,已获得S141和T146两个氨基酸位点突变的突变体agr375和agr498株系,它们的根尖向地性与pin2突变体相似,均失去向地性反应。随后,利用定点突变技术构建相应点突变转基因株系,运用遗传学和细胞生物学的研究方法,初步阐明了S141和T146两个位点在pin2介导的根尖向地性生长中的生物学功能及其分子机制。具体研究结果如下:(1)通过EMS诱变,多代繁殖筛选,回交和回补等方法,确定两个pin2点突变株系agr375和agr498,并通过测序确定点突变分别位于pin2蛋白的第141位(S突变为N;S141N)和146位(T突变为I;T146I)。(2)利用定点突变技术,以Pro pin2::pin2-GFP(简称pin2-GFP)表达载体为模板,构建Pro pin2::pin2-GFP(简称S141A)、Pro pin2::pin2-GFP(简称S141D)、Pro pin2::pin2-GFP(简称T146A)和Pro pin2::pin2-GFP(简称T146D)定点突变表达载体,通过拟南芥花序浸染法,将其导入pin2,并获得稳定遗传株系。遗传学分析表明,S141A和T146A能有效回补pin2突变体表型,而S141D不能回补pin2突变体表型,T146D部分回补pin2突变体表型。此外,S141D的根尖对重力刺激响应不敏感,而T146D能部分响应重力刺激。以上这些结果表明,141和146位点对pin2介导的根尖向地性生长具有重要的生物学功能。(3)利用生长素反应的分子标记DR5::3×NLS-VENUS分析点突变pin2-GFP的根尖生长素分布和根尖重力刺激后生长素分布情况。结果表明,S141D和T146D能够影响pin2介导的生长素极性运输。(4)细胞生物学分析表明,S141D的pin2极性定位正常,而T146D的pin2极性分布增强。同时,相比野生型,S141D和T146D的生长素在根尖的积累增加,暗示这两个点突变可能均通过影响pin2的生长素输出活性调控生长素的极性运输。FRAP实验表明,S141D和T146D均减弱了pin2在质膜上的迁移。Confocal活细胞成像分析pin2的内吞速率,发现S141D和T146D增强了SA(内吞抑制剂)对pin2-GFP内吞的抑制效果。以上结果表明,141和146位点都影响pin2的内吞。据上述实验结果,本研究初步获得以下结论:pin2蛋白第五个跨膜区141和146位点的突变通过影响pin2活性调控生长素的极性运输,从而影响拟南芥根的向地性生长;S141D和T146D能够增强pin2在质膜上的成簇聚合,从而抑制SA处理后pin2蛋白的内吞速率。本研究为探究pin2跨膜区功能位点和影响pin2生长素输出活性的机制提出了新的观点和见解。

关键词：拟南芥 pin2 生长素根尖向地性功能位点极性定位成簇内吞

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拟南芥和水稻pin2材料的耐铝性研究

拟南芥和水稻PIN2材料的耐铝性研究

作者：曹华苹华南农业大学

学位级别：硕士

铝毒是酸性红壤上限制作物生长的重要因子。铝毒害最初的症状是抑制作物的根系生长,并且,严重的铝毒害将导致作物减产。近年来,由于酸沉降加剧以及化肥不合理施用,土壤酸化和铝毒问题日益突出。生长素在植物的耐铝毒过程中起重要作用,P... 详细信息

铝毒是酸性红壤上限制作物生长的重要因子。铝毒害最初的症状是抑制作物的根系生长,并且,严重的铝毒害将导致作物减产。近年来,由于酸沉降加剧以及化肥不合理施用,土壤酸化和铝毒问题日益突出。生长素在植物的耐铝毒过程中起重要作用,pin2蛋白是根尖生长素的运输载体,pin2与铝毒之间的研究鲜有报道。本实验以拟南芥和水稻不同pin2表达材料为研究对象,探讨了铝处理对pin2材料抗氧化胁迫及铝吸收的影响,以期为遗传改良作物耐铝毒提供理论基础。具体结果如下:(1)铝处理能诱导拟南芥根尖0-5 mm区域Atpin2基因增强表达,其表达量比对照增加了80.00%;铝处理诱导Atpin2蛋白在根尖细胞膜水平方向上累积,并且呈束状分布。实验发现50μmol/L AlCl3明显抑制三种基因型拟南芥根系生长,Atpin2超表达拟南芥(pin2-OX)、野生型拟南芥(Col)的根系伸长速率和根系鲜重均显著大于Atpin2缺失突变体拟南芥(pin2-ko),但pin2-OX和Col之间没有显著差异。(2)拟南芥水培结果表明,50μmol/L AlCl3处理能诱导拟南芥根系活性氧累积,与pin2-ko比较,pin2-OX累积较少的活性氧并具有较高的SOD、CAT和APX活性。(3)水稻水培试验表明,100μmol/L AlCl3处理显著提高野生型水稻(WT)的根系活力;铝处理使根尖铝浓度增加,与WT比较,Ospin2超表达水稻(OX1)根尖铝浓度下降了31.15%;但茎杆木质部汁液铝浓度增加了92.77%;铝处理能诱导水稻根尖膜脂过氧化并增加超氧阴离子产生速率;与WT比较,OX1的膜脂过氧化程度较低,其超氧阴离子产生速率下降了19.86%,而SOD、POD和APX活性分别增加了75.00%、6.67%和61.61%。(4)与对照土壤(铝浓度为3.85 cmol/kg)比较,铝处理土壤(铝浓度为7.79 cmol/kg)明显抑制根系、地上部株高、分蘖和剑叶的生长,增加剑叶的SPAD值,其中OX1的分蘖数、一个月相对株高和相对剑叶长比WT分别增加了56.00%、15.22%和10.09%。与WT比较,OX1的茎、叶片磷浓度在铝处理条件下分别增加了25.00%、26.19%;根系氮浓度分别增加了9.30%;叶片钙和镁浓度分别增加了26.90%和88.89%。(5)与对照土壤比较,铝处理土壤使两个基因型水稻各个部位(除枝梗)的铝浓度增加,OX1的根、根茎连接处和茎中铝浓度比WT分别减少了18.22%、8.65%和11.48%,而叶片和瘪壳的铝浓度分别增加了129.58%和36.83%。综上所述,超量表达pin2基因增强拟南芥和水稻的耐铝性,其机理是pin2基因通过调节根系的抗氧化能力,从而增强其耐铝性。同时,超量表达pin2基因通过提高水稻磷吸收转运能力,增强了OX1适应酸性铝毒土壤的能力,同时也增加铝在叶片和瘪壳中累积。

关键词：拟南芥水稻 pin2 耐铝性

植物生长调节剂对‘库尔勒香梨’石细胞与木质素合成的影响及pin2基因功能验证

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植物生长调节剂对‘库尔勒香梨’石细胞与木质素合成的影响及PIN2...

作者：张倩塔里木大学

学位级别：硕士

植物外源激素的含量与种类会影响植物的生长发育,影响植物器官的脱落。而到目前为止有关外源激素对‘库尔勒香梨’果实发育过程中的石细胞发育与形成的机理研究较少。目前,应用分子生物学手段研究梨脱萼果与宿萼果差异分子机理的工作也... 详细信息

植物外源激素的含量与种类会影响植物的生长发育,影响植物器官的脱落。而到目前为止有关外源激素对‘库尔勒香梨’果实发育过程中的石细胞发育与形成的机理研究较少。目前,应用分子生物学手段研究梨脱萼果与宿萼果差异分子机理的工作也已相继展开。因此,本文从‘库尔勒香梨’脱萼果和宿萼果萼洼发育过程中石细胞含量与分布、木质素相关合成酶、维管束发育等生理生化指标,同时通过实时定量的PCR技术,分析IAA和TIBA处理的‘库尔勒香梨’萼洼pin2基因表达,验证该基因在萼洼处的功能,为今后利用基因工程手段改善‘库尔勒香梨’果实品质提供科学依据。主要研究结果如下:(1)于‘库尔勒香梨’大蕾期外源喷施100mg/LTIBA可明显降低果实萼洼处的石细胞与木质素含量。大蕾期喷洒IAA对果实萼洼处石细胞与木质素含量无显著影响。梨果实萼洼处PAL、POD和CAD酶活性总体呈下降趋势;本研究所选择的相关酶基因中,与本文上述研究结果中酶活性存在一致性的只有Pb CAD,其相对表达量逐渐下降,说明Pb CAD基因表达量的下降导致CAD酶活性的下降,从而影响‘库尔勒香梨’萼洼处木质素含量与石细胞含量。(2)间苯三酚染色后发现,果实会呈现梗端与萼端的石细胞多,而越靠近胴部可被染色的石细胞数目越少。在36DAF后,被染色的石细胞逐渐减少。与IAA处理的果实相比,TIBA处理的染色范围较小。同样石蜡切片观察发现,经过TIBA处理的萼洼处石细胞团与CK1相比面积较小,石细胞分布稀疏,有效的降低了石细胞含量;经IAA处理的萼洼处石细胞团分布交为松散,但是石细胞团的面积增大,会导致库尔勒‘库尔勒香梨’口感变差。石细胞的细胞壁完整,但与对照相比,TIBA处理后145天的石细胞分布更分散,细胞壁间隙更大,细胞壁被抑制,细胞内物质逐渐外渗。(3)在番茄植株根中,POD、PAL、CAD三种酶活与野生型对照相比均有显著性增加;而在番茄植株中的茎与叶片中木质素相关合成酶虽有变化,但变化不显著;除此外本研究还发现,转Pb pin2基因的番茄植株中根、茎与叶片中的木质素含量同样会增加,并且在根部呈现显著增加。木质素含量的变化与木质素相关合成酶呈变化呈正向相关,因此本研究结果与上述酶活性得出结果一致,证明Pb pin2基因可能是通过促进POD、PAL、CAD三种酶活性,从而影响木质素含量。

关键词： ‘库尔勒香梨’ 植物生长调节剂石细胞木质素 pin2

拟南芥pin2介导的生长素极性运输调控植物根向地性

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浙江师范大学学报（自然科学版） 2010年第1期33卷 1-6页

作者：潘建伟叶晓帆王超涂世伟浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004

主要观察了拟南芥生长素输出载体pin2及其介导的极性运输、生长素诱导合成对根尖生长素不对称分布和根向地性反应的影响.结果表明:拟南芥pin2基因突变、诱导内源生长素IAA及用抑制剂NPA或TIBA抑制生长素极性运输都严重影响了根尖生长素... 详细信息

主要观察了拟南芥生长素输出载体pin2及其介导的极性运输、生长素诱导合成对根尖生长素不对称分布和根向地性反应的影响.结果表明:拟南芥pin2基因突变、诱导内源生长素IAA及用抑制剂NPA或TIBA抑制生长素极性运输都严重影响了根尖生长素不对称分布的形成,最终抑制植物根向地性反应,暗示pin2介导的生长素极性运输和生长素不对称分布在根向地性反应中起着关键性调控作用.从这些研究结果可进一步理解生长素调控植物根向地性的分子机理.

关键词：拟南芥生长素 pin2 极性运输根向地性

生长素调控极性运输载体pin2质膜丰度与降解

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浙江师范大学学报（自然科学版） 2013年第3期36卷 325-330页

作者：付伟严旭王超潘建伟浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004

主要观察了外源生长素长时间(8 h)处理对拟南芥生长素极性输出载体pin2-GFP质膜丰度的影响,低温、KCN处理和生长素受体突变对生长素调控质膜pin2-GFP丰度的影响,以及液泡H+-ATPase抑制剂ConA对野生型和生长素受体四突变体tir1afb1,2,3... 详细信息

主要观察了外源生长素长时间(8 h)处理对拟南芥生长素极性输出载体pin2-GFP质膜丰度的影响,低温、KCN处理和生长素受体突变对生长素调控质膜pin2-GFP丰度的影响,以及液泡H+-ATPase抑制剂ConA对野生型和生长素受体四突变体tir1afb1,2,3液泡中pin2-GFP积累的影响.结果表明:外源生长素通过其受体TIR1/AFB介导的信号途径下调质膜pin2-GFP的丰度,促进pin2-GFP的内吞、胞内运输和液泡降解.暗示生长素通过TIR1/AFB介导的信号途径反馈调控质膜pin2-GFP的水平,从而阻止了胞内生长素的过多输出.

关键词：拟南芥生长素 TIR1/AFB pin2 内吞降解