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植物GH3基因家族生物学功能研究进展
植物学报
2023, 58 (5):
770-782.
DOI: 10.11983/CBB22263
植物生长素早期响应基因GH3编码的酰胺合酶催化生长素、茉莉酸及苯甲酸衍生物与氨基酸结合, 形成相应的氨基酸复合物。当植物体内生长素浓度过高时, GH3蛋白催化生长素与氨基酸结合, 形成的复合物作为生长素贮存库。当生长素浓度过低时, 生长素-氨基酸复合物被蛋白水解酶水解为生长素, 重新参与生长素信号通路, 从而调控植物体内生长素动态平衡。当植物受到生物或非生物胁迫时, GH3蛋白催化茉莉酸和水杨酸与氨基酸结合, 参与植物胁迫响应。该文从GH3蛋白结构、GH3基因家族分类及其生物学功能方面总结了双子叶模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)、单子叶模式植物水稻(Oryza sativa)及其它植物中GH3基因的研究进展, 为植物GH3基因家族的深入研究提供参考。
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图2
植物体内生长素(IAA)动态平衡(参考Hagen and Guilfoyle,
(A) IAA浓度较高时, ARF与Aux/IAAs二聚体分离, ARF结合到相应的AuxREs并激活GH3表达, 催化IAA与氨基酸结合; (B) IAA浓度较低时, ARF与Aux/IAAs形成二聚体并关闭AuxREs, GH3基因转录受到抑制, 作为生长素贮存库的IAA-Ala和IAA-Leu由酰胺水解酶水解, 重新释放出IAA。
正文中引用本图/表的段落
GH3亚家族II催化IAA与氨基酸结合。生长素在植物整个生长发育过程中都发挥关键作用, 它通过调控相关基因的表达参与植物根部形成、顶端优势、衰老及逆境胁迫响应等生理过程(Hagen and Guilfoyle, 2002)。植物体内普遍存在的天然生长素是吲哚-3-乙酸(IAA)。IAA活性由动态平衡、极性运输和生长素响应来调节(Qin et al., 2005)。GH3蛋白在维持植物体IAA动态平衡中发挥重要作用。当植物体内IAA浓度过高时, GH3蛋白催化IAA与氨基酸结合, 形成IAA-氨基酸复合物使其失活, 形成的复合物中IAA-Asp和IAA-Glu通过氧化代谢途径降解, 也有一些复合物如IAA-Ala和IAA-Leu可作为植物体内的生长素贮存库。当植物体内IAA浓度过低时, 作为贮存库的IAA-氨基酸复合物被蛋白水解酶水解, 重新释放出IAA, 返回到生长素信号转导途径, 以此调节植物体内生长素的动态平衡(图2) (Westfall et al., 2010)。
GH3亚家族II催化IAA与氨基酸结合.生长素在植物整个生长发育过程中都发挥关键作用, 它通过调控相关基因的表达参与植物根部形成、顶端优势、衰老及逆境胁迫响应等生理过程(Hagen and Guilfoyle, 拟南芥IAA酰胺合成酶GH3-6负调控干旱和盐胁迫的反应 3 2016 ... Functions of GH3 genes in Arabidopsis thaliana
GH3亚家族II催化IAA与氨基酸结合.生长素在植物整个生长发育过程中都发挥关键作用, 它通过调控相关基因的表达参与植物根部形成、顶端优势、衰老及逆境胁迫响应等生理过程(Hagen and Guilfoyle,
GH3亚家族II催化IAA与氨基酸结合.生长素在植物整个生长发育过程中都发挥关键作用, 它通过调控相关基因的表达参与植物根部形成、顶端优势、衰老及逆境胁迫响应等生理过程(Hagen and Guilfoyle, Dual roles of OsGH3.2 in modulating rice root morphology and affecting arbuscular mycorrhizal symbiosis 4 2022 ... Functions of GH3 genes in rice
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