浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版) 29(4): 453~ 460.2003 .Journal of Zhe jiang University (Agric. &. Life Sci. )文章編號: 1008- 9209(2003)04- 0453-08乙烯在植物中的信號轉導潘延云"，郭毅'，趙軍峰'，孫大業(yè)(1.河北師范大學分子細胞生物學研究室，河北石家莊050016; 2. 河北大學生命科學院，河北保定071002)摘要: 乙烯是所有植物激素中結構最簡單的一種,它對植物的代謝調(diào)節(jié)可貫串其整個生活周期.作為信號物質,它的生物合成主要由ACC合成酶和ACC氧化酶調(diào)控.通過對擬南芥中一系列乙烯反應的突變體的分析,人們掌握了很多在乙烯信號轉導中發(fā)揮作用的生化組分.乙烯受體與細菌的雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)結構相似,乙烯與之結合后,調(diào)節(jié)與Raf激酶極為相似的CTR1,進而將信號傳遞給下游的EIN2.EIN3是一個轉錄因子,可結合到與乙烯反應相關的基因的啟動子的特殊序列上,激活這些基因并使其轉錄,從而使植株出現(xiàn)與乙烯反應相關的諸多表型特征.關鍵詞:乙烯;信號轉導;植物激素中圖分類號: Q945文獻標識碼: APAN Yan-yun12，GUO Yi, ZHAO Jun-feng'，SUN Da-ye'(1. Institute of Molecular Cell Biology,Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016， China; 2. College of life sciences, Hebei Unirversity,Baoding 071002, China)The ethylene gas signal transduction pathway in plants. Journal of Zhejiang University (Agric. &. LifeSci. )，2003 , 29(4):453-460Abstract: Ethylene induces diverse effects in plants throughout their life- cycle. Ethylene is synthesizedfrom S adenosyl-L methionine via 1-aminocyclopropane- 1 -carboxylic acid (ACC). The enzymes catalyz-ing the two reaction in this pathway are ACC synthase and ACC oxidase. Components of the ethylenesignal transduction pathway have been identified by characterization of ethylene- response mutants inArabidopsis thaliana. Ethylene binding to receptors with homology to two- component regulators trig-gers a kinase cascade that is propagated through the CTR1 Faf-like kinase and other components to thenucleus. EIN3 is a putative transcription factor involved in regulating expression of ethylene- responsivegenes, then eliciting a response appropriate to the original stimulus.Key words: ethylene; signal transduction; plant hormone在所有調(diào)節(jié)生長發(fā)育的植物激素中,乙烯中國煤化工土而出;乙烯對陸生植物是結構最簡單的一種，這個只有兩個碳原子的.使其樹干變粗以抵抗狂氣體分子對植物的代謝調(diào)節(jié)可貫穿其整個生活FH風侵表，皿刈干小生懼物如水稻莖的生長卻有CNMHG周期.在種子萌發(fā)時,乙烯可引起下胚軸的膨脹很強的促進作用;它可以幫助被水淹沒的植物收稿日期: 2002-04-30基金項目萬直教居基礎研究發(fā)展規(guī)劃資助項目(G1999011702).作者簡介:潘延云(1963-),女,河北人,博士研究生,主要從事植物細胞外鈣調(diào)素跨膜信號轉導途徑的研究.454浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版)第29卷維持生命,還可以抵抗病菌對植物的侵染;另二酰ACC(MACC),導致ACC失活,這也可能.外,在植物成熟時，它影響其性別的分化并促使是調(diào)控的關鍵步驟.果實成熟;它在花和葉片的衰老中亦起重要作用.但乙烯最重要、最常提及的生物學反應還是;2乙烯感知的受體黃化胚芽的三重反應:即下胚軸膨脹變短,莖桿偏向水平生長(-說是縮短的根部)和頂端鉤狀乙烯作為信號分子,在nmol水平就可產(chǎn)芽彎曲加劇.三重反應被應用于乙烯活性的早生生物學反應,這一現(xiàn)象表明存在著與乙烯高期生物鑒定上,雖然用以測量生理水平的乙烯度結合的受體、乙烯作用10~15 min后,可抑很不靈敏,但它的變化在篩選植物乙烯反應的制種子的生長;幾小時后,可促進相關酶的活突變體卻是十分適合的.近一個世紀以來,科學性;幾天后,可啟動葉的衰老.家采用該方法鑒定、分離了許多乙烯合成及信2.1乙烯受體與細菌雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相號轉導突變體.而對模式植物擬南芥的三重反關性應突變體的研究,則使我們對乙烯的信號感知研究表明,乙烯被一個具有完整的跨膜結.及轉導的機制有了更多的了解中。構的受體家族所接受. etr1 突變體是乙烯不敏植物中乙烯誘導的反應可受多個層次水平感型 ,植株的所有部位,包括種子、根、莖、葉及的調(diào)節(jié),如從激素的合成、感知到信號的轉導和下胚軸都喪失了對乙烯的應答能力,其飽和乙轉錄水平的調(diào)節(jié)等、目 前已發(fā)現(xiàn)傷害刺激、病菌烯結合量只有野生型的1/50. ETR1基因是從侵染、厭氧狀態(tài)、果實成熟、發(fā)育與衰老等生理過擬南芥突變體中克隆到的第-個受體基因家族程及乙烯本身的處理都能誘導植物產(chǎn)生乙烯,并中的一個成員5。其氨基酸序列表明，它與細菌克隆和分析了乙烯反應途徑中的多種基因,描述中被稱做雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)的具催化功能的受體了這種激素信號被轉導及調(diào)控的途徑2.超家族相關[6].在原核細胞中,有50種不同類型的雙組分1乙烯的生物合成系統(tǒng)，每一個雙組分系統(tǒng)是由兩種不同的蛋白質組成:一種是傳感器,另- -種是反應調(diào)節(jié)組所有的維管植物,其乙烯都是通過楊氏循.分.前者具有兩個區(qū)域:細胞外的傳入?yún)^(qū)和細胞環(huán)來合成的.即S-腺苷甲硫氨酸(AdoMet)被質的組氨酸激酶結構域,當傳入?yún)^(qū)接受外界信ACC合成酶催化形成乙烯的前體1-氨基環(huán)丙號時,組氨酸激酶結構域內(nèi)的一個組氨酸殘基烷羧酸(ACC). ACC可以被ACC氧化酶催化，可發(fā)生自身 磷酸化作用，反應調(diào)節(jié)組分由一個很容易地形成乙烯、CO2和HCN.ACC合成酶接受器和一個具有轉錄激活作用的輸出區(qū)組及ACC氧化酶是乙烯合成的關鍵所在. ACC .成.接受器區(qū)有一個保守的天冬氨酸殘基，上述合成酶(ACS)是由多基因家族編碼的,以二聚自我磷酸化后的磷酸基團可通過一個獨立的蛋體的形式發(fā)揮生理功能[4.3].通過篩選乙烯相關白轉給此天冬氨酸殘基，而接受器區(qū)的磷酸化的突變體,得到一些組成型具三重反應的擬南狀態(tài)可通過輸出區(qū)影響下游的反應.這種結構芥,其中有的可過量產(chǎn)生乙烯.三種乙烯超表達為原核生物感受它所處的環(huán)境變化提供了一個突變體-eto1、eto2、eto3都可以提高ACC合成非常有效的機制，如氮的利用、化學信號、滲透酶的活性、催化ACC分解成乙烯的是ACC氧中國煤化丑如此.化酶(ACO).在植物衰老、果實成熟、傷害反應:多肽上含有傳感器和反FYHCNMHG等生理過程中,ACO的被誘導產(chǎn)生是與乙烯調(diào)應調(diào)下組分網(wǎng)神結構域其傳感器的C端包含節(jié)的事件相關聯(lián)的.在乙烯處理導致乙烯產(chǎn)生了與組氨酸激酶結構域同源的序列,有維持組氨的增加時,ACO和ACS共同構成了對這一-途酸激酶活性所必需的所有氨基酸殘基,且當它在徑的正向厲饋謾蒗圈.酵母中表達時,其組氨酸保存了自身磷酸化能ACC還可以由丙二酰轉移酶催化生成丙力中。最近研究報導,組氨酸激酶域內(nèi)有兩個催第4期潘延云,等乙烯在植物中的信號轉導455化域,分別為G1和G2box,他們對組氨酸激酶酵母中的表達后可產(chǎn)生- -個乙烯的高親和結合活性的維持和對乙烯信號的傳遞都是必需位點[9]。這個位點顯示出多種乙烯結合位點的的[25]. ETR1 接受域的晶體數(shù)據(jù)表明,它與細菌特性,其 nmol范圍結合的kd值以及乙烯反應的接受域結構很相似,并可形成同源二聚體8]。的競爭性抑制劑的抑制結合等特性曾在植物組許多雙組分調(diào)節(jié)子的感受器組分都含有一織中 被檢測過.進-步的試驗證實,ETR1的前個傳入?yún)^(qū)域,它可直接與配體信號相互作用.而128個氨基酸(N末端的三個跨膜區(qū))是乙烯結ETR1蛋白的N-末端疏水區(qū)域在蛋白數(shù)據(jù)庫合活性的必要條件[0,其中第二個跨膜區(qū)的半中沒有找到任何功能相似的同源結構,但這個胱氨酸是結合乙烯所必須的,因為突變體etr1-區(qū)域對乙烯信號來說是很重要的,造成植物對1的蛋白就是這個Cys65變成了Tyr,從而完全乙烯的不敏感性的點突變都發(fā)生在這一區(qū)域失去了乙烯結合活性.有關酵母中表達的ETR1內(nèi)5]。采用酵母進行的生化研究表明ETR1疏的生化工作表明,這個蛋白質可形成與膜聯(lián)合水區(qū)具有直接感受乙烯能力.即ETR1基因在的，由二硫鍵連接的同源二聚呵(見圖1).C2H483!mori (no copperCCH分詔t。?CTRU CTRI CTRO?EIN2 EIN2 IEIN2毒↓!↓EIN3 EIN3 ! EIN3高爾基體啟動乙烯反應乙烯受體圖右側淺色箭頭表示乙烯信號途徑的非活化狀態(tài)，黑色箭頭表示乙烯信號途徑的活化狀態(tài)圖1銅離子-乙烯受體復合體形成和轉運調(diào)節(jié)模式圖Fig.1 A model for the function Cu2+ -ETR1 in the ethylene signaling pathway in Arabidopsis2.2Cu2+參與乙烯受體復合體的形成被一起純化出來[9],而超表達的etr1-1則無此蛋白質的受體,在與配體結合位點上通?，F(xiàn)象.進一步研究還證明,ETR1的His69也是具有復雜的結構模式.1960 年代,人們基于對乙烯結合所必須的,表明His69與Cys65可能烯類具有與金屬形成穩(wěn)定復合物的能力的認共同參與了與Cu2+的結合.以上結果說明,識，推測-種轉換金屬(transitionmetal)輔助中國煤化工Cu2+.受體的復合物是因子能使乙烯與受體發(fā)生高親合的相互作用.最近,這-假說已被證實了，即乙烯的結合確實MHCNMHG.近米,從兒隆的KAN1基因中進一步獲得受一種轉換金屬輔助因子的調(diào)節(jié)，從酵母中抽了銅參與乙烯信號功能的證據(jù)11. ran1 突變提出的ETR1蛋白，要恢復其乙烯結合活性需體,不僅在乙烯存在時呈現(xiàn)三重反應,而且當它要附加銅離勇數(shù)后來,從超表達ETR1結合域暴露在乙烯競爭性抑制劑TCO (tran-cy-的酵母膜上提取到的乙烯結合域時,銅離子也clooctene)中時也表現(xiàn)三重反應.表明ran1突變456浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版)第29卷體改變了乙烯受體的配體結合特征、從遺傳學乙烯反應突變體的遺傳學及生物化學分析.以角度分析,RAN1應對ETR1產(chǎn)生影響,或許“三重反應”為 形態(tài)標記，篩選到- -些擬南芥乙在ETR1的上游012]。進一步研究表明,RAN1烯反 應突變體,這些突變體可分成兩種類型:參與了乙烯的識別. ran1 基因的克隆揭示,它①乙 烯不敏感型突變體，即用乙烯處理時不能是酵母和人的銅離子轉運子的同源物(酵母中發(fā)生三重反應的突變體,包括etr1、etr2、ein2、為CCC2, 人中為Menkes/ Wilson disease 蛋ein3、 ein4、ein6、ein5/ain1;②組成型乙烯反應白).RAN1的cDNA能補償因缺乏CCC2的突變體,即在缺乏外源乙烯時,仍表現(xiàn)三重反應.酵母突變體的功能,而外源銅離子能部分地恢的突變體.根據(jù)其對乙烯合成抑制劑的敏感程復ran1突變體的表型,說明RAN1參與了植度,又分為乙烯超表達突變體(其表型可被乙烯物中銅離子的運輸.圖1描述了銅離子參與乙合成抑制劑抑制),包括etol、eto2、eto3,以及組烯受體復合體的生成和轉運途徑:乙烯受體原成型三重反應突變體(無論乙烯及乙烯合成抑來存在于高爾基體膜上;銅離子通過質膜上的制劑存在與否,都表現(xiàn)出三重反應)如ctr1;此轉運蛋白COPT1進入膜內(nèi)后,由銅離子轉運外還有一些組織特異性乙烯反應突變體,包括子CCH攜至高爾基體，再由表達了RAN1的hlsl、eir 1.后高爾基體(post Golgi)上的RAN1轉運至高ctr1是那些沒有外源乙烯時也顯示三重反爾基體腔中,積累的Cu2+進而與后高爾基體膜應的擬南芥突變體，即通常需要乙烯誘導的基上的乙烯受體蛋白結合.此Cu2+- 乙烯受體轉因在ctr1突變體中為組成型表達,表明ctr1基到質膜上就有了感受乙烯的能力(圖1).因在乙烯反應途徑中起負調(diào)控因子的作用，由圖1右側還表示:在缺乏乙烯時,Cu2+-受于CTR1和ETR的雙重突變表現(xiàn)為組成型乙體復合體處于活化狀態(tài),且負調(diào)節(jié)下游信號組烯反應表型,所以CTR1應位于ETR家族成分,阻止乙烯反應表型出現(xiàn)(a). Cu2+-受體復合員的下游.野生型的植物體結合乙烯后,受體被體結合乙烯后處于抑制狀態(tài),下游的CTR1激抑制(推測是降低了組氨酸激酶活性),引起下酶活性亦被抑制,從而使其下游的信號組分游組分的去抑制,從而激活乙烯引起的反應表(EIN2、EIN3)去抑制,啟動乙烯反應(b).而Cu型(圖1、圖2).離子缺陷性受體無活化功能，所以引起組成型擬南芥中一些其他位點的隱性突變也導致啟動的乙烯反應(c).了對乙烯的完全或部分的不敏感,其中特別顯2.3乙烯受體家族著的是EIN2和EIN319]. EIN2 的功能缺失ETR1樣基因在其他植物物種中也有報突變表明它對乙烯完全不敏感EIN2 位于道,例如番茄17.18].但研究最多的還是擬南芥,CTR1的下游,因為二者的雙重突變體表現(xiàn)出除ETR1外,還從中獲得了四個ETR1相關的不反應表型.EIN3突變體表現(xiàn)為對乙烯的敏基因. ETR家族的這五個成員,其蛋白質的結感性降低，而不會完全不敏感,這個事實似乎說構相似，它們與乙烯結合區(qū)域的氨基酸被替換明EIN3代表一個具重疊功能的小基因家族.后，都使得它們對乙烯不敏感.這五個基因在序EIN3或與之相關的EILI、EIL2的超表達，列上有相同和不同之處,但都能引起相似的突引起ein2型突變體的組成型乙烯反應表型,因變表型;它們雖然序列同源,但卻可能有不同的此在信號轉導通路中,EIN3家族位于EIN2的乙烯結合活性和信號轉導活性,并且可能被不中國煤化工號轉導途徑中各組分的同環(huán)境因子所調(diào)控13~16].ETR受體家族-→CTR1MHCNMHGEIN2- >EIN3(圖2).3乙 烯的跨胞質信號轉導途徑圖2從上至下.乙烯與跨膜受體家族(類似細菌的雙組分催化受體超家族)成員結合后,負3.1乙烯隼邑轉導的突變體遺傳學分析調(diào)控受體活性.受體家族成員的組氨酸激酶域對于乙烯信號轉導組分的研究多依賴于對與Raf-樣激酶CTR1的調(diào)節(jié)域相互作用.受體第4期潘延云,等乙烯在植物中的信號轉導457/CTR1復合物負調(diào)節(jié)膜蛋白EIN2(與金屬轉錄因子傳遞給ERF1,而ERF1是第二級轉錄運蛋白超家族相關).EIN2的功能還不清楚,因子家族成員之一，可作為ERE(乙烯反應元可能其胞質C端結構域可將信號傳遞給下游件 )的結合蛋白(EREBP)作用于基因的啟動子的EIN3家族(位于核內(nèi)的轉錄因子). EIN3轉上 ,調(diào)節(jié)相應基因表達，引起乙烯反應發(fā)生.a)_INNNMembraneTMERS1國電N奧電ETR1ERS2 |ETR2EIN4ROCytoplasmCTR1MAPKKMAPK(6)EIN2，EIN5EING。EIN3c)CILS-E85ERFId)ERFIMNucleusOitherDEEREBP:cC---Terget gonoEthylene rosponsos圖2乙烯信號轉導模式圖Fig.2 A model for ethylene signaling in Arabidopsis3.2 CTR1的激酶作用含821個氨基酸,其激酶域在C末端的300氨如前所述,乙烯可觸發(fā)由受體組氨酸啟動.基酸區(qū).從而說明CTR1是轉導受體與下游組，的、并通過激酶轉導的級聯(lián)磷酸化.用遺傳方法中國煤化工]激酶在已知的激酶超和生化方法檢測,在乙烯受體和CTR1激酶之MHc N M H c效酶最相似.哺乳動物中間沒有發(fā)現(xiàn)中間調(diào)節(jié)組分.而用酵母雙雜交系Raf具有被有絲分裂、生長激素激活的蛋白激統(tǒng)進行分析，發(fā)現(xiàn)CTR1可直接與乙烯受體的酶(MAPKKK)活性.其底物是另一個激酶,即接受域相互作用[20]. ctr1 基因是通過T-DNA .MAPK激酶(or MEK).它可使MAP激酶標簽法從插合窖蠻引起的一個突變體中克隆出(MAPKs)磷酸化,MAPK,可修飾轉錄因子，來的其蛋白序列與絲氨酸/蘇氨酸激酶同源，為級聯(lián)激酶和轉錄調(diào)控間提供聯(lián)系，植物中是458浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版)第29卷否是這種情況還有待觀察. Nine推測有CTR1接受信號的機制還是沒有搞清.MAPKs存在,而且大量的MEK的同源物已從擬南芥中得到，如此大量的相似蛋白表明基4核內(nèi)事件因的重復,這也解釋了為什么編碼MEKs或MAPKs的基因突變體至今沒有被分離出來.4.1轉錄因子 EIN3和EILs .3.3EIN2的轉導中介作用長期以來人們認識到,許多乙烯反應都伴對乙烯不敏感突變體的篩選還產(chǎn)生了一株隨著基因表達的變化. EIN3 的克隆為之提供ein2突變型.雖然它與etr1-1在乙烯反應上同了第一個直接的證據(jù).已表明EIN 3基因編碼樣是不敏感型,但ein2/ctr1雙突變株卻顯示了一個核蛋白5。EIN3 功能缺失突變體降低了ein2的突變表型,所以EIN2應在CTR1的對乙烯應答的反應,而EIN3和與其相關的基下游.因EIL1、EIL2的超表達，在機體對乙烯感應已分離出來大量的Ein-突變體,包括ein3、沒有變化的情況下，也能引起反應途徑的組成ein5、ein6、ein7.這些不同強度的突變體都能掩型活性,說明它們處于反應途徑的下游.蓋ctr1組成型信號表型,表明它們都在CTR1遺傳學分析證實,EIN3在EIN2的下游的下游起作用，ein2基因是采用圖位克隆法其作用.EIN3是-個新的可與DNA結合的定( map based positional cloning) 克隆出來位在核內(nèi)的蛋白，即被認為是轉錄因子,結合于的[1。它編碼一個膜整合蛋白,由近1300個氨乙烯反應相關的基因的啟動子的特殊序列上，基酸殘基組成,微機分析表明它在N-末端為激活這些基因并從使其轉錄.根據(jù)現(xiàn)有資料,擬一12- 跨膜結構區(qū)域,且與NRAMP蛋白家族南芥中可被乙烯誘導的ERF1基因是唯一已有很高的同源性,這個蛋白家族包括酵母的知的直接被EIN3激活的基因. EIN3二聚體與Smflp,果蠅屬的malvolio蛋白,及哺乳動物的ERF1的啟動子上的唯一的、不完全回文重復Nrampl、Nramp2(DCT1),它們均具有轉運二元件相互作用，EIN3 的兩個同源基因EIL1、價金屬離子的功能、EIN2蛋白的C末端的長EIL2的產(chǎn)物蛋白同型二聚體,在體外也有結的親水延伸部分卻是上述蛋白家族所不具備合到這一序列上的能力,但是沒有這三個蛋白的，且在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中沒有發(fā)現(xiàn)相似的蛋白,的異源二聚體的報導.其螺旋型結構形態(tài)表明它可能與其他蛋白發(fā)生EIN3樣轉錄因子在擬南芥中不是唯-相互作用，EIN2在乙烯信號轉導中的功能還的.最近,一個EIN3/EIL的相關蛋白從煙草中不清楚,根據(jù)NRAMP蛋白,EIN2的跨膜部分克隆出來并在擬南芥中做了超表達研究.煙草被假設為有轉運二價陽離子的功能,然而并沒EIN3- LIKE(TEIL)蛋白與EIN3在DNA結合有發(fā)現(xiàn)EIN2的金屬結合或金屬轉運的蛋白.域有92%的同源性，故認為這些蛋白可能結合EIN2的氨基端和羧基端有這樣的蛋白功能:在相同的DNA序列上.用在E. Coli中表達的刪截掉任何一端都不能補足ein2的乙烯不敏TEIL做隨機的位點篩選處理產(chǎn)生了一個非回感突變性狀，即其氨、羧基端對乙烯信號的轉導文序列的TEIL-結合位點(TEBS),與來自都是必須的.有趣的是,在ein2突變體中超表ERF1啟動子的特有EIN3結合位點相似.更重達的EIN2的C端可以觸發(fā)部分的乙烯反應活要的,這個元件對TEIL調(diào)節(jié)的TEBS驅動的性,可以恢復突變體對除草劑和茉莉酸的反應,中國煤化工又提供了一個證據(jù)，即但是不能恢復對乙烯的反應，這個結果說明，MH.CNMH二轉錄的激活子.EIN2的氨基端對感受上游的乙烯信號是必要4.2“4怖風應元件相他們的結合蛋白的,而羧基端在乙烯轉導途徑中起一個將信號擬南芥中EIN3的直接靶基因ERF1編碼傳遞給下游的作用12].盡管人們發(fā)現(xiàn)乙烯信號.一個蛋白,它屬于DNA結合蛋白家族中的乙及CTR1氕轉尋固子EIN3家族間的轉導活動烯反應元件結合蛋白( EREBP ethylene re需要EIN2做中介22。但是EIN2 從受體/ sponse element binging protein).它有結合到第4期潘延云,等乙烯在植物中的信號轉導459GCC-box上的能力. GCC-box 是一個cis元得到途徑中新的組分，在已知的轉導途徑中一件,發(fā)現(xiàn)于一些病原菌相關的基因啟動子上,而些信號組分的生化方面的疑點也有必要澄清,這些基因許多也是乙烯反應相關的，ERF1 被如受體與 Raf-like激酶CTR1之間形成的蛋白認為是有轉錄因子功能的,這就暗示了有一個復合形式等、 受體二聚體的組氨酸激酶活性在級聯(lián)轉錄參與了乙烯信號,ERF1也象EIN3是信號輸出中的作用也需闡明,而體外受體-一個正向調(diào)節(jié)子,事實上ERF1的超表達可導CTR1信號轉換的發(fā)展將促進這一問題的解致多種乙烯反應多組成型活性.然而ERF1超決、受體-CTR1 復合體將信號轉導到EIN2蛋表達的三重反應卻是不完全的,說明對于全反白的機制還完全是個迷、同樣地,EIN2的胞質應來說可能還需要其他因子.的確,雖然擬南芥轉換區(qū)域激活EIN3家族的機制也缺乏-些必和其他物種中都存在大量的EREBPs基因,但要的信息.為轉錄因子ERF1尋找特定的目標只有其中一部分可被乙烯調(diào)節(jié).在擬南芥中,有基因,以及這些基因的產(chǎn)物如何調(diào)節(jié)下游反應五個ERF的cDNA被克隆,分別是AtERF(I-都是我們將來要解決的問題.5),它們都具有與GCC-box特異結合的活性,AtERF1、AtERF2和AtERF5在擬南芥葉子References:中作為GCCbox依賴轉錄的激活子,AtERF3[1 ] Johnson P R，Ecker J R. The Ethylene Gas Signal和AtERF4做為抑制子調(diào)節(jié)轉錄,而且可負調(diào)Transduction Pathway: A Molecular Perspective[J].Annu Rev Genet,1998,32 :227-254.節(jié)其他轉錄因子的轉錄活性[23].AtERF基因[2]Bleecker A B. Ethylene: A gas signal molecule in可被乙烯或其他脅迫條件如傷害冷高鹽干旱等plants[J]. Annu RevCell Dev Biol, 2000.16:1-18.調(diào)控,在植物對病原菌侵染的防御中也起重要[ 3 ] Tarun AS, Theologis A. Complementation analysis of作用[26].這些調(diào)控有的通過EIN2途徑,有的不mutants of 1-aminocyclopropane- 1- carboxylate syn-通過EIN2.推論,AtERFs是細胞外信號誘導thase reveals the enzyme is a dimer with shared activesites[J]. J Biol Chem, 1998.273:12509- 12514.的，可對依賴GCCbox調(diào)節(jié)的基因的表達做正[4] Capitani G, Hohenester E, Feng L.et al. Structrue of向或負向調(diào)控的轉錄因子家族新成員.1- aminocyelopropane- 1- carboxylate synthase, a key綜上所述,并非所有的乙烯反應的enzyme in the biosynthesis of the plant hormone ethy-EREBPs都編碼轉錄活性因子,還有-些基因lene[J]. J Mol Biol, 1999 ,294:745-756.編碼抑制型轉錄因子.從諸多乙烯反應來看,乙[5] Chang C,Kwok S FBleecker A B.et al. Arabidopsis烯相關的表型變化應是由-些基因的激活和一ethylene- response gene ETR1: similarity of product totwo- component regulators[J]. Science, 1993, 262:些基因的抑制引起的.換言之,還有一-些乙烯反.539-544.應相關基因應既沒有EIN3結合元件,其啟動.[ 6] Wurgler- Murphy S M, Saito H. Two component sig-子上也沒有GCC-box.即轉錄因子與EIN3和nal transducers and MAPK cascades [J ]. TrendsERF1都沒關系,而是有另外不同的特異的結Biochem Sci, 1997 ,22:172- 176.合因子.也許它可參與乙烯信號的更下游的反[7 ] Gamble RL, Coonfield ML , Schaller GE. Histidine ki應、這些分子的證實可能對完成乙烯調(diào)控的基nase activity of the ETR1 ethylene receptor from Ara-bidopsis[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1998，95:因表達研究極為重要.7825-7829.盡管乙烯反應途徑中的事件已建立了基本.[8] Muller- Dieckmann H J, Grantz A A. KimS H. The .框架,但還有許多熱點問題有待解決.不同的受中國煤化工recever domain of the Ara-體亞型的意義還不清楚,受體的無義突變體lene receptor ETR1[J]. StructMYHCNMHG(receptor- null mutations)的植物表型分析將:u DES, 1000. 111047-1556.有助于鑒定受體家族的不同成員在信號轉導中[ 9]Schaller G E, Bleecker A B. Ethylene- binding sites .generated in yeast expressing the Arabidopsis ETRI .起的作用[24].另外,已被證實的一些乙烯不敏gene[J]. Science,1995, 270:1809- 1811.感突變體也必須放到信號途徑中適當?shù)奈籟10] RodriguezF I, EschJJ, Hall A E,et al. A copper co-置1.用現(xiàn)有的突變體做第二次突變篩選,也能factor for the ethylene receptor ETR1 from Arabidop-460浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版)第29卷sis[J]. Science, 1999 , 283: 996- 998.stress response pathway[J]. Genetics, 1995,139:1393-. [11] Hirayama T, Kieber J J,Hirayama N, et al. RESPON-1409.SIVE-TO- ANTAGONIST1, a Menkes/ Wilson dis-[20] Clark K L,LarsenP B, Wang X.et al. Association ofease-related copper transporter, is required for ethy-the Arabidopsis CTR1 Raf-like kinase with the ETR1lene signaling in Arabidopsis[J]. Cell, 1999, 97:383-and ERS ethylene receptors[J]. Proc. Natl. Acad.393.Sci. USA,1998. 95:5401-5406.[12] Hirayama T, Alonso M A. Ethylene captures a metal![21] AlonsoJ M，Hirayama T，Roman G,et al. EIN2,a bi-Metal ions are involved in ethylene perception and sig-functional transducer of ethylene and stress responsesnal transduction[J]. Plant Cell Physiol, 2000， 41:in Arabidopsis[J]. Science , 1999.284:2148-2152.548- 55.[22] Chao Q, Rothenberg M，Solano R,et al.1 Activation[13] Hua J, Chang C, Sun Q,et al. Ethylene insensitivityof the ethylene gas response pathway in Arabidopsisconferred by Arabiclopsis ERS gene[J]. 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