卷死自己(32)-浅述细胞分裂素的作用机理
写在前面
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浅述细胞分裂素的作用机理
细胞分裂素,又被称为细胞激动素,是一种植物激素,其主要功能包括促进细胞分裂、诱导新芽的形成以及促进芽的生长。该名词来源于"Cytokinesis",意为细胞分裂。细胞分裂素主要分布在活跃的细胞分裂部位,如茎尖、根尖、未成熟的种子、发芽的种子以及生长中的果实内部。
1 细胞分裂素的生理作用
细胞分裂素的生理作用主要表现在引发细胞分裂、诱导新芽的形成以及促进芽的增长。在组织培养中,细胞分裂素可以促使已经停止分裂的细胞重新进入分裂状态,这一现象曾被用于细胞分裂素的生物测定。在茎切段中,细胞分裂素和生长素的比例调节常常影响分化过程。高细胞分裂素浓度相对于生长素时,会诱导新芽的形成,而相反情况则有助于促进根的生长。此外,当细胞分裂素被施用于受到顶端抑制的腋芽时,可以解除顶端对腋芽的抑制,也就是所谓的顶端优势。
在天然的簇生植物(如莲座状植物)或因病害而产生"丛枝病"的植物中,通常含有较高浓度的细胞分裂素。此外,细胞分裂素还具有延缓叶片衰老和维持叶片绿色的功能。这主要是因为细胞分裂素可以减缓叶绿素和蛋白质的降解速度,稳定多聚核糖体(即高速合成蛋白质的地方),抑制DNA酶、RNA酶以及蛋白酶的活性,同时维护细胞膜的完整性。局部施用细胞分裂素于叶片上还能够吸引其他物质向该部位转运和积累。此外,细胞分裂素还能够抑制不定根的形成和侧根的发展。
2 细胞分裂素的作用机理
在拟南芥中已知的细胞分裂素受体包括AHK2、AHK3和AHK4,AHP包括AHP1至AHP6,而A类和B类ARR分别有10个和12个。这些组分构成了细胞分裂素信号传导通路的主要组成部分。细胞分裂素的信号传导途径基于双元信号系统(TCS),通过磷酸基团在主要组分之间的连续传递来实现。这个双元信号系统包括三类蛋白成员和四次磷酸化事件:
1. 内质网膜或细胞膜上的组氨酸受体激酶(HKs)感知细胞分裂素后发生组氨酸的自磷酸化。
2. 组氨酸受体激酶将组氨酸残基的磷酸基团转移到自身的天冬氨酸残基上。
3. 受体天冬氨酸残基上的磷酸基团被转移到细胞质的组氨酸磷酸化转移蛋白(HPs)的组氨酸残基上。
4. 磷酸化的组氨酸转移蛋白进入细胞核,并将磷酸基团转移到A类或B类响应调节因子(ARRs)上。

参考资料:
[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/411804326
[2] https://zhuanlan.zhihu.com/p/379075186