MYB转录因子基因MIXTA及其同源基因功能的研究进展

被子植物表皮细胞的形态学建成是目前研究工作中较为流行的生物学现象,其大致包括:表皮细胞形状的改变、表皮细胞附属衍生物的形成、根毛和毛状体的分化等方面,根据大量的试验结果总结发现MIXTA及其同源基因的生物学功能与该现象密切相关。MIXTA是编码一个具有R2R3 MYB结构域的转录因子,自从1994年首次报道在金鱼草中被克隆以来,已经受到广泛的关注并在不同种属试验材料中被更深入地研究和讨论。MIXTA最早被证实的调节功能是促进金鱼草花瓣表皮细胞发生锥形化,使花瓣内表皮具有天鹅绒状质感,野生型金鱼草花瓣表面的锥形细胞在MIXTA突变时形状发生显著扁平化,花瓣内表皮的天鹅绒状质感消失,异位表达的MIXTA同时调控锥形细胞和多细胞腺体毛状体在不同组织部位的生长。近几年的研究发现,除金鱼草外,许多物种中都存在一些类似于MIXTA的基因,统称为MIXTA-like,如唐松草、猴面花、番茄、拟南芥等,特别是在拟南芥中,发现了很多与MIXTA具有高度相似性的基因,这些基因的功能与金鱼草中MIXTA的功能大同小异,并且对其下游基因的调节通路研究的较为透彻。同时,MIXTA作为MYB类转录因子可通过与b HLH转录因子及WD40转录因子结合发生互作,以复合物的形式间接地调控花青素的合成。MIXTA的存在可以影响花瓣表面的温度、气味、颜色、湿度、质感、光学特性等一系列生物学特征,并且通过改变植物花瓣的表型间接影响植物的授粉方式,建立自身的防御保护系统,由此体现MIXTA的生物学功能广泛,对其进行研究的生物学意义可见一斑。文章中首先简要介绍了MIXTA的基本结构,利用氨基酸序列比对及系统发生树等生物信息学技术比较分析MIXTA及其同源蛋白的亲源关系以及它们共同具有的R2R3 MYB结构域,然后从表皮细胞形状的改变(主要指表皮细胞锥形化)、表皮附属衍生物的形成(包括表皮蜡质的合成,毛状体和根毛细胞的分化)、参与激素代谢途径进而间接调控表皮细胞形态建成3方面来论述MIXTA及其同源基因的具体生物学功能,最后对MIXTA在农业、观赏园艺的应用及未来的研究方向进行了展望。

草原龙胆雄蕊发育特定阶段差异蛋白质组学的初步研究

在高等植物发育过程中,会发生许多形态学和生理学特征上的改变。为了更好地研究草原龙胆特定发育阶段雄蕊内蛋白质组的差异,以草原龙胆栽培品系49号为试材,利用荧光差异双向电泳技术(2D-DIGE)研究了草原龙胆孢原细胞与小孢子母细胞的差异表达蛋白质组,分析了差异表达蛋白质在草原龙胆雄蕊发育过程中的可能作用。结果表明:利用De Cyder软件分析获得了72个主要差异蛋白质点,其中表达上调点为35个,表达下调点为37个。使用MALDI-TOF-TOF质谱仪对胶上消化后的差异蛋白点进行质谱分析,可信度达到90%以上的蛋白质点为15个,分别为5-甲基四氢蝶酰三谷氨酸高半胱氨酸甲基转移酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、33 kDa光系统Ⅱ放氧复合体、核酮-1,5-二磷酸羧化酶、质体分裂环状蛋白、34 kDa的线粒体外膜膜孔蛋白、70 kDa热激蛋白、磷酸甘油酸激酶、蛋白水解酶复合体β6型亚单位、天冬氨酸蛋白酶、对ATP和Zn^(2+)依赖型金属蛋白酶和未知功能蛋白等。因此,在草原龙胆雄蕊发育的特定阶段由于蛋白质组的差异表达,导致雄蕊在形态学和生理学特征上发生改变。