细胞自噬对拟南芥种子萌发的影响

自噬在植物生长发育过程发挥着至关重要的作用,但是植物中自噬与种子萌发的关系尚不明确。为了探究自噬对种子萌发的影响,通过基因表达检测、蛋白免疫印迹实验和种子萌发速率比较,分析了细胞自噬对拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子萌发的影响。研究结果表明细胞自噬在植物种子萌发过程中发挥重要作用:(1)自噬基因的表达在种子萌发过程中明显上调,且ATG8蛋白在种子萌发过程中逐渐积累,表明种子萌发过程中细胞自噬被激活;(2)细胞自噬抑制剂3-methyladenine (3-MA)能够显著地抑制拟南芥野生型种子的萌发,拟南芥自噬突变体种子的萌发速度比野生型种子的慢,表明细胞自噬途径在种子萌发过程中发挥正向调控作用但不是种子萌发所必需的。

植物细胞自噬基因的功能与转录调控机制

自噬(autophagy)是真核生物长期进化形成的一种高度保守的细胞内物质降解和周转途径,通过形成双层膜结构的自噬体将包裹其中的待降解大分子物质,如受损伤的蛋白质、蛋白质复合物和细胞器,运送至液泡或溶酶体进行降解并产生可循环利用的降解产物。细胞自噬在植物生长发育和环境应答等过程中发挥重要作用。在拟南芥(Arabidopsisthaliana)和水稻(Oryza sativa)等模式植物中已鉴定到40多个自噬基因,并发现其中多个基因在植物叶片衰老、种子成熟等发育阶段以及营养饥饿、干旱和病原菌侵染等逆境胁迫响应过程中显著上调表达,但具体的转录激活或抑制机制有待阐明。该文综述了自噬基因在植物生长发育和胁迫应答过程中的功能与转录调控网络。