植物体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶的生物学功能

体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶(Somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs)属于膜富亮氨酸重复序列受体类蛋白激酶(Leucine-rich repeat sequence receptor-like kinase,LRR-RLK)家族的第二亚类。SERK具有典型的胞外信号受体结构域、跨膜结构域和胞内激酶活性结构域,研究发现SERKs在植物生命活动中承担着多个角色。文章简述了SERKs的典型结构域特征,重点介绍该类蛋白在体细胞胚发生、生殖发育、激素感应和病理反应方面发挥的功能,同时对该蛋白激酶的研究价值和应用前景进行了探讨。

体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶基因(SERK)的研究进展

植物体内存在一个编码富亮氨酸重复受体蛋白激酶、与体细胞胚胎发生相关的类受体蛋白激酶基因(SERK)大家族,其在早期胚胎、小孢子、成熟胚珠和维管组织中表达。文章从SERK的结构、编码的蛋白、基因表达、功能以及信号转导介绍了SERK的研究进展。

橡胶树体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶基因(HbSERK1)的克隆及表达分析

从橡胶树体细胞胚中克隆了一个与体细胞胚胎发生相关的类受体蛋白激酶基因,命名为HbSERK1。HbSERK1长2 159 bp,含有一个1 482 bp的阅读框,编码493个氨基酸。HbSERK1序列与毛果杨、葡萄、胡萝卜、马铃薯、拟南芥和燕麦的体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶同源性分别为91%、90%、88%、88%、87%、86%。生物信息学分析表明,HbSERK1含有一个高度保守的蛋白激酶家族结构域,同时含有ATP结合区、蛋白激酶活化位点和Ser/Thr活性位点。RT-PCR半定量分析表明,HbSERK1在叶、胶乳、雄花、生长在愈伤诱导培养基上30 d和50 d的愈伤组织及生长在胚状体诱导培养基上12 d的胚性愈伤组织中均未表达,而生长在胚状体诱导培养基上21 d和40 d的胚性愈伤组织及成熟体细胞胚中表达。橡胶树HbSERK1基因主要在体细胞胚发生的早期表达,表明其可能参与橡胶树的体细胞胚早期发生过程。

松柏类植物体细胞胚胎发生的研究进展

松柏类植物的体细胞胚胎发生既是繁育的一种手段,又是研究胚胎发育过程中结构、生理和分子事件的一种重要的模式系统。整个体细胞胚胎发生过程主要包括3个步骤:胚性组织的诱导和增殖、体细胞胚的成熟以及体细胞胚的萌发和转换。过去为了提高胚胎发育过程所做的努力主要都集中在胚的成熟阶段,这是因为一直认为能否成功再生的关键在于胚发育成熟阶段的处理。然而,在过去几年里,结合生理生化以及分子生物学的研究发现,胚胎发生的早期阶段对于完成整个发育过程也是至关重要的,早期阶段培养条件的优化可以显著提高培养过程中体细胞胚的数量和质量。此外,萌发过程培养条件的调节对于提高成熟体细胞胚的萌发率和转换率也很重要。因此,这些新的研究成果对于改善松柏类植物体细胞胚胎发生中的胚的诱导率和转换率低的现象具有重要的意义。

拟南芥(Arabidopsis thaliana)体细胞胚胎发生体系中的体细胞类减数分裂研究

在拟南芥生态型Ｌａｎｄｓｂｅｒｇ Ｅｒｅｃｔａ体细胞胚胎发生体系的胚性愈伤组织中观察到２种 类型的体细胞减数分裂现象。一种是体细胞染色体减数分组，其中，处于前期或中期的细胞染 色体分为２个或２个以上的组。其共同特点是，染色体直接分开，未观察到纺锤体，从染色体 的形态也看不出纺锤体的作用。染色体减数分组较多发生于多倍体细胞中。另一种类型是体 细胞减数分裂，这种类型类似于大小孢子发生过程的减数分裂，如第一次分裂前期也有染色 体的联会和配对。在脱分化培养基上的胚性愈伤组织中，单倍体细胞约占３％，四倍体细胞约 占４％。经体细胞类减数分裂产生的细胞都发生染色体重组。

胚胎发育过程中神经节细胞发育和定位与胶质细胞源性神经营养因子/受体酪氨酸激酶信号传递系统的相关性

目的:胶质细胞源性神经营养因子(glialcellline-derivedneurotrophicfactor,GDNF)/受体酪氨酸激酶Ret信号传递系统功能异常及基因变()异可导致肠道神经元缺失,从而引起先天性巨结肠(hirschsprung,HSCR的发生。综合GDNF/Ret信号传递系统与胚胎神经系统发育的)研究结果,探讨胚胎发育过程中神经节细胞的发育和定位的分子机制。资料来源:应用计算机检索Medline数据库1980-01/2004-06期间的有关Ret、GDNF及胚胎神经系统发育的文章,检索词“Ret,GDNF,neu-rons,nervoussystem,embryodevelopment,限定文章语言种类为英文。同时计算机检索中国期刊全文数据库和中国临床康复杂志1990-01/《》2004-06期间的相关文章,检索词Ret,GDNF,神经元,神经系统,胚胎发育,限定文章语言种类为中文。研究对象为GDNF/Ret信号传递系统功能异常及基因变异的患者和实验动物。资料选择:对资料进行初审,选取关于Ret,GDNF及胚胎神经系统发育的文献,查找全文,以随机对照试验为(RCT)纳入标准。资料提炼:共收集到45篇关于Ret,GDNF的功能及其与神经系统发育关系的文献。37篇文献符合纳入标准,排除8篇文章为非随机及重复的研究原著及综述。资料综合:综合以上研究结果说明,RET是一种原癌基因,其编码蛋白为受体酪氨酸激酶Ret。肠道神经节细胞的?

烟草新型体细胞胚结构类蛙卵体的诱导发生

通过对烟草外植体、植物生长调节剂类别与浓度的筛选,构建其类蛙卵体(FELB)的诱导发生体系,以期为烟草干细胞生物反应器的搭建奠定基础。选取烟草根、茎、叶为外植体,分别置于不同质量浓度的NAA和2,4-D的MS培养基上,进行特殊胚性愈伤与FELB结构的诱导。再将FELB置于不同质量浓度BAP的MS培养基中进行胚体萌发再生诱导。结果表明:黑暗条件下,不同烟草外植体的FELB诱导效率为叶>茎>根。其中,10 mg/L 2,4-D对烟草FELB的诱导效果最佳,5 mg/L与15 mg/L 2,4-D效果次之;而黑暗条件下的各种质量浓度NAA以及光照条件下的所有NAA和2,4-D的处理组均未能诱导出FELB结构。2.0 mg/L BAP对FELB的催萌效果最佳。通过对FELB不同发育时期的形态学和组织细胞学分析发现,其发生方式属于内起源。

松杉类植物体细胞胚发育机理的研究进展

植物体细胞胚胎发生不仅可作为其繁育的重要手段,而且也是研究胚胎发育过程的一种重要模式系统.体细胞胚在形态和生理上的成熟,直接影响到植株的萌发和再生频率.本文综述了近年来国内外有关裸子植物中几种松杉类植物体细胞胚发育过程的研究报道,其中主要涉及培养基成分和脱落酸(ABA)对体细胞胚发育的影响,以及体细胞胚发育在细胞学、细胞程序性死亡、相关基因和蛋白质组学等方面的研究进展,并进一步讨论了松杉类植物体细胞胚的发育机理,以及体细胞胚在遗传转化系统中的作用.

受体相互作用蛋白激酶3蛋白促进血管平滑肌细胞钙化的作用机制

目的研究血管平滑肌细胞钙化中受体相互作用蛋白激酶3(Ripk3)调控钙磷沉积、细胞骨分化和细胞凋亡的作用。方法采用β磷酸甘油和氯化钙培养大鼠主动脉血管平滑肌细胞诱导钙化。实验随机分为4组:对照组、钙化组、Ripk3^(-/-)组、钙化+Ripk3^(-/-)组(联合组)。使用茜素红S染色检测血管平滑肌细胞钙化情况,同时测定细胞内Ca^(2+)含量和碱性磷酸酶活性。Western blot法测定Runt相关转录因子2、骨形态发生蛋白2和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达。结果血管平滑肌细胞钙化3、7 d的Ripk3表达较钙化前明显增加,14 d的Ripk3表达较7 d明显增加,并达到最高值,差异有统计学意义(P<0.05)。与对照组和Ripk3^(-/-)组比较,钙化组Ca^(2+)、碱性磷酸酶活性、Runt相关转录因子2、骨形态发生蛋白2、细胞凋亡率和活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达明显增加,差异有统计学意义(P<0.05)。与钙化组比较,联合组Ca^(2+)和碱性磷酸酶活性明显降低[(102.8±12.8)nmol/mg vs(457.1±51.2)nmol/mg,(136.1±15.4)U/mg vs(412.2±46.7)U/mg,P<0.05],Runt相关转录因子2和骨形态发生蛋白2表达明显降低(1.07±0.15 vs 1.84±0.23,1.27±0.14 vs 3.01±0.25,P<0.05)。与钙化组比较,联合组细胞凋亡率和活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达明显降低,差异有统计学意义[(15.8±3.9)%vs(31.1±4.2)%,1.19±0.14 vs 2.21±0.23,P<0.05]。结论Ripk3通过促进钙磷沉积、细胞骨分化和细胞凋亡起到加重血管钙化的作用。

松柏类植物组织培养形态发生研究述评

松柏类植物组织培养形态发生研究述评中国科学院化工冶金研究所博士后唐巍研究员欧阳藩松柏类植物是裸子植物中最重要的一类造林和绿化用针叶树种，其生长周期长，再生难度大，离体培养形态发生研究进展缓慢。近年来，由于全球气候的变化，人类环境保护意识的增强及对自然...

二甲双胍对卵巢颗粒细胞IRS-1及ERK-2基因表达的影响

目的:探讨二甲双胍对多囊卵巢综合征(PCOS)卵巢颗粒细胞胰岛素受体底物-1(IRS-1)及细胞外信号调节激酶-2(ERK-2)的基因表达的影响。方法:收集行体外受精-胚胎移植(IVF-ET)治疗的PCOS患者卵泡颗粒细胞进行体外培养,用二甲双胍处理48 h,采用实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)测定颗粒细胞IRS-1及ERK-2基因的相对表达量,另收集行IVF-ET非PCOS患者颗粒细胞作为对照组。结果:PCOS患者颗粒细胞IRS-1基因、ERK-2基因相对表达量与对照组相比明显升高(P<0.05),二甲双胍处理后PCOS患者颗粒细胞IRS-1基因相对表达量升高、而ERK-2基因表达量下降(P<0.05)。结论:PCOS患者颗粒细胞IRS-1与ERK-2基因受二甲双胍作用时表达不同步,二甲双胍可能通过降低PCOS患者颗粒细胞丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号传导通路活性,减轻MAPK信号通路对磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)通路的负反馈作用,改善PCOS患者卵巢胰岛素抵抗状态。

文心兰类原球茎形态建成及电子传递蛋白和凯氏带蛋白基因的极性表达模式分析

以文心兰‘柠檬绿’(Oncidium hybridum‘Honey Angel’)为材料进行类原球茎发育过程的形态和结构观察,对其离体形态建成进行分析,并对类原球茎(protocorm-like body,PLB)分化过程中的顶部和基部组织以及组培苗的根、茎、叶中的凯氏带蛋白基因CASP和电子传递蛋白基因Fd(ferredoxin)、FNR(ferredoxin-NADP+oxidoreductase)的表达模式进行分析。结果显示:类原球茎在分化过程中逐步建立了两极性。随着类原球茎的发育,自顶端向基部形成维管形成层,继而形成维管束;之后有叶原基产生并形成单子叶式茎尖结构和出现类原球茎胚轴的伸长,无胚根形成。类原球茎形成幼苗后植株基部有侧根的产生。实时荧光定量PCR结果表明:在根中高表达和在茎中高表达的CASP、FNR和Fd基因在类原球茎不同发育阶段和组织中存在极性的差异表达,参与了无胚根体细胞胚胎的生长发育过程。综上所述,文心兰体细胞胚在发育过程中从弱分化器官向茎叶器官转变,形成兰花特有的非同步体细胞胚胎发育现象——类原球茎。

石斛体细胞胚胎发生的研究进展

为阐述石斛体细胞胚胎发生(somatic embryogenesis,SE)的生长条件、发育程序和分子调控的相关基因,本综述对此进行了统计分析和归纳。首先,通过对影响石斛体细胞胚发生各个因素的统计,热图对比结果显示,茎段、MS培养基、NAA、BA和椰汁为体细胞胚胎诱导率最高的外植体、基本培养基、植物生长调节剂和外源添加物。石斛体细胞胚胎发生的途径分为直接途径和间接途径。而体细胞胚胎发生的起源为多细胞起源或者单细胞起源。此外,本综述归纳了现有与体细胞胚胎发生相关的调控基因;并分析了石斛体细胞胚胎发生研究中存在的问题。体细胞胚胎发生是植物特异性的发育过程,也是植株再生的关键,这对于濒危石斛的育种及扩大繁殖具有重要意义。因此,对体细胞胚胎发生的研究有望为石斛的快速繁育和新品种开发提供理论基础资料。

东方百合两个SERKs基因的克隆及表达分析

体细胞胚发生类受体激酶(somatic embryo genesis receptor-like kinases,SERKs)能够感受并传递细胞外信号,在植物的生长发育等生理过程中起着重要作用。基于东方百合“西伯利亚”的转录组数据,克隆了两个百合SERK同源基因,LoSERK1和LoSERK2。LoSERK1的开放阅读框全长为1875 bp,编码624个氨基酸,包含53个潜在磷酸化位点。LoSERK2的开放阅读框全长为1887 bp,编码628个氨基酸,包含55个潜在磷酸化位点。LoSERKs与拟南芥、水稻、茶树等植物SERKs氨基酸序列相似性均超过90%。系统进化树分析结果表明,百合的LoSERKs与拟南芥的AtSERK1、AtSERK2及水稻的两个OsSERKs分在同一组。实时定量PCR分析表明,LoSERK1在花瓣及花药中的相对表达量都较高,而LoSERK2在开放的花瓣中相对表达含量较高,推测LoSERKs参与了花粉发育、花器官脱落功能的调控。

SERKs,拟南芥中一组参与多条细胞信号传导途径的共受体

植物体细胞胚胎发生类受体激酶(SERKs)属于富含亮氨酸重复序列类受体激酶(LRR-RLK)第二亚家族,在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中共有5个成员,是一组国际植物学界的热点研究蛋白,广受关注.近年来的研究表明,SERKs作为共受体参与包括油菜素内酯信号传导、花药绒毡层细胞分化、气孔和维管束发育及花器官脱落在内的诸多生长发育过程;还参与细胞死亡调控、植物对病原菌的先天免疫反应等过程.

马铃薯SERKs家族基因的分离及其在植物免疫信号中的功能

【目的】对马铃薯体细胞胚胎发生类受体激酶(somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs)基因进行克隆,通过序列分析和表达分析,初步探究马铃薯体细胞胚胎发生类受体激酶是否能够作为共受体在植物免疫防御应答中发挥功能.【方法】以拟南芥SERKs家族基因氨基酸序列同源比对马铃薯基因组数据库,找到了3个马铃薯SERKs家族基因.利用高效的Gateway技术,从马铃薯中克隆了StSERK1,StSERK3A和StSERK3B 3个马铃薯SERKs家族基因;以拟南芥免疫激活型突变体bak1-3 bkk1-1为背景,通过遗传学、分子生物学及生理生化的方法对3个马铃薯SERKs基因在植物免疫调控中的作用进行基因功能研究.【结果】结构域分析和遗传进化树结果证实,StSERK1、StSERK3A和StSERK3B均具有体细胞胚胎发生类受体激酶结构域特征.组织表达分析显示,马铃薯3个SERKs基因均能在植物中表达.遗传数据证实,3个马铃薯SERKs基因均能不同程度抑制bak1-3 bkk1-1免疫激活的表型.【结论】马铃薯StSERKs基因具有SERKs家族基因的典型保守结构域特征,能够参与植物先天性免疫应答.

植物肽激素受体激活的新机制

植物磺化肽类激素(phytosulfokine,PSK)是植物肽类激素的典型代表,它是有两个酪氨酸磺酸化修饰的直链五肽,在植物体的生长和发育过程中有广泛而重要的调控作用。PSK发挥作用需要被细胞膜上的受体激酶PSKR(phytosulfokine receptor)识别来进行信号转导。但目前该肽激素的信号识别和其受体激活的分子机制还不清楚。该实验室通过解析PSKR胞外结构域没有结合PSK和结合PSK以及结合PSK和共受体这三种状态的晶体学结构,直观而全面地揭示了激素识别和受体激活的分子机制。PSK通过形成反向β片层与PSKR岛区中的β片层互作而结合,PSK的两个磺酸化基团直接参与同PSKR的结合。通过遗传和生化等实验的验证,发现PSK可以介导PSKR和体细胞胚胎发育受体激酶(somatic embrogenesis receptor like kinases,SERKs)的结合。进一步通过解析PSK-PSKR-SERK的受体激活复合物的晶体学结构发现,PSK没有同SERK结合,而是通过诱导PSKR岛区的构象变化来别构介导PSKR与SERK结合,这一机制区别于经典的"分子胶"模式。该研究揭示了PSK识别的分子机制和受体PSKR的激活新机制。

芬戈莫德对破骨细胞1-磷酸鞘氨醇信号通路作用的研究

目的探讨芬戈莫德（FTY720）对破骨细胞的1-磷酸鞘氨醇（S1P）信号通路功能的作用。方法利用地塞米松和1d，25-二羟维生素[1α，25-（OH）2VitD3]将RAW264-7细胞诱导成破骨细胞，诱导成功后利用反转录聚合酶链反应检测诱导破骨细胞上1-磷酸鞘氨醇受体1（SIPRl）、S1PR2、S1PR3、S1PR4、S1PR5表达水平的差异，再设置实验组（将400ng／mL的FTY720-P作用于破骨细胞）和对照组（对照组培养基中仅加入溶解剂），在基因及蛋白水平检测SIP通路下游细胞外信号调节激酶1（ERKl）、caspase9、蛋白激酶C（PKC）的mRNA的表达，并检测与骨重建密切相关的骨形态发生蛋白．2（BMP-2）及转化生长因子-β1（TGF-β1）的mRNA表达。结果成功利用地塞米松和1α，25-（OH）2VitD，将RAW264-7细胞诱导成为破骨细胞，并利用抗酒石酸酸性磷酸酶染色鉴定；诱导成功后的破骨细胞上S1PRl相较于其他S1PR亚型呈高表达。培养48h后，与对照组比较，实验组的蛋白激酶CmRNA的相对表达量减少，BMP-2mRNA和TGF-β1mRNA的相对表达量增加，差异均有统计学意义（P〈0．05）。而两组间ERKl和caspase9 mRNA的相对表达量比较差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论FTY720-P能通过影响破骨细胞上SIP信号通路，主要是通过结合S1PRl影响其下游PKC信号的表达，并促进破骨细胞上BMP-2和TGF-β1的表达，最终影响破骨细胞的功能。

巴西橡胶树HbSERK2的克隆与表达分析

为了探究体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶基因在橡胶树体细胞胚发生中的作用,在橡胶树体细胞胚转录组测序的基础上,克隆出一条编码巴西橡胶树体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶(somatic embryogenesis receptor-like kinase, SERK)基因的序列,命名为HbSERK2。HbSERK2长1 404 bp,编码467个氨基酸,推测HbSERK2蛋白分子量为51.49 kD,等电点为5.53。Hb SERK2序列与木薯、毛果杨、胡杨、蓖麻、柑橘、麻风树等物种的体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶具有较高的同源性,分别为99%、97%、97%、97%、97%、97%。生物信息学分析表明,Hb SERK2含有一个高度保守的蛋白激酶家族结构域,并且含有ATP结合区、蛋白激酶活化位点和Ser/Thr活性位点。q RT-PCR结果显示,HbSERK2在50 d愈伤、初级胚、球形胚、子叶形胚和幼苗中均有表达,在初级胚中表达量最高。本研究结果表明HbSERK2可能在橡胶树体细胞胚发生早期发挥重要作用。