文献综述报告
植物激素是指一些在在植物体内合成，并从产生处运送到植物其他组织，对生长发育产生显著影响的微量有机物。当前的五大经典植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯、脱落酸。以上五种激素自身的合成和信号途经及其相关基因已经被研究的比较透彻。一些新型的植物激素，如：水杨酸、茉莉酸、油菜素内酯等，正在日益成为目前研究的热点。独脚金内酯也是目前研究的热点植物激素之一。目前，从植物体内分离出来几十种独脚金内酯类化合物，除了植物自身合成的外，还有GR3、GR4、GR27等人工合成的类似物。
独脚金内酯是独脚金醇类化合物的总称。植物体内的独脚金内酯可以通过两条独立的途径进行生物合成：一是在细胞内质体中进行的甲基赤藓糖醇途径(Methyerythritol Phosphate Pathway,MPP)；二是在细胞质中进行的甲瓦龙酸途径。在高等植物中，独脚金内酯是在植物的根部以类胡萝卜素为前体合成的，合成后通过木质部运输到植株地上部分，参与调节植物株型。在低等植物中，独脚金内酯的合成与信号途径则略有不同。例如，D53基因是独脚金内脂信号转导过程中关键的一个抑制因子，但微生物、低等植物中不存在，说明D53是高等植物特有的基因。与独脚金内酯合成相关的基因包括编码类胡萝卜素裂解双加氧酶7(CCD7)的MAX3/RMS5/DAD3/D17/HTD1、类胡萝卜素裂解双加氧酶8(CCD8)的MAX4/RMS1/DAD1/D10、细胞色素P450单加氧酶的MAX1、beta;-胡萝卜素异构酶的D27。与独脚金内酯信号途经的相关基因有编码核内高亮氨酸重复F-box蛋白的MAX2/RMS4/D3、alpha;/beta;水解酶家族成员的D14/D88/HTD2、TCP家族转录因子的TB1、SLs信号传导途径抑制因子的D53。
SLs可以提高植物对特定生物逆境和非生物逆境的抵抗能力，还可以信号分子的状态调节植物细胞分化、伸长和分裂过程，并对部分植物根系发育、光形态建成、分枝、叶片衰老有一定程度的调节作用。首先，独脚金内酯对寄生性植物种子的萌发具有促进作用，寄生性植物可以依靠感知独脚金内酯来确定寄主植物的存在从而使自己能够依赖寄主植物获得养分继续生长。其次，独脚金内酯还可以抑制植物腋芽的分枝，之前一直认为生长素是腋芽生长的抑制物质，而细胞分裂素可以促进腋芽的生长分化 。但是，通过对豌豆和拟南芥突变体的研究发现，突变体内生长素和细胞分裂素与野生型并无显著差异，通过一系列的实验发现突变体缺少一种长距离运输并抑制腋芽生长的物质。经过前人的验证这种物质就是独脚金内酯。除此以外，一些研究也表明独脚金内酯可以促进植物主根的生长。在拟南芥合成突变体中，主根的的长度要明显短于野生型，施加GR24能够有效改善突变体的性状，但是GR24对拟南芥独脚金内酯信号途经突变体没有明显的效应。另外，独脚金内酯合成和信号途经的突变体中，其侧根数目均比野生型多。这些实验证据均表明独脚金内酯在植物根系的构型中具有重要作用。最后，独脚金内酯还可以促进丛枝菌根真菌的分枝，提高真菌为植物提供营养物质的能力，加强植物与真菌的的共生关系。
杨树是我国重要的速生树种，具有适应性强、种植范围广、易改良等优点，是我国重要的造林及绿化树种，被应用于速生人工林的建造。对于用材林，杨树木材的干形不规整，节疤多仍是亟需解决的一个问题，节疤属于杨树分枝发育过程形成的重要部分。分枝数增多会使主干细胞产生变形，纹理不规则，不仅影响了木材的美观程度更影响了材质的强度。对于能源林，提高杨树和柳树的分枝数，可以增加木材的生物量。因此，针对不同用途，可以通过调节SLs的合成和信号途径，培育出具有不同性状的杨树品种。通过分析杨树基因组数据，鉴定出杨树中独角金内酯的合成以及信号调控途径基因具有重要意义。
资料编号：[260316]
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