赤霉素(Gibberellin, GA)是一种调节植物生长发育的主要植物激素，在农业生产中被广泛用作植物生长调节剂。由于GA生产具有高成本，且会带来植株倒伏、分蘖减少等负面效应，在农业应用上具有局限性，功能特异的GA类似物的需求日益增长。GA受体GID1是一种可溶性受体，GA依赖条件下与DELLA蛋白互作，调节下游一系列生长响应，本文利用荧光标签载体表达的cLuc-GID-Nslr1-nLuc融合蛋白，利用多肽和人工合成的化合物进行人工筛选，根据荧光信号强度鉴定多肽和人工合成的化合物作为GA类似物的可行性，本文设计了一种新的筛选体系，可能用于更广泛的GA类似物和GA响应干扰物的筛选。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1引言（或绪论）1
1.1 赤霉素的发现和功能简介1
1.2 赤霉素去阻遏模型1
1.3 GIDDELLA互作调控及生物学意义2
1.4 赤霉素信号进化模式2
1.5 传统配体受体筛选体系3
1.6 赤霉素类似物研究进展3
1.7 其他激素类似物或干扰物研究进展3
2 材料与方法 5
2.1载体构建 5
2.2荧光素酶互补实验 6
2.3 候选小分子化合物和多肽 6
2.4候选赤霉素类似物处理方法 6
3 结果与分析 6
3.1 构建p35S: cLucGIDnslr1nLuc互作体系 6
3.2 利用烟草素酶系统验证载体可行性 8
3.3 筛选候选GA类似物或干扰物 8
4 讨论和结论 10
4.1 新的GA类似物遗传筛选体系10
4.2 GA类似物的研究意义和应用前景12
致谢13
参考文献14
遗传筛选赤霉素类似物
引言
植物激素是多种环境信号与发育信号整合的关键调控因子，赤霉素（gibberellins, GA）是经典五大植物激素之一，其作用贯彻整个植物的生活史，在大多植物的营养生长和生殖生长中都发挥关 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
键的调控作用，前期影响种子发芽、茎伸长、叶片扩张、毛状体形成等，后期调控花粉成熟、成花诱导等过程。农业生产中，GA被用作植物生长促进剂，而GA生物合成抑制剂，如（paclobutrazol（PAC）被用作植物生长抑制剂[1] 。
然而，许多因素限制了GA在作物上的农业应用。赤霉素会对植物生长造成一些不利的变化，导致植株长高，容易倒伏[2] 。GA3主要由真菌发酵生产，生产成本低于其他活性GA，但高于一般合成植物生长调节剂。因此，对低成本、易合成、功能受限的遗传模拟的需求正在稳步增长，这类化学物质将扩大赤霉素信号在农业上的实际应用。
由于生产成本、合成难度、受体亲和力等原因，各种植物激素所控制的生理功能调控在实际的农业生产中往往不会直接使用其天然存在的植物激素形式处理，而是采取人工合成的生长调节剂，多种激素类似物的筛选模式在实验条件下被人们逐渐摸索，而且在未来的人工控制的栽培环境下有望发挥提高水利用效率，调节生长状态和逆境适应性等重要的作用，其中包括最近报道的ABA受体激动剂OP等[3]。由于各类激素之间存在着部分共享的通性，因此各类激素间的筛选体系可能具有一定的借鉴意义。
1.1 赤霉素的发现和功能简介
赤霉素是一种双萜四环结构的化合物，最早在1926年在感染恶苗病的水稻植株中被鉴定，发现赤霉菌分泌物会引发水稻徒长的现象，后被结晶分离，并阐明其基本的化学结构。赤霉素是植物激素中种类最多的一种，自发现以来，已有136种GAs被命名，值得注意的是GA在植物、真菌、细菌中均有存在，但其中只有少数的GA具有生物活性，包括GA1, GA3, GA4, GA7，其他形式多为活性GA的前体形式或者GA代谢产物[2]。
GA在农业生产应用中发挥了关键性的作用，第一次绿色革命中，选择GA合成基因缺陷的主要的半矮化等位基因sd1至今在现代水稻品种中仍被广泛使用，在小麦中选择功能获得性的Rht1b（DELLA蛋白同源基因）[4]。
除此之外，赤霉素在水稻三系制种过程中外源喷施能够促进穗茎节伸长，克服包穗现象，构建更有利于杂交的穗部形态；在种子萌发阶段，适量的GA能够克服休眠，促进种子萌发；赤霉素在落叶果树上应用范围很广，具有诱导无子果实的形成、提高座果率、促进果实早熟和打破休眠的调控作用[57]。尽管GA在生产中也如此广泛的应用，但由于萜类化合物结构的复杂性，化学合成的成本相对比较高，目前主要是依赖真菌培养下提取。因此，筛选能够实现部分活性GA生理功能的GA类似物，对于农业生产具有重要的意义。
1.2 GAGID1DELLA去阻遏模型
GID1是GA激素的受体，受体蛋白包含一个口袋状结构，能够结合活性GA发生构象改变，暴露出具亲和性的结构域，这种构象改变后的GID1可以与DELLA蛋白发生互作，招募SCF E3泛素化连接酶进行DELLA的泛素化修饰，最终被26S蛋白酶体所降解，从而解除对下游生长响应的阻遏作用[8]。GAGID1DELLA去阻遏模型的提出在GA信号传导研究中具有里程碑式意义，其中DELLA作为GA信号中的核心负调节因子，由于自身并不是转录因子，因此DELLA对下游响应的调节可能通过以下两种途径：一方面DELLA阻遏生长正调节的转录因子（TF）和转录调控因子（TR），抑制它们与DNA调节区的结合；另一方面DELLA可以与部分TF/TR互作，共抑制下游生长激活子的转录[4]。
1.3 GIDDELLA互作调控及生物学意义
GA信号通路中GID1DELLA两者的互作是GA信号传导的关键，该过程依赖于活性GA的作用，是下游基因的调节中枢，研究GID1DELLA在植物信号传导及激素交叉互作中都具有重要意义，并且近年来已经取得了一系列进展[9]。GID1诱发的DELLA蛋白降解反应，通常解除DELLA对TF的阻遏以实现生长正调控，并且整合环境激素信号的交叉。例如DELLA与PIFs转录因子的互作介导光响应调节的细胞伸长过程，DELLA–ALC参与瓣膜边缘细胞分化，DELLA–SPT互作调节子叶细胞扩张，DELLA–SPL介导生长周期和衰老转变，DELLA–EIN3/EIL1互作共调节顶钩形成，DELLA–BZR1–PIF参与下肧轴伸长过程，DELLA–JAZ– MYC1模块调节JA/GA激素交互作用，介导防御反应和根生长，近期研究报道水稻中GID1SLR1互作协同调节矮化和多分蘖的株型建成[1012]。另外，GID1DELLA互作与其他转录因子存在竞争性抑制作用，两者的互作间接调控了下游响应过程，其中包括分枝、碳氮代谢等重要的农艺改良性状的调控[13, 14] 。

原文链接：http://www.jxszl.com/nongxue/zwbh/606239.html