松弛因子 植物细胞壁松弛因子——Expansin研究进展_0.doc

松弛因子 植物细胞壁松弛因子——Expansin研究进展 江苏农业 科学 ２ ０ １ ３年第 ４ １卷第 ６ 期　 张 安， 曹清河 ， 周志林 ， 等． 植 物细胞壁松 弛因子——Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ 研究进展［ Ｊ ］ ．江苏农业科学 ， ２ ０ １ ３ ， ４ １ （ ６ ） ： １ １ — １ ３ 　 植物 细胞壁松 弛 因子—— Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ 研究进展　 张 安　 ，曹清河　 ， 周志林　 ， 赵冬兰 　 ， 李　 昂 　， 李元元　 ， 唐 君　 （ １ ． 江苏徐州甘薯研究中心 ， 江苏徐州 ２ ２ １ １ ２ １ ； ２ ． 中国农业科学院研究生院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ） 　 摘要： 就Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的发 现与来源 、 基 因家族 分类 与基 因结构 、 功能 、 作用机理等 方面展开论述 ， 旨在让人们系统地　 了解 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的研究进展 ， 并为未来通过调控 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的表达来 调控植 物的生长发 育 、 提 高作物产量 、 延 长贮 藏时 间　 等生产应用 提供 参考 。 　 关键 词 ￣ Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ ； 扩张蛋 白； 膨胀素 ； 细胞 壁 ； 研究进展　 中图分 类号 ： Ｑ ５ ５ ２ 　 文献标 志码 ： Ａ 　 文章编 号 ： １ ０ ０ ２—１ ３ ０ ２ （ ２ ０ １ ３ 　 Ｊ ０ ６～ ０ ０ １ １— ０ ３ 　 植物 生长是 由细胞增 殖和增 大引起 的， 而植 物细胞 的增　 大受制于细胞壁 ， 细胞 壁在一定 程度上会 限制植 物细胞原 生　 质量迅速增加 ， 因此调节细胞壁 的伸展性 ， 重排细胞壁的动态　 结构是调节植 物 细胞 生长 的重要 突破 口… 。最 近对 植物 生　 １ 　Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的 发 现 与 来 源　 当植物细胞壁 ｐ Ｈ值降到约 ５ ． ５以下 时 ， 细胞迅 速膨大 ， 　 这种低 ｐ Ｈ值条件下 ， 植 物细胞快速伸展 的现象 为“ 酸生长 理　 论” 　 。Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的发现 起始 于 １ ９ ８ ９年 Ｃ ｏ ｓ ｇ ｒ ｏ ｖ ｅ对 黄瓜 下　 长调控分子机制 的研 究结果 表 明， Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ能促 进细 胞壁膨　 胀， 是一种对植物 生长具有广泛效应 的蛋 白质　－ ３ ］ 。 目前 ， 研　 究 者在 不 同种属 植物 中已作 了大 量 的基 因克 隆 ， 深入 研究　 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的基 因家族 、 结构 特性 、 细胞壁 伸展 的机制　 ， 新　 的Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ基因的克 隆 以及 基 因表达 的研究 加深 了人 们对　 这类细胞 壁 松 弛 蛋 白潜 在 功 能 的 认 识 。 目前 ， 国 内 关 于　 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的译名不 一 ， 如 扩展 蛋 白　 、 扩 张蛋 白 　 、 膨 胀　 胚轴酸诱导伸展的研究 ， 当时他得出一个结论 ： 细胞壁 的蠕变　 依赖于一种酶 ， 这种酶 牢 固结合或缠绕在细胞壁上 ， 他 也暗示　 这个 结 论 的 验 证 需 通 过 提 取 和 重 组 细 胞 壁 试 验 得 到。 　 Ｍｃ Ｑ ｕ ｅ ｅ ｎ— Ｍａ ｓ ｏ ｎ等验证 了这个重组方法的可行性 ， 从黄瓜下　 胚轴细胞壁中分 离获得分子量分别为 ２ ９ 、 ３ ０ 　 ｋ Ｄ ａ的 ２个活性　 蛋 白， 它 们 具 有 诱 导 热 钝 化 的离 体 细 胞 壁恢 复 伸 展 的功　 能　 。如将 黄瓜 下胚 轴 伸 长 区切 段后 在 沸 水 中 煮沸 去 活　 素　 、 膨 大 素　 ， 为 了不 引起歧 义， 本 文 使 用 英 文 单 词　 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ ， 就它 的发 现与 来源 、 基 因家族 分类 与基 因结 构 、 功　 能、 作用机理等方面展开论述 ， 旨在让人 们系统 了解 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ 　 的研究进展 ， 并为未来 通过调控 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ的表达来 调控植 物　 １ ５ 　 ｍｉ ｎ后 ， 浸入酸性缓冲液中 ， 细胞 壁的伸展现 象丧失 ， 但 当　 加入 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ后 ， 细胞 壁 的伸 展现象 不仅恢 复 ， 而且其 伸展　 强度 和动力学性质均与未经热去活的活细胞壁相似 。 　 自Ｍ ｃ Ｑ ｕ ｅ ｅ ｎ—Ｍａ ｓ ｏ ｎ等首先从黄瓜下胚轴 伸长 区分 离纯　 化出 Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ以来 ， 已相继从 其他一些 植物组 织 中纯 化 、 鉴　 的生长发 育 、 提高作 物产量 、 延 长贮 藏