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植物学通报 2006, 23 (5): 519~530 Chinese Bulletin of Botany . 综述 乙烯 乙烯的生物合成与信号传递 陈涛,张劲松* 中国科学院遗传与发育生物学研究所, 国家植物基因组重点实验室, 北京 100101 摘要 乙烯是气体植物激素, 它在植物的生长发育过程中有很多作用。所以了解乙烯的生物合成及其 信号转导是非常重要的。二十年来, 通过筛选有异于正常三重反应的突变体, 人们发现了乙烯信号转导 的粗略轮廓。在拟南芥中, 有5个受体蛋白感受乙烯, ETR1 、ERS1 、ETR2 、ERS2 、EIN4 。它们表现出 功能冗余, 是乙烯信号的负调控因子, 在植物体内以二聚体的形式存在。ETR1 的N端与乙烯结合时需要 铜离子( Ⅰ) 的参与。尽管已经发现ETR1有组氨酸激酶活性, 而其它受体有丝氨酸/苏氨酸激酶活性, 但受 体参与乙烯信号转导的机制还不是很清楚。受体与Raf类蛋白激酶CTR1相互作用, CTR1是乙烯反应的负 调控因子。CTR1蛋白失活使EIN2蛋白活化。EIN2 的N端是跨膜结构域, 与Nramp家族金属离子转运蛋白 的跨膜结构域类似。EIN2 的C端是一个新的未知结构域, 与乙烯信号途径的下游组分相互作用。EIN3位 于EIN2 的下游, EIN3和EILs诱导ERF1和其它转录因子的表达, 这些转录因子依次激活乙烯反应目的基因 的表达, 表现出乙烯的反应。EIN3受到蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调节。由于乙烯是一种多功能的 植物激素, 其信号途径与其它信号途径有多重的交叉。 关键词 乙烯, 信号转导, ETR1, CTR1, EIN2, EIN3, 激酶, 交叉 Ethylene Biosynthesis and Signal Pathway Model * Tao Chen, Jinsong Zhang State Key Laboratory of Plant Genomics, Institute of Genetics and Development Biology , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100101 , China Abstract The gaseous hormone ethylene has numerous effects during plant growth and development. It is important to know how ethylene is synthesized and how the signal is transduced. During the past twenty years, the isolation and characterization of various mutants that show an altered triple-response phenotype has uncovered a largely linear ethylene signaling pathway with branches in the downstream response pathway. In Arabidopsis, perception of ethylene is performed by five receptors, ETR1, ERS1, ETR2, ERS2, EIN4, which exhibit structural and functional redundancy and are negative regulators of ethylene signaling. The receptors are homodimer in vivo. The membrane-bound N-terminal of ETR1 binds ethylene with the assistance of a copper cofactor Cu ( Ⅰ). Although ETR1 was reported to po