向日葵哪8个生长过程
本文转自:光明日报
向日葵永远向着太阳绽放它的“笑脸”,是什么原因使得它“向日倾”?答案是植物体内的生长素。如同人体内生长激素一样,生长素负责给细胞传达信息,指挥植物的生长发育。受光照影响,生长素会从向日葵茎端向光侧运输到背光侧,产生浓度差异。由此,背光侧生长会更快,而向光侧慢一些,向日葵的花盘就朝着太阳的方向转头了。生长素的运输需要细胞膜上的“搬运工”——转运蛋白的协助,其中非常重要的一员是负责将生长素从细胞内搬运到细胞外的外排蛋白PIN。
这些“搬运工”是怎样工作的呢?8月2日,《自然》杂志以“快速通道”形式发表了中国科学技术大学生命科学与医学部孙林峰教授团队在植物生长机理上的重大进展,题为“拟南芥PIN1蛋白识别和外排生长素的结构探究”。团队揭示了植物生长素“搬运工”成员PIN1蛋白,以及它分别与抑制剂NPA(又名抑草生)、生长素IAA结合的三个高分辨率结构,并通过功能分析阐释了PIN1“搬运”生长素的机制,为理解植物生长素运输调控以及针对PIN蛋白的农业用除草剂和生长调节剂的设计开发提供了重要基础。
作为第一种被发现的植物激素,生长素几乎参与了植物生长发育调控的每个过程,如胚胎发育、组织分化、向光性和向重力性生长等。生长素的一个显著特点是其细胞间传递具有方向性,被称为极性运输,而PIN家族蛋白就在其中发挥了关键作用。特定PIN家族成员在细胞质膜上具有不对称分布的特点,它们的分布位置决定了生长素“搬运”的方向。解析PIN蛋白的三维结构对于我们理解生长素的“搬运”过程有极大的帮助,是生长素研究领域亟待解决的科学问题,同时也有助于我们针对PIN蛋白设计小分子抑制剂,找到更有效、更安全的农用除草剂或植物生长调节剂。NPA是之前在实验室广泛应用的一种生长素极性运输抑制剂,也是农业生产中最早作为除草剂应用的化学小分子。生化证据表明,NPA可以直接靶向PIN蛋白,但是究竟是如何发挥作用的一直不清楚。
拟南芥PIN1是最早被鉴定的PIN家族成员之一,其基因突变导致植物产生裸露的针状花序,该家族由此得名。本研究中,孙林峰团队针对PIN1这一经典的PIN家族成员展开研究,搭建出一套全新的、基于放射性同位素的功能检测体系,验证了PIN1蛋白的生长素“搬运”活性,以及受激酶激活、被NPA抑制的过程。这一实验体系利用更易培养、方便蛋白表达的哺乳动物HEK293F细胞,操作也更容易进行,为生长素运输研究提供了一种新的手段。
为解决PIN1蛋白构象不稳定及分子量较小的问题,孙林峰团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心李典范团队合作,利用体外纳米抗体合成技术,筛选得到了靶向PIN1蛋白的纳米抗体,并利用冷冻电镜单颗粒重构技术,成功解析了PIN1与一种纳米抗体结合的、分辨率为3.0埃的结构,首次揭示了经典PIN家族蛋白成员的三维结构。团队进一步解析了PIN1与生长素IAA、抑制剂NPA结合的复合体结构,揭示了PIN1蛋白“装载”生长素,以及NPA“鸠占鹊巢”阻止生长素“搬运”的全貌。
该研究揭开了植物经典PIN家族蛋白的结构面纱,系统阐释了PIN1“搬运”底物生长素IAA以及被NPA抑制的分子机制,为我们深入理解植物生长素极性运输过程,认识“葵花向日倾”等等奇妙的植物界现象的原理提供了重要帮助。基于这些结构可以设计特异性靶向PIN家族蛋白的小分子抑制剂,利用杂草和农作物的生长素浓度敏感性差异,甚至是它们PIN蛋白结构的不同,设计出更高效、对环境更友好、对人类更安全的除草剂和生长调节剂,应用于农业生产。(记者 常河 通讯员 王敏)
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伊达垂3109向日葵一生的生长阶段的各个名称 -
皇珍哗13646455345 ______ 芽、花、籽!
伊达垂3109向日葵的外貌特征 -
皇珍哗13646455345 ______ 1、向日葵为头状花序,生长在茎的顶端,俗称花盘.其形状有凸起、平展和凹下三种类型.花盘上有两种花,即舌状花和管状花.舌状花1~3层,着生在花盘的四周边缘,为无性花. 2、它的颜色和大小因品种而异,有橙黄、淡黄和紫红色,...
伊达垂3109怎么种活向日葵啊? -
皇珍哗13646455345 ______ 赏向日葵的栽培方法 观赏向日葵又名美丽向日葵,为菊科向日葵属植物.观赏向日葵花朵硕大,鲜艳夺目,枝叶茂密,是新颖的盆栽观赏植物. 观赏向日葵栽培历史不长,但发展很快.从单瓣的向日葵,很快选育出矮生种、橙色重瓣种和分枝...
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伊达垂3109向日葵是怎么生长的呢? -
皇珍哗13646455345 ______ 这得看你是种的什么品种的向日葵吧,如果是普通市场卖的生瓜子,那种出来就很高很大,有一米多高;如果是矮种观赏的向日葵,幼苗期就是几片叶子,杆也会越来越高,到它开花时能有1尺多高,叶子最大的时候跟女孩子的巴掌差不多,从发芽到开花差不多两个月,一个多月就会开始长花蕾,花盘十五六公分.因为我去年也是种的这种矮向日葵.
伊达垂3109向日葵的生长 -
皇珍哗13646455345 ______ 生长素主要是在茎尖以上形成的,并不断向基部运输.生长素的分布不断受到光的影响:向光的那一侧生长区生长素浓度相当低,背光的一侧浓度相当高.如此一来,向光的一侧生长区生长十分慢,背光的一侧生长区生长十分快,因此茎就产生...
伊达垂3109向日葵适合在哪些地方生长? -
皇珍哗13646455345 ______ . 温度 向日葵原产热带,但对温度的适应性较强,是一种喜温又耐寒的作物. 向日葵种子耐低温能力很强,当地温稳定,在2℃以上, 种子就开始萌动;4~5℃时,种子能发芽生根;地温达8~10℃时,就能满足种子发芽出苗的需要.发芽的最适...
伊达垂3109向日葵是怎样生长的? -
皇珍哗13646455345 ______ 春天种子埋在地里,就像其他农作物一样啊.
伊达垂3109葵花的生长过程 -
皇珍哗13646455345 ______ 因为向日葵的花托部生长素背光分布,所以背光侧的茎生长较快,茎就会向光源处弯曲 向日葵,由于其生长前期的幼株顶端及中期的幼嫩花盘会跟着太阳转动得非常明显而得名.人们都认为向日葵朝阳仅与光能照射有关,其实与重力作用也有着...