小肽激素调控植物生殖发育的研究进展*
2021-04-29孙翔程丽军刘志文李超
孙翔,程丽军,刘志文,李超
华东师范大学 生命科学学院,上海 200241
小肽,通常指5~60个氨基酸组成的肽段,但在植物中也把长度少于100个氨基酸的肽段归为小肽[1]。自1991年科学家在番茄中发现长为18个氨基酸的系统素参与病虫害引起的植物抗虫反应以来[2],已经发现并报道了几十个家族的植物小肽参与基因表达调控,而且它们也参与发育和抗病等生物学过程。小肽主要作为信号分子起作用,由此又被称为“小肽激素”。与传统植物激素一样,小肽激素起作用的浓度很低,有些小肽甚至可以在飞摩尔浓度(fmol, 1 fmol/L=10-15mol/L)下起作用。
根据其N端序列不同,植物小肽可分为分泌型小肽和非分泌型小肽。非分泌型小肽主要在细胞内发挥功能,而分泌型小肽在胞内合成后运送到胞外,甚至通过木质部和韧皮部运输到其他组织器官,介导细胞间通信[3]。分泌型小肽可分为富含半胱氨酸小肽(cysteine-rich peptides,CRPs)和翻译后修饰小肽。多种CRPs被发现参与到植物生殖发育的各个过程,其中包括花粉分泌的PSK小肽调控花粉萌发[4],柱头分泌的STIG小肽参与烟草花粉与柱头识别过程[5],助细胞分泌的LURE小肽、XIUQIU和ZmEA1调控花粉管导向生长[6-8],等等。植物的雌雄互作过程复杂,参与因子很多(图1)。本文主要对几种在植物花粉和柱头识别过程中起作用的小肽家族的研究进展展开介绍和讨论。

图1 植物生殖发育过程中的小肽激素
1 RALF家族
快速碱化因子(RAPID ALKALINIZATION FACTOR, RALF)最早在烟草(Nicotiana tabacum)中由Pearce等人发现并分离得到。这类小肽可以迅速强烈地升高烟草细胞悬液培养基的pH值,而且这类小肽在番茄中的同源基因可以抑制番茄与拟南芥幼苗的根长[9]。……
