細(xì)胞分裂素代謝信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良

1、植物學(xué)通報(bào)2006, 23 (5: 478498基金項(xiàng)目:教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(楊淑華、國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(No. 30221002; 左建儒和杰出青年科學(xué)基金(No. 30125025; 左建儒These authors contributed equally to this paper.* Author for correspondence. E-mail: for Shuhua Yang: yangshuhua; for Jianru Zuo: jrzuo細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良鄧巖1,王興春1,楊淑華2*,左建儒1*1中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生

2、物學(xué)研究所, 植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 1001012中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院, 植物生理學(xué)與生物化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100094摘要 在高等植物中, 細(xì)胞分裂素通過(guò)對(duì)細(xì)胞分裂與分化的調(diào)節(jié)而廣泛參與了對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控。在過(guò)去的10余年, 利用模式植物擬南芥的研究, 在闡明細(xì)胞分裂素的代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面取得了重要的進(jìn)展。同時(shí), 關(guān)于細(xì)胞分裂素與其它信號(hào)途徑之間存在的廣泛交叉反應(yīng)也受到了人們的注意。根據(jù)我們現(xiàn)有的知識(shí), 細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過(guò)磷酸基團(tuán)在一個(gè)雙元組分系統(tǒng)之間的系列傳遞而完成的, 該過(guò)程被稱之為“磷酸接力傳遞”(phosphorelay。細(xì)胞分裂素與其它信號(hào)

3、途徑的互作可能也主要是通過(guò)雙元組分系統(tǒng)鏈接的。雙元組分系統(tǒng)中目前已知的主要信號(hào)元件不僅表現(xiàn)出功能冗余性, 同時(shí)在調(diào)控特定的植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程時(shí)也具有特異性。本文在對(duì)細(xì)胞分裂素的代謝與轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程簡(jiǎn)要評(píng)述的基礎(chǔ)上,對(duì)其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及與其它信號(hào)途徑間交叉反應(yīng)的研究進(jìn)展進(jìn)行重點(diǎn)討論, 并展望細(xì)胞分裂素研究對(duì)重要農(nóng)業(yè)性狀改良的意義。關(guān)鍵詞 細(xì)胞分裂素, 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo), 雙元組分系統(tǒng), 交叉反應(yīng)New Insights into Cytokinins: Metabolism, Signal Transduction,Cross Talks and Potentials in Agricultural Applica

4、tionsYan Deng 1, Xingchun Wang 1, Shuhua Yang 2*, Jianru Zuo 1*1State Key Laboratory of Plant Genomics , Institute of Genetics and Developmental Biology , ChineseAcademy of Sciences , Beijing 100101, China2State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry , China Agriculture University , Bei

5、jing100094, ChinaAbstract The plant phytohormone cytokinin regulates numerous growth and developmental processes by regulating cell division and cell differentiation. During the past ten years, remarkable progress has been made to our understanding on the cytokinin metabolism, transport and signalin

6、g, mainly using Arabidopsis thaliana as a model system. In addition, substantial attentions have also been paid to cross-talks between cytokinin and other signaling pathways. According to our current understanding, cytokinin signaling is mediated by sequen-tially transferring a phosphoryl group in d

7、ifferent members of a two-component system, referred to as phosphorelay. The two-component system may also act as a module linking cytokinin and other signaling pathways. Most known members of the two-component system are functionally redundant, but also show綜述 . 細(xì)胞分裂素479 2006鄧巖等: 細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)

8、與農(nóng)藝性狀改良1955年, Miller等人在鯡魚精子DNA熱壓水解產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了一種可以促進(jìn)植物細(xì)胞分裂與分化的物質(zhì), 將其命名為激動(dòng)素(kinetin (Miller et al., 1955。隨后, 一些有著相同生理活性的物質(zhì)也陸續(xù)被發(fā)現(xiàn), 它們被統(tǒng)稱為細(xì)胞分裂素(cytokinins。早在發(fā)現(xiàn)之初, 人們便認(rèn)識(shí)到細(xì)胞分裂素可以與生長(zhǎng)素一起調(diào)節(jié)植物愈傷組織的分化, 并被廣泛地應(yīng)用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)中。隨后, 細(xì)胞分裂素在調(diào)控頂端優(yōu)勢(shì)、主根伸長(zhǎng)、維管束的形成、開花時(shí)間以及葉綠體發(fā)育中的功能也逐漸被人們發(fā)現(xiàn) (Mok, 1994; Mok and Mok, 2001。長(zhǎng)期以來(lái), 雖然人們?cè)谶z

9、傳學(xué)、生物化學(xué)以及生理學(xué)等方面進(jìn)行了大量工作, 但對(duì)細(xì)胞分裂素的代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等認(rèn)識(shí)仍然有限, 主要原因是細(xì)胞分裂素與其它信號(hào)途徑間存在著廣泛、復(fù)雜的交叉反應(yīng), 細(xì)胞分裂素相關(guān)基因間的功能冗余以及缺乏特異性的生物學(xué)分析系統(tǒng)。直到1996年Kakimoto創(chuàng)造性地將“不定芽分析技術(shù)”(shoot regeneration assay 應(yīng)用于對(duì)細(xì)胞分裂素相關(guān)突變體的遺傳篩選和分析中, 狀況才有所改善(Kakimoto, 1996。在近10年的時(shí)間里, 人們?cè)诩?xì)胞分裂素的代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及與其它信號(hào)途徑間交叉反應(yīng)的研究中都取得了重大的進(jìn)展。本文將就上述研究進(jìn)展做一簡(jiǎn)要的評(píng)述。1細(xì)胞分裂素

10、的代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞分裂素是一類具有腺嘌呤環(huán)結(jié)構(gòu)的植物激素。在腺嘌呤環(huán)的第6位氮原子(N6上共價(jià)連接的不同取代基團(tuán)產(chǎn)生了不同類型的細(xì)胞分裂素。根據(jù)N6基團(tuán)上取代基團(tuán)的不同, 細(xì)胞分裂素可分為類異戊二烯形式細(xì)胞分裂素和芳香環(huán)形式細(xì)胞分裂素等。1.1 細(xì)胞分裂素的生物合成在植物體內(nèi), 細(xì)胞分裂素主要以類異戊二烯的形式存在。目前已知的細(xì)胞分裂素生物合成途徑有兩個(gè), 即從頭合成途徑和tRNA分解途徑?，F(xiàn)有的證據(jù)表明, tRNA途徑只是植物體內(nèi)細(xì)胞分裂素合成的次要途徑, 而絕大部分內(nèi)源細(xì)胞分裂素是由從頭合成途徑合成的(Haberer and Kieber, 2002(圖1。人們對(duì)從頭合成途徑的最初了解來(lái)自于

11、從黏菌(Dictyostelium discoideum中鑒定出的一種酶,該酶可催化腺苷酸(AMP和二甲基丙烯基二磷酸(dimethylallyl diphosphate, DMAPP轉(zhuǎn)化成有活性的細(xì)胞分裂素異戊烯基腺苷-5'-磷酸(isopentenyladenosine-5'-monophosphate, iPMP。該步驟是細(xì)胞分裂素生物合成的一個(gè)限速步驟 (Taya et al., 1978。隨后, 在致癌農(nóng)桿菌 (Agrobacterium tumefaciens 中的致瘤Ti 質(zhì)粒上克隆的異戊烯基轉(zhuǎn)移酶基因 (IPT是第一個(gè)被克隆的編碼細(xì)胞分裂素合成酶的基因。在農(nóng)桿菌

12、的致瘤Ti質(zhì)粒上有Tmr和Tzs兩個(gè)IPT 基因(Akiyoshi et al., 1984; Barry et al., 1984。在之后10余年中, 對(duì)在植物細(xì)胞中是否具有類似的細(xì)胞分裂素從頭合成途徑一直沒有定論。在擬南芥全基因組序列完成后, 兩個(gè)研究小組獨(dú)立發(fā)現(xiàn)擬南芥中共有9個(gè)IPT-類似基因,分別命名為AtIPT1到AtIPT9。生物信息學(xué)分析表明AtIPT2和AtIPT9在序列上與tRNA-IPT 更相似, 而其它7種AtIPTs與細(xì)菌IPT基因結(jié)構(gòu)相似 (Kakimoto, 2001; Takei et al., 2001。其中, PGA22/IPT8基因的過(guò)量表達(dá)導(dǎo)致典型的細(xì)胞d

13、istinctive function in the regulation of a variety of developmental processes. In this review, we summarize our current understanding on cytokinin metabolism and transport, and discuss in detail on recent advances in cytokinin signaling as well as its cross-talks with other signaling pathways. We al

14、so make prospects on possible improvement of important agricultural traits by manipulating the cytokinin network.Key words cytokinin, signal transduction, two-component system, cross-talks48023(5圖1 細(xì)胞分裂素的代謝IPT催化細(xì)胞分裂素生物合成的第一個(gè)限速步驟, 該酶可能優(yōu)先利用ATP和ADP作為底物。植物體內(nèi)的大部分iPMP來(lái)自于底物iP、iPR、iPTP和iPDP, 僅有少部分是由AMP經(jīng)IPT催

15、化合成的。t-ZMP 可能主要由AMP和未知的側(cè)鏈前體經(jīng)iPMP非依賴途徑合成, 也可由iPMP和t-ZDR合成。反式玉米素t-Z主要由iP形式的細(xì)胞分裂素羥基化形成, 細(xì)胞色素P450單加氧酶CYP735A催化了這一反應(yīng)。iP和t-Z是細(xì)胞分裂素的活性形式, 二者及其核苷化衍生物iPR和t-ZR可被CKX不可逆地降解。iP和t-Z也可被細(xì)胞分裂素N-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(CKNGT不可逆的糖基化。t-Z還可以由tZOGT催化形成t-ZR, 該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。而t-ZR的糖苷鍵可被-葡萄糖苷酶裂解而產(chǎn)生自由態(tài)的t-Z。玉米素可以在反式(t-Z和順式(c-Z之間相互轉(zhuǎn)換, 一般認(rèn)為t-Z比c-Z的生物

16、學(xué)活性要高。上述反應(yīng)共同調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂素在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡。改編自參考文獻(xiàn)(Astot et al., 2000; Kakimoto, 2003a; Takei et al., 2004; Sakakibara, 2006。Fig. 1 Cytokinin metabolismIPT catalyzes the first rate-limiting step in the cytokinin biosynthesis pathway, which may preferentially utilize ATP and ADP as substrates. Most iPMP is produced

17、 from iP, iPR, iPTP and iPDP, whereas a minor fraction is derived from AMP. t-ZMP may be mainly synthesized from AMP and an unknown precursor via the iPMP-independent pathway, and can also be derived from iPMP and t-ZDR. Trans-zeatin (t-Z is predominantly converted from the iP-type cytokinins, catal

18、yzed by the cytochrome P450 monooxygenase CYP735A. iP and t-Z are biologically active forms of cytokinin, which, together with their riboside-derivatives iPR and t-ZR, can be irreversibly degraded by CKX. iP and t-Z can be irreversibly converted to the inactive O-glucoside derivatives by CKNGT. In a

19、ddition, t-Z can also be reversibly converted to tZOGT, which, in turn, can be converted into t-ZR by -glucosidase. Zeatins have two isoforms, t-Z and cis-zeatin (c-Z, and t-Z is generally believed to be a more active form than c-Z. These interconversions regulate homeostasis of cytokinins in planta

20、. Adapted from refer-ences (Astot et al., 2000; Kakimoto, 2003a; Takei et al., 2004; Sakakibara, 2006.481 2006鄧巖等: 細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良分裂素反應(yīng), 例如根變短, 下胚軸變粗, 子葉深綠色等。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn), 在pga22突變體中, 異戊烯基腺嘌呤(isopentenyladenosine, iP的核苷酸形式iPMP和核苷形式iPR (isopenteny-ladenosine riboside的含量分別增加了19和38倍 (Sun et al.,

21、2003。上述結(jié)果表明, AtIPT8作為一個(gè)有功能的IPT在植物體內(nèi)直接催化了iPMP的生物合成。類似的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)于對(duì)AtIPT4 (Kakimoto, 2001、牽?；?(Petunia hybrida (Zubko et al., 2002和蛇麻草 (Humulus lupulus (Sakano et al., 2004 等IPT基因的研究。在擬南芥中, 不同AtIPTs基因的表達(dá)模式不完全相同, 呈現(xiàn)不同的組織特異性, 表明細(xì)胞分裂素可能在植物體不同組織或部位合成(Miyawaki et al., 2004。由于以上細(xì)胞分裂素的合成途徑都有一個(gè)共同的中間體iPMP, 因此被稱為iPM

22、P依賴途徑。近年來(lái)的研究表明, 在植物體內(nèi)還存在著另一條細(xì)胞分裂素合成途徑, 即iPMP非依賴途徑。iPMP在內(nèi)源羥化酶的作用下, 可轉(zhuǎn)化成ZMP。然而在IPT轉(zhuǎn)化擬南芥植株中, ZMP 的生物合成速率比由IPT 酶催化產(chǎn)生的iPMP 的生物合成速率高66倍 (Astot et al., 2000。此外, 同位素雙示蹤試驗(yàn)表明, ZMP 的主要前體不是細(xì)胞質(zhì)中的iPMP, 可能是由AMP和一種未知的側(cè)鏈前體合成, 而該途徑受3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶的抑制劑mevastatin的強(qiáng)烈抑制, 表明這種未知的側(cè)鏈前體物質(zhì)可能是類萜的衍生物 (Astot et al., 2000。對(duì)IPT

23、過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因煙草的研究發(fā)現(xiàn), ZR和ZMP的含量增加, 而iPMP的含量不受影響 (Redig et al., 1996或降低 (Eklof et al., 1996, 此結(jié)果也支持了iPMP 非依賴途徑的存在。但在擬南芥中的研究也表明IPTs可能優(yōu)先利用ADP和(或ATP, 而AMP可能不是細(xì)胞分裂素生物合成的主要底物或前體。因此, 有的研究者認(rèn)為植物體內(nèi)的絕大部分iPMP可能由下面3個(gè)途徑產(chǎn)生: (1二磷酸異戊烯基腺苷(isopentenyladenosine-5'-diphosphate, iPDP或三磷酸異戊烯基腺苷iPTP (isopentenyladenosine-5

24、9;-triphosphate經(jīng)磷酸化酶去磷酸化; (2核苷結(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素異戊烯基腺苷(isopentenyladenosine riboside, iPR經(jīng)腺苷激酶而磷酸化; (3iPR經(jīng)腺嘌呤磷酸轉(zhuǎn)移酶結(jié)合上磷酸核糖基團(tuán) (Kakimoto, 2001; Takei et al., 2004。iP-形式的細(xì)胞分裂素也可以由細(xì)胞色素P450單加氧酶CYP735A1和CYP735A2羥基化后合成反式玉米素(trans-zeatin, t-Z(Takei et al., 2004(圖1。1.2 細(xì)胞分裂素的降解與修飾近年來(lái), 細(xì)胞分裂素的氧化分解作為調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂素動(dòng)態(tài)平衡的一種重要方式而得到廣

25、泛關(guān)注。細(xì)胞分裂素氧化酶(cytokinin oxidase/ dehydrogenase, CKX首先是在玉米中發(fā)現(xiàn)的,能特異的降解細(xì)胞分裂素類異戊二烯側(cè)鏈的不飽和鍵, 該反應(yīng)是一個(gè)不可逆反應(yīng)(圖1(Houba-Herin et al., 1999; Morris et al., 1999。在蘭花(Dendrobium orchid或擬南芥中過(guò)量表達(dá)蘭花DSCKX1基因, 導(dǎo)致內(nèi)源細(xì)胞分裂素的含量顯著下降, 從而產(chǎn)生了細(xì)胞分裂素缺失表型, 如莖生長(zhǎng)延遲, 而根的生長(zhǎng)加速 (Yang et al., 2003a, 2003b 。過(guò)量表達(dá)AtCKX1-4基因的擬南芥植株中, 內(nèi)源細(xì)胞分裂素的含量

26、顯著下降, 表現(xiàn)多種細(xì)胞分裂素缺失表型(Werner et al., 2003, 類似于細(xì)胞分裂素受體三突變體的表型(見下述。擬南芥細(xì)胞分裂素缺陷的表型之一是促使胚乳細(xì)胞分裂與生長(zhǎng), 因而CKX基因過(guò)量表達(dá)導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因種子的明顯增大(Werner et al., 2003, 暗示細(xì)胞分裂素對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量的潛在價(jià)值。這一重要推測(cè)最近在水稻中得到證實(shí)。在水稻中, 許多重要農(nóng)藝性狀都是受數(shù)量遺傳性狀(QTL基因控制的。日本和中國(guó)科學(xué)家通過(guò)圖位克隆鑒定分析了其中的一個(gè)主要QTL基因GN1A, 發(fā)現(xiàn)其編碼一個(gè)細(xì)胞分裂素氧化酶(OsCKX2。通過(guò)對(duì)不同產(chǎn)量性狀的栽培品種Koshihikari(低產(chǎn)、 Ha

27、bataki、5030、5150和90B2(后3個(gè)品種在我國(guó)長(zhǎng)江流域大規(guī)模48223(5種植等的分析發(fā)現(xiàn), 高產(chǎn)品種(后4個(gè)品種中OsCKX2基因均攜帶不同的功能缺失性突變, 促使體內(nèi)細(xì)胞分裂素含量增加, 特別是在分生組織與生殖器官中增加更為顯著, 因而導(dǎo)致小穗數(shù)和小穗中籽粒數(shù)顯著增加(Ashikari et al., 2005。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)新一輪綠色革命具有重大意義。細(xì)胞分裂素在體內(nèi)的修飾、相互轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)調(diào)控其生理活性具有重要意義(Mok and Mok, 2001。細(xì)胞分裂素可以在自由態(tài)、核苷和核苷酸等形式之間相互轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換不僅影響了細(xì)胞分裂素的動(dòng)態(tài)平衡而且還影響了其轉(zhuǎn)運(yùn), 因而受到廣

28、泛關(guān)注。植物體中細(xì)胞分裂素的種類繁多, 形式最簡(jiǎn)單的是自由態(tài)的異戊烯基腺嘌呤(isopentenyladenine, iP和反式玉米素(trans-zeatin, t-Z, 而更多的是發(fā)生在N3、N7和N9基團(tuán)上的、以iP 和t-Z 通過(guò)N-糖基化、N-丙酰基化或O-糖基化、O-乙?；刃问酱嬖诘慕Y(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素。一般認(rèn)為,結(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素是儲(chǔ)藏形式(糖基化等或轉(zhuǎn)運(yùn)形式(核苷化, 而自由態(tài)為主要的生物學(xué)活性形式。因此, 不同形式細(xì)胞分裂素的轉(zhuǎn)換被認(rèn)為是調(diào)節(jié)其體內(nèi)平衡的主要方式之一 (Mok and Mok, 2001。在糖基化修飾中, 了解最清楚的例證之一是玉米素配糖物(zeatin O-g

29、lucoside。玉米素配糖物的形成是由玉米素O-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(zeatin O-glucosyltransferase, ZOGT催化的 (Dixon et al., 1989; Veach et al., 2003。糖基化形式的細(xì)胞分裂素不但影響了細(xì)胞分裂素的活性, 而且這種形式的細(xì)胞分裂素不能被細(xì)胞分裂素氧化酶降解。然而, 這種糖基化是可逆的,葡萄糖苷酶可以切割糖苷鍵釋放出自由態(tài)的細(xì)胞分裂素 (Brzobohaty et al., 1993。一般認(rèn)為,細(xì)胞分裂素的結(jié)合態(tài)形式較為穩(wěn)定, 但在有關(guān)酶的作用下, 非結(jié)合態(tài)與結(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素之間可以互變, 植物可以在一定程度上以形成不同程度結(jié)合

30、態(tài)的方式來(lái)調(diào)節(jié)植物體內(nèi)細(xì)胞分裂素的水平。雖然, 人們對(duì)細(xì)胞分裂素的O-糖基化的了解較多, 但對(duì)N-糖基化的認(rèn)識(shí)仍有限。Hou等(2004 分析了105個(gè)重組糖基轉(zhuǎn)移酶對(duì)細(xì)胞分裂素的催化活性, 從中鑒定出2個(gè)細(xì)胞分裂素N-糖基轉(zhuǎn)移酶(CK N-glucosyltransferase, CKNGTUGT76C1和UGT76C2, 分別催化N7和N9位細(xì)胞分裂素的糖基化。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明UGT76C1能使外源施加的細(xì)胞分裂素發(fā)生糖基化。與O-糖基化不同, 細(xì)胞分裂素7-N-糖苷和9-N-糖苷不能被糖苷酶所識(shí)別, 因而該反應(yīng)是不可逆反應(yīng)(圖1。細(xì)胞分裂素的N-糖基化可能參與了植物體內(nèi)的解毒反應(yīng)(Letha

31、m and Palni, 1983。1.3 細(xì)胞分裂素的轉(zhuǎn)運(yùn)在所有植物激素中, 對(duì)生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸及其對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控作用的了解比較系統(tǒng), 而對(duì)其它所有激素的轉(zhuǎn)運(yùn)了解甚少。近年來(lái), 對(duì)細(xì)胞分裂素轉(zhuǎn)運(yùn)的研究獲得部分線索。由于細(xì)胞分裂素只能在特定的組織和細(xì)胞合成,因此必須通過(guò)擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)輸?shù)桨形患?xì)胞才能正確行使功能。目前已有的證據(jù)表明兩類蛋白可能參與了細(xì)胞分裂素的運(yùn)輸, 即嘌呤透性酶(purine permeases, PUPs和核苷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。利用酵母細(xì)胞進(jìn)行的生化研究表明,這兩種蛋白都能轉(zhuǎn)運(yùn)自由態(tài)和核苷形式的細(xì)胞分裂素。擬南芥中有2個(gè)嘌呤及其衍生物的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AtPUP1和AtPUP

32、2, 二者均能在酵母細(xì)胞中轉(zhuǎn)運(yùn)自由態(tài)細(xì)胞分裂素, 但其在植物體內(nèi)的功能未知 (Gillissen et al., 2000; Burkle et al., 2003。目前認(rèn)為在植物體內(nèi), 細(xì)胞分裂素主要以核苷的形式運(yùn)輸 (Mok and Mok, 2001; Sakakibara, 2006。通過(guò)篩選擬南芥pga22/ atipt8的抑制子突變體, Sun等(2005鑒定了一個(gè)弱抑制子突變soi33 (suppressor of ipt8。分子遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)SOI33基因編碼一個(gè)擴(kuò)散性核苷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AtENT8。生理學(xué)和生化研究表明SOI33/AtENT8以及其同源蛋白AtENT3參與了擬南芥體

33、內(nèi)核苷結(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素的轉(zhuǎn)運(yùn)。在特定條件下, soi33和atent3突變體對(duì)外源結(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素的反應(yīng)減弱, 但對(duì)自由態(tài)外源激483 2006鄧巖等: 細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良素的反應(yīng)沒有明顯變化。外源核苷類細(xì)胞分裂素吸收的測(cè)定結(jié)果表明, soi33和atent3對(duì)結(jié)合態(tài)3H-iPR的吸收比野生型降低了40%, 然而對(duì)3H-tZR的吸收沒有明顯地變化(Sun et al., 2005。上述結(jié)果表明SOI33/AtENT8和AtENT3可能是結(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素iPR的主要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白之一。對(duì)水稻中同源蛋白的生化研究印證了這一結(jié)論。在酵母細(xì)胞中異源表達(dá)的水稻OsENT2蛋白能

34、夠高親和力地轉(zhuǎn)運(yùn)iPR, 而對(duì)t-ZR的轉(zhuǎn)運(yùn)效率很低 (Hirose et al., 2005。ENT 家族蛋白功能的初步確定是繼生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白PIN家族蛋白功能分析后發(fā)現(xiàn)的第二類植物激素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。目前還不確定ENT家族蛋白參與的細(xì)胞分裂素的轉(zhuǎn)運(yùn)是否為植物體內(nèi)細(xì)胞分裂素轉(zhuǎn)運(yùn)的主要形式。2細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑近年來(lái)的研究表明, 在植物體內(nèi)細(xì)胞分裂素是利用了一種類似于細(xì)菌中雙元組分系統(tǒng)的途徑將信號(hào)傳遞至下游元件的。在擬南芥中,首先是作為細(xì)胞分裂素受體的組氨酸激酶(Arabidopsis histidine kinases, AHKs與細(xì)胞分裂素結(jié)合后自磷酸化, 并將磷酸基團(tuán)由激酶區(qū)的組氨酸轉(zhuǎn)移

35、至信號(hào)接收區(qū)的天冬氨酸; 天冬氨酸上的磷酸基團(tuán)被傳遞到胞質(zhì)中的磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Arabidopsis histidine-phosphotransfer proteins, AHPs, 磷酸化的AHPs進(jìn)入細(xì)胞核并將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到A型和B型反應(yīng)調(diào)節(jié)因子(Arabidopsis response regulators, ARRs上, 進(jìn)而調(diào)節(jié)下游的細(xì)胞分裂素反應(yīng)。B型ARR是一類轉(zhuǎn)錄因子, 作為細(xì)胞分裂素的正調(diào)控因子起作用, 可激活A(yù)型ARR基因的轉(zhuǎn)錄。A型ARR 作為細(xì)胞分裂素的負(fù)調(diào)控因子可以抑制B型ARR的活性, 從而形成了一個(gè)負(fù)反饋循環(huán)(圖2。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn), 細(xì)胞分裂素受體CRE1/A

36、HK4/WOL除激酶活性外還同時(shí)具有磷酸酶的活性, 可以將磷酸基團(tuán)從磷酸化的AHPs 上轉(zhuǎn)移回CRE1的天冬氨酸上, 說(shuō)明細(xì)胞分裂素介導(dǎo)的磷酸基團(tuán)傳遞是一個(gè)雙向的可逆的過(guò)程(Mahonen et al., 2006a (圖2。在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了3個(gè)作為細(xì)胞分裂素受體的AHK、5個(gè)AHP以及23個(gè)ARR。分子生物學(xué)和遺傳學(xué)研究表明, 不同的AHK、AHP 和ARR之間在序列上有著很高的同源性, 并存在高度的功能冗余現(xiàn)象。最近的研究發(fā)現(xiàn)它們同時(shí)也具有一定的功能特異性,不同的AHK、AHP和ARR可能在特定的細(xì)胞分裂素反應(yīng)或與其它信號(hào)途徑的交叉反應(yīng)中起主要作用。這些功能冗余又不失特異性的蛋白一起組成了

37、細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)(圖2。關(guān)于細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的雙元組分系統(tǒng),已經(jīng)有很多綜述對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)全面的介紹和討論 (Hwang et al., 2002; 鄭丙蓮等, 2003; Kakimoto, 2003b; Ferreira and Kieber, 2005。下面將著重討論關(guān)于AHKs、AHPs和ARRs功能的一些最新研究進(jìn)展以及細(xì)胞分裂素與其它信號(hào)途徑之間的交叉反應(yīng)。2.1 組氨酸激酶AHK在擬南芥中, 目前發(fā)現(xiàn)有3個(gè)組氨酸激酶是細(xì)胞分裂素的受體, 分別為AHK2、AHK3和CYTOKININ R ESPONSE 1(CRE1(又名AHK4和WOODEN LEG, WOL。其中, 最

38、先發(fā)現(xiàn)的CRE1是因?yàn)槠涔δ苋笔屯蛔凅w的外植體在含有適當(dāng)濃度的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素時(shí)不能形成綠色愈傷和不定芽而被分離鑒定到的(Inoue et al., 2001。CRE1蛋白以依賴于細(xì)胞分裂素的方式特異地互補(bǔ)酵母和大腸桿菌相關(guān)組氨酸激酶缺失突變體的表型(Inoue et al., 2001; Suzuki et al., 2001。此外, 表達(dá)CRE1的酵母細(xì)胞膜提取物具有與細(xì)胞分裂素特異的高親和力(Yamada et al., 2001, 因此, CRE1是一個(gè)細(xì)胞分裂素受體。在原生質(zhì)體的瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)中, 過(guò)量表達(dá)CRE1導(dǎo)致細(xì)胞分裂素標(biāo)記基因(marker gene對(duì)細(xì)胞分裂素超敏感(H

39、wang and Sheen, 2001, 而在幼苗中, 細(xì)胞分裂素對(duì)根伸長(zhǎng)的抑制作用在cre1突變體中明顯減弱, 說(shuō)明CRE1作48423(5圖2 細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)模式圖位于質(zhì)膜上的受體AHK2、3和4在結(jié)合細(xì)胞分裂素后, 其激酶區(qū)中保守的組氨酸發(fā)生自磷酸化, 之后磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至其信號(hào)接收區(qū)中保守的天冬氨酸, 進(jìn)而傳遞至胞質(zhì)中的AHP1-5上將其激活。磷酸化的AHP進(jìn)入細(xì)胞核后將磷酸基團(tuán)傳遞至核內(nèi)的A型和B型ARR上, 以激活下游的細(xì)胞分裂素反應(yīng)。其中, AHK4/CRE1受體不僅具有激酶活性, 也具有磷酸酶活性, 可以將磷酸基團(tuán)從磷酸化的AHP轉(zhuǎn)移到自身的天冬氨酸上。B型ARR的信號(hào)接收

40、區(qū)可以抑制自身的活性, 而細(xì)胞分裂素啟始的磷酸傳遞可以解除這種抑制作用, 進(jìn)而激活A(yù)型ARR等細(xì)胞分裂素初級(jí)反應(yīng)基因的表達(dá)。而A型ARR又可以反過(guò)來(lái)抑制B 型ARR的活性。B型ARR也可以激活CRF的表達(dá), 而細(xì)胞分裂素又可以通過(guò)AHK及AHP誘導(dǎo)CRF進(jìn)入細(xì)胞核與B型ARR一起共同調(diào)節(jié)部分細(xì)胞分裂素初級(jí)反應(yīng)基因的表達(dá)。AHP6作為細(xì)胞分裂素的負(fù)調(diào)控因子, 可以抑制磷酸基團(tuán)由AHP1-5到B型ARR的傳遞, 其自身的表達(dá)又受到細(xì)胞分裂素的抑制(AHP6的定位及細(xì)胞分裂素抑制其表達(dá)的機(jī)制仍不清楚。此外, CKI1和CKI2可能通過(guò)受未知信號(hào)的激活而參與細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。Fig. 2 A mod

41、el of the cytokinin signaling pathwayUpon binding by cytokinin, the cytokinin receptors AHK2, 3 and 4 are autophosphorylated at the conserved His residues in the kinase domain. The phosphoryl group is then transferred to the conserved Asp residues located in the receiver domain of the receptors, fol

42、lowed by transferring to the His residues of AHP1-5 in the cytoplasm. The phosphorylated AHPs are subsequently translocated into the nuclei, and transfer the phosphoryl group to the A-type ARR and B-type ARR proteins, leading to the activation of the downstream components. Note that, the AHK4/CRE1 r

43、eceptor has both kinase and phosphatase activities, which can transfer a phosphoryl group from an AHP to the Asp residue of the receptor. The receiver domain of the B-type ARR proteins negatively regulate their own activities, whereas cytokinin-activated phosphorelay relieves the repressive effect,

44、resulting in the expression of cytokinin primary responsive genes (e.g., A-type ARRs. A-type ARRs, in turn, negatively regulate B-type ARRs by an unknown mechanism. Whereas the B-type ARRs can also activate the CRF expression, cytokinin induces nuclear-localization of CRFs in an AHK- and AHP-depende

45、nt manner. Together with B-type ARRs, CRFs regulate the expression of cytokinin primary responsive gene. AHP6 is a negative regulator of the cytokinin response by inhibiting the transfer of phosphoryl groups from AHP1-5 to B-type ARRs. Expression of AHP is repressed by cytokinin by an unknown mechan

46、ism (subcellular localization of AHP6 is unclear. CKI1 and CKI2, activated by unknown stimuli, may also be involved in the cytokinin signaling.485 2006鄧巖等: 細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良為細(xì)胞分裂素受體在細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起正調(diào)控作用。AHK2和AHK3也被陸續(xù)證明能在體外和體內(nèi)特異地結(jié)合細(xì)胞分裂素(Yamada et al., 2001。3個(gè)受體的胞外區(qū)均具有保守的CHASE結(jié)構(gòu)域, 被認(rèn)為是細(xì)胞分裂素的結(jié)合區(qū)(An

47、antharaman and Aravind, 2001; Pas et al., 2004。細(xì)胞分裂素3個(gè)受體基因的大多數(shù)單突變體和雙突變體對(duì)外源激素的敏感性有不同程度的降低, 但在正常生長(zhǎng)條件下均無(wú)明顯的生長(zhǎng)發(fā)育缺陷,表明其功能的冗余性。對(duì)a h k2/ ahk3、ahk2/cre1和ahk3/cre1雙突變體的研究發(fā)現(xiàn), 雙突變體與各自的單突變體相比對(duì)細(xì)胞分裂素的敏感性均有進(jìn)一步的降低。雖然外源細(xì)胞分裂素對(duì)根伸長(zhǎng)的抑制作用在cre1突變體中明顯減弱, 但ahk2和ahk3單突變體以及ahk2/ahk3雙突變體的反應(yīng)與野生型沒有明顯區(qū)別, 表明細(xì)胞分裂素在根中的作用可能主要是通過(guò)CRE1行

48、使的(Higuchi et al., 2004; Nishimura et al., 2004。相反, 雖然ahk2/ahk3雙突變體表現(xiàn)出地上部分生長(zhǎng)缺陷(包括葉子變小和莖變短等, 但ahk2/cre1和ahk3/cre1雙突變體均沒有明顯的發(fā)育異常, 說(shuō)明細(xì)胞分裂素在植物地上部分的作用可能主要是通過(guò)AHK2和AHK3行使的(Higuchi et al., 2004; Nishimura et al., 2004。ahk2/ahk3/cre1三突變體對(duì)外源細(xì)胞分裂素的反應(yīng)幾乎被完全阻斷, 同時(shí)其植株生長(zhǎng)遲緩,根、葉生長(zhǎng)發(fā)育嚴(yán)重受阻, 育性也受到了嚴(yán)重的影響 (Higuchi et al.,

49、2004; Nishimura et al., 2004。上述結(jié)果說(shuō)明細(xì)胞分裂素在植物生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要的作用, 而功能冗余的AHK2、AHK3和CRE1在細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑上起正調(diào)控的作用, 但其功能具有一定的特異性(見下述。細(xì)胞分裂素的主要生理功能之一是延緩葉片衰老 (Mok and Mok, 2001。衰老與光信號(hào)也密切相關(guān)。通常, 離體葉片在黑暗中會(huì)加速衰老。在篩選可以延緩黑暗誘導(dǎo)的離體葉片衰老的突變體時(shí), Kim等(2006分離鑒定了一個(gè)AHK3的功能獲得型突變體。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),過(guò)量表達(dá)AHK3的轉(zhuǎn)基因植物同樣可以延緩黑暗誘導(dǎo)的離體葉衰老, 而AHK3的功能缺失型突變體則會(huì)加速

50、離體葉的衰老, 同時(shí)細(xì)胞分裂素對(duì)葉片衰老的抑制作用在ahk3突變體中也出現(xiàn)了大幅的減弱(Kim et al., 2006, 說(shuō)明AHK3在細(xì)胞分裂素調(diào)節(jié)的葉片衰老過(guò)程中起到了正調(diào)控作用。AHK3在調(diào)控衰老中的作用表現(xiàn)出高度的特異性: 與ahk3突變體不同, 細(xì)胞分裂素對(duì)ahk2和cre1突變體的葉片衰老的抑制作用沒有受到明顯的影響 (Kim et al., 2006, 表明在細(xì)胞分裂素調(diào)節(jié)葉片衰老的過(guò)程中, AHK3起到了主要的調(diào)控作用。在研究細(xì)胞分裂素受體作用的分子與生化機(jī)理方面, 最近也取得了突破性進(jìn)展。如前述,大部分ahk4的等位突變體(包括功能完全缺失的突變體在正常生長(zhǎng)條件下沒有明顯的

51、生長(zhǎng)發(fā)育缺陷, 但其中的2個(gè)等位突變wooden leg (wol 和wol-2卻出現(xiàn)了嚴(yán)重的根維管組織的發(fā)育缺陷(Mahonen et al., 2000; de Leon et al., 2004,其表型與ahk2/ahk3/ahk4三突變體的表型類似(Higuchi et al., 2004; Nishimura et al., 2004。由于任意一個(gè)或任意組合的受體雙突變體沒有明顯的根發(fā)育缺陷, 因此wol和wol-2突變可能抑制所有3個(gè)受體啟動(dòng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。有趣的是在wol/wol-2雜交的F1代中, wol-2可以互補(bǔ)wol 根的發(fā)育缺陷, 但不能互補(bǔ)wol對(duì)細(xì)胞分裂素敏感性減弱的表

52、型(de Leon et al., 2004, 即表現(xiàn)為部分的等位間互補(bǔ)(i n t e r-a l l e l i c complementation。此外, 在篩選wol的抑制突變體中分離鑒定的16個(gè)突變體中有13個(gè)是WOL基因本身的突變, 即WOL基因中的另一個(gè)突變抑制或互補(bǔ)了wol的表型(Mahonen et al., 2006a,即等位內(nèi)互補(bǔ)(i n t r a-a l l e l i c complementation。上述遺傳學(xué)研究表明CRE1/AHK4/WOL本身可能具有負(fù)反饋或自調(diào)控的機(jī)制。進(jìn)一步的生化實(shí)驗(yàn)表明, 細(xì)胞分裂48623(5素存在時(shí), CRE1表現(xiàn)出自磷酸化的激酶

53、活性, 并將磷酸基團(tuán)由ATP轉(zhuǎn)移至不同的AHP上。而在沒有細(xì)胞分裂素時(shí), CRE1表現(xiàn)出磷酸酶活性,將磷酸基團(tuán)從不同的AHP上轉(zhuǎn)移回CRE1上的天冬氨酸 (Mahonen et al., 2006a。因此, CRE1是一個(gè)雙功能的酶, 它不僅具有組氨酸激酶活性, 也具有可以將AHP去磷酸化的磷酸酶活性,說(shuō)明細(xì)胞分裂素介導(dǎo)的磷酸基團(tuán)傳遞是雙向的可逆的過(guò)程 (Mahonen et al., 2006a。根據(jù)這一模型, 不難解釋在wol突變中觀察的等位內(nèi)和等位間互補(bǔ)現(xiàn)象。wol突變發(fā)生在細(xì)胞分裂素結(jié)合的胞外區(qū), 使其不能與細(xì)胞分裂素結(jié)合。因此, 無(wú)論細(xì)胞分裂素存在與否, WOL突變蛋白始終維持在磷酸

54、酶活性狀態(tài), 從而阻斷了磷酸基團(tuán)向下游的傳遞(包括AHK2和AHK3啟動(dòng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo), 導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)育缺陷(Mahonen et al., 2006a。如果WOL突變蛋白的功能喪失(例如類似wol突變的抑制子突變中的情況, 則解除了其負(fù)調(diào)控或組成型的磷酸酶活性狀態(tài), 從而恢復(fù)正常的細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。值得指出的是, AHK2和AHK3均表現(xiàn)出磷酸激酶的活性,但不具備可檢測(cè)到的磷酸酶活性 (Mahonen et al., 2006a, 這進(jìn)一步表明功能高度冗余的3個(gè)受體在功能及作用機(jī)制等方面存在著一定的特異性。除上述3個(gè)細(xì)胞分裂素受體外, 2個(gè)組氨酸激酶CYTOKININ INDEPENDENT1

55、 (CKI1和CKI2可能也參與了細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控。CKI1編碼一個(gè)具有跨膜結(jié)構(gòu)的組氨酸激酶, 但其胞外區(qū)不具備保守的CHASE結(jié)構(gòu)域。此外, 在體外實(shí)驗(yàn)中CKI1不能與細(xì)胞分裂素結(jié)合, 因此, 一般認(rèn)為CKI1可能不是細(xì)胞分裂素受體。cki1-D功能獲得性突變體表現(xiàn)出典型的細(xì)胞分裂素表型(Kakimoto, 1996, 其功能缺失型突變體表現(xiàn)為雌配子不育表型(Pischke et al., 2002; Hejatko et al., 2003。但在胚胎發(fā)育以及之后的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中, cki1功能缺失型突變體在生長(zhǎng)發(fā)育以及對(duì)外源激素的反應(yīng)性上均無(wú)明顯表型(鄧巖和左建儒, 待發(fā)表。CKI

56、2編碼的組氨酸激酶不含有跨膜區(qū), 其功能缺失型突變體在正常生長(zhǎng)條件下也沒有明顯的表型(Mizuno, 2005。關(guān)于CKI1和CKI2的作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。2.2 磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AHP在擬南芥中存在著5個(gè)AHP基因(AHP1到AHP5, 它們編碼了一類約150個(gè)氨基酸的蛋白,并含有保守的組氨酸磷酸轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)域。因?yàn)榭梢曰パa(bǔ)酵母的組氨酸磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白突變體的表型(Wurgler-Murphy and Saito, 1997; Suzuki et al., 1998, 且在體外實(shí)驗(yàn)中可以從大腸桿菌的膜提取物和CRE1(或AHK2, AHK3, CKI1, CKI2上接收磷酸基團(tuán)并轉(zhuǎn)移至ARR上(I

57、mamura et al., 1999; Mahonen et al., 2006a, AHPs被確定為有功能的組氨酸磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。AHPs本身的表達(dá)不受細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)。在原生質(zhì)體瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)中, 細(xì)胞分裂素處理導(dǎo)致AHPs由胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi), 推測(cè)AHPs將磷酸基團(tuán)由膜上的受體最終轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)的ARRs上(Hwang and Sheen, 2001。通過(guò)酵母雙雜交分析及體外檢測(cè)AHKs激酶活性的研究, 發(fā)現(xiàn)不同的AHP和不同的AHK以及ARR之間存在著廣泛的互作(Imamura et al., 1999。由于功能的冗余性, AHPs與細(xì)胞分裂素的聯(lián)系一直缺乏遺傳學(xué)的證據(jù)。雖然過(guò)量表達(dá)AH

58、P2使轉(zhuǎn)基因植物的根和下胚軸對(duì)細(xì)胞分裂素的敏感性略為上升 (Suzuki et al., 2002, 但在外植體中, 過(guò)量表達(dá)AHP1、AHP2和AHP5均不能促進(jìn)細(xì)胞分裂素對(duì)標(biāo)記基因ARR6的誘導(dǎo)(Yamada et al., 2001。此外, ahp單突變體對(duì)外源細(xì)胞分裂素的敏感性也沒有明顯的改變。但最近的研究發(fā)現(xiàn), ahp1,2,3三突變體對(duì)外源細(xì)胞分裂素敏感性降低, ahp1,2,3,4,5五突變體不僅表現(xiàn)出了對(duì)細(xì)胞分裂素的不敏感性而且伴有嚴(yán)重的發(fā)育缺陷 (Ferreira and Kieber, 2005; Mizuno, 2005, 從而證明了AHPs是一類功能高度冗余的、在細(xì)胞分

59、裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中起487 2006鄧巖等: 細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良正調(diào)控作用的因子。除AHP1-AHP5外, 在擬南芥基因組中還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)高度同源的基因AHP6/APHP1。在AHP1-AHP5中高度保守的組氨酸在AHP6中變成了天冬酰胺, 因而AHP6可能不具備磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的功能。在酵母及體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn), AHP6的確不具備磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性, 相反卻抑制磷酸基團(tuán)從AHP1到ARR1的傳遞, 并可能同時(shí)抑制磷酸基團(tuán)從AHKs的組氨酸到天冬氨酸的傳遞。事實(shí)上, ahp6的缺失突變體是在篩選wol表型的抑制子突變體中獲得的, 即ahp6可部分抑制wol表型。此外, ahp6對(duì)外源細(xì)胞分裂素敏感性明顯增強(qiáng), 而外源細(xì)胞分裂素可以抑制AHP6的表達(dá)(Mahonen et al., 2006b。因此, 生化和遺傳學(xué)的證據(jù)都表明AHP6可能是細(xì)胞分裂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)調(diào)節(jié)因子。2.3 反應(yīng)調(diào)節(jié)因子ARR擬南芥基因組中共發(fā)現(xiàn)