高等植物中cAMP信号的作用

作者：徐如强^*; 刘金蕊

来源：中国生物化学与分子生物学报, 2020, 36(05): 494-503.

DOI：10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.02.0405

• 植物
• 环化腺苷酸
• 细胞信号
• 生长发育
• 调控作用

环化腺苷酸(adenosine 3′, 5′-cyclic monophosphate, cAMP)是生命活动中发挥重要作用的第二信使。高等植物中cAMP的存在及其生理作用曾引起人们长时期的争议。随着电生理学、生物化学和分子生物学等研究证据的不断增加,cAMP已被认为是高等植物信号途径网络的重要组成部分。高等植物中既存在催化cAMP合成的腺苷酸环化酶(adenylyl cyclases,AC),也存在引起其降解反应的磷酸二酯酶(phosphodiesterases, PDE)活性,它们共同维持细胞内cAMP水平。与哺乳动物相比,高等植物中cAMP一般表现较低的浓度水平,它却可以对许多刺激因素作出瞬时反应而显著升高,从而诱导产生信号作用。已有证据表明,cAMP在高等植物中参与环化核苷酸门控离子通道(cyclic nucleotide-gated channels, CNGCs)和蛋白激酶(protein kinases)等介导的信号级联反应,也与钙离子/钙调素(calcium/calmodulin, Ca2+/CaM)、水杨酸(salicylic acid,SA)、茉莉酸(jasmonic acid, JA)和一氧化氮(nitric oxide, NO)等信号途径相连,以及能够与高等植物中的脱落酸(abscisic acid, ABA)、生长素(auxin)、赤霉素(gibberellin, GA)等许多激素的效应发生相互作用。cAMP信号能够对高等植物的离子运输、细胞周期、有性生殖、温光反应、光合作用、衰老、生物与非生物胁迫反应等产生显著影响,从而在植物的生长发育与环境适应性中发挥广泛的作用。本文比较系统地综述了有关的研究进展,并对其归纳提出高等植物cAMP信号作用模型,以及讨论和展望未来的研究方向。

• 单位
  郑州大学; 棉花生物学国家重点实验室