综述：植物生长和发育中生长素作用的机制

这篇综述系统阐述了植物激素生长素（auxin）通过建立局部浓度峰值和梯度调控植物生长发育的最新进展。文章重点解析了PIN介导的细胞间运输结构基础，揭示了两种非转录调控机制：细胞内Ca2+瞬变和细胞表面感知介导的超快磷酸化，并探讨了环磷酸腺苷（cAMP）作为第二信使参与转录调控的新发现，为理解生长素（auxin）信号网络的复杂性提供了全新视角。

　　

Abstract

植物激素生长素（auxin）作为核心协调信号，通过形成组织内特异性分布模式指导植物发育进程。最新研究不仅完善了对其稳态调控和信号传递的认识，更突破性地发现其作用机制远超传统转录调控范畴。

生长素梯度构建的分子基础

生长素的空间分布依赖PIN家族转运蛋白建立的极性运输网络。近期冷冻电镜研究揭示了PIN蛋白的三维结构特征，其跨膜螺旋的独特排列方式解释了生长素（auxin）定向运输的分子机制。这种运输体系与ABCB转运蛋白协同作用，通过调控胞内/外生长素（auxin）浓度差构建发育所需的浓度梯度。

非经典信号转导途径

突破性进展发现生长素（auxin）能通过两种独立于转录调控的途径快速响应环境刺激：

1. 钙离子震荡：毫秒级细胞内Ca²⁺浓度波动直接激活下游激酶级联反应，调控气孔运动等快速生理过程；
2. 表面受体系统：定位在质膜上的新型受体（如ABP1/TMK复合体）介导全局性蛋白磷酸化事件，在30秒内触发细胞骨架重排等即时响应。

cAMP的第二信使角色

传统认为生长素（auxin）转录响应依赖AUX/IAA-ARF模块，但新证据表明环磷酸腺苷（cAMP）参与调控该通路。实验显示生长素（auxin）处理可提升胞内cAMP水平，通过激活PKA激酶影响ARF转录因子活性，这为解释组织特异性响应差异提供了新思路。

这些发现重新定义了生长素（auxin）作用范式——从静态梯度到动态信号网络，其多层级调控机制为作物遗传改良提供了全新靶点。未来研究需整合跨尺度分析技术，以揭示不同通路间的交叉对话机制。