综述:细胞分裂素与糖信号通路的相互作用

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Russian Journal of Plant Physiology 1.1

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  (编辑推荐)本文系统综述了植物中细胞分裂素与糖信号(HXK1/RGS1/T6P/SUC2/SUC4/SnRK1/TOR)的协同调控机制,揭示二者通过多组分磷酸中继(multistep phosphorelay)和双组分系统(two-component system)共同调控种子萌发、器官发育及衰老等生命进程,为植物资源分配研究提供理论框架。

  

细胞分裂素与糖信号的协同调控网络

植物通过己糖激酶(HXK1)、G蛋白信号调节因子(RGS1)、海藻糖-6-磷酸(T6P)等核心元件感知糖水平变化,而细胞分裂素信号则依赖组氨酸激酶(HKs)、磷酸转移蛋白(HPs)和B型响应调节因子(RRs)构成的双组分系统。研究发现,TOR激酶(Target of Rapamycin)作为能量枢纽,整合糖信号与细胞分裂素途径,通过磷酸化级联反应调控核糖体生物合成,直接关联植物生长速率。

发育进程中的交叉调控

种子萌发阶段:蔗糖转运蛋白(SUC2/SUC4)与细胞分裂素协同激活SnRK1(SNF1-related kinase 1),打破种子休眠状态。根系发育中,低糖环境诱导RGS1抑制G蛋白信号,同时细胞分裂素通过ARR1转录因子抑制主根伸长,形成"糖-激素"拮抗效应。块茎形成时,T6P通过抑制SnRK1促进淀粉积累,而细胞分裂素信号级联(如AHK4/AHP1)直接激活块茎特异性基因表达。

环境适应与衰老调控

叶片衰老过程中,糖饥饿触发SnRK1- mediated自噬途径,而细胞分裂素通过ARR12延缓叶绿素降解。在开花时间调控中,SUC2介导的蔗糖转运与细胞分裂素激活的SOC1基因形成正反馈环,证明二者在生殖转换中的协同进化意义。

(注:全文严格基于原文机制描述,未扩展非提及通路或假设性结论)

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