Генетика развития растений. Гиббереллины

Гиббереллины

Гриб Gibberella fujikuroi

Гиббереллины – стимуляторы вегетативного и генеративного развития

Мутанты по гиббереллинам - карлики

АБК

Функции гиббереллинов и их взаимодействие с другими фитогормонами

Связь биосинтеза гиббереллинов и АБК

Предшественником ГА является геранил-геранил-дифосфат (ГГДФ) (в-во из

Основные ферменты:
1. Семейство TPS (терпен-синтазы) – до энт-каурена:
- CPS (копалил-дифосфат-синтаза)
- KS

Инактивация гиббереллинов

2β–гидроксилирование - GA-2-оксидазы (ферменты группы 2ODD) – основной путь
Эпоксидирование –

Фенотипы мутантов по генам CPS, KS, KO – гиббереллин-чувствительные карлики

эндосперм

проводящая

Основной путь регуляции концентрации гиббереллинов - контроль экспрессии генов 2ODD (Ga3-Ox,

Регуляция биосинтеза гиббереллинов конечным продуктом (feedback)

Активные гиббереллины вызывают:
репрессию

Регуляция биосинтеза гиббереллинов в развитии растения

maturation

dormancy

germination

период покоя и прорастание

GA

ABA

ABA

Регуляция биосинтеза гиббереллинов в развитии растения

Регуляция биосинтеза гиббереллинов в развитии растения

NPH4/ARF7

MSG/IAA19

GA3Ox

GA2Ox

стебель

Рецепция и передача сигнала при ответе на гиббереллины

SCFSLY/GID2

1

2

3

4

5

Белки DELLA - репрессоры ответа на гиббереллины

Относятся к семейству ТФ

Гиббереллины вызывают деградацию DELLA белков

SCFSLY/GID2

Механизм – убиквитинирование, опосредованное SCFSLY/GID2

Гены DELLA:
Рис: SLR (SLENDER RICE), SLRL1 и SLRL2 (SLR-Like 1 и

Гены-мишени ТФ DELLA

GRAS

DELLA

1). Негативно регулируются DELLA белками

Около 500 генов

Гены α амилаз

DELLA белки и взаимодействие гиббереллинов с другими гормонами

этилен

EIN3

DELLA

рост стебля, цветение

гиббереллины

ауксины

ARF

DELLA

гиббереллины

рост стебля

Белок GID1 – рецептор гиббереллинов

Фенотип мутантов gid – гиббереллин-нечувствительные карлики (GID=Gibberellin

ТФ GAMYB – регуляторы экспрессии гиббереллин-зависимых генов

ТФ семейства MYB

GAMYB1

GAMYB33

гены
α-амилаз

LEAFY

Белки SPY и SEC – стабилизаторы DELLA белков

WT spy

«гиббереллиновый»
фенотип

восстановление

Функции гиббереллинов в развитии растений

АБК

Функции гиббереллинов в развитии растений: прорастание семян

GA

GAMYB1

α
амилазы

крахмал

олигосахариды

прорастание

1. Индукция α−амилаз

Функции гиббереллинов в развитии растений: прорастание семян. 2. Выход проростка из

Антагонизм ГК и АБК в контроле периода покоя и ответа на

Функции гиббереллинов в развитии растений:
удлинение междоузлий и листьев

dwarf

dwarf+
GA

+ GA

short day

short

CDKA

GAMYB

гиббереллины

клеточный цикл

1). Стимуляция пролиферации клеток

Удлинение междоузлий и листьев:

Удлинение междоузлий и листьев:

2). Растяжение клеточных стенок

ауксины

Н-АТФазы

Н+

Н+

Н+

EXP

гиббереллины

ХЕТ

Функции гиббереллинов в развитии растений:
переход к цветению

GA

LFY

SOC

FT

цветение