乙烯受体与下游信号组分作用机理与生物学功能分析

乙烯是一个重要的植物激素，参与植物各个阶段的生长发育。目前以拟南芥为主要研究材料，对乙烯信号转导进行的研究虽有长足进展，但也囿于实验手段、信号本质不清楚、信号组分生化特征不明等因素限制而受到限制。本项目将紧密针对(1)受体协作、(2)信号组分CTR1(MAPKKK蛋白)的作用、(3)新的信号组分的发掘，结合研究在细胞生物学水平上乙烯的作用、乙烯信号调控的内膜系统结构、以及基因表达谱分析的结果，发掘新的信号组分、参与的重要生理与代谢过程，从而整合研究植物乙烯信号转导的机理以及生物学重要性。本课题组有较完整的研究材料与研究基础的积累，除了以拟南芥为主要材料，也以水稻做为研究对象。本项目的执行将有助于我们对于乙烯信号转导途径的作用机理与生物学意义有更深层的认识。

本项目的执行，获得多个重要的乙烯信号途径调控组分，揭示了调控组分在不同的信号途径中具有重要的作用，从而使得乙烯信号途径能够在多个层次完成调控，达到感受不同浓度乙烯的生物学作用。我没从而提出“调控组”的概念，並确定该概念为将来的研究方向。我们获得的重要组分包括ENHANCING CTR1-10 ETHYLENE RESPONSE1 (ECR1), ECR2, HYPER RECOMBINATION1 (HPR1)。並说明本领域长时间存在的两个重要科学问题：1 植物如何通过多个乙烯受体完成信号转导， 2 是否存在独立于CTR1的信号途径。我们的研究说明不同的乙烯受体经过不同的组会产生的协作，从而产生不同强度的受体信号输出，得以精细调控乙烯途径。我们也证实乙烯受体氨基端能够通过一个未知途径，不通过CTR1对乙烯途径进行调控。 部分的研究利于水稻做为研究对象，也证实了水稻中所存在的乙烯途径的作用，並揭示乙烯在水稻生长发育与产量性状的影响。通过水稻的研究，揭示了不同物种中乙烯信号途径虽然极为保守，但是，相同组分在不同物种的冗余性却不同。该冗余性提供我们继续研究不同物种中乙烯途径如何达到精细调控的重要线索。