促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)是生物体内信号转导的重要组分,受多种生物及非生物胁迫的刺激活化。利用RT-PCR方法克隆了水稻促分裂原活化蛋白激酶基因OsMPK14的cDNA序列(GenBank登录号为GQ265780)。该序列全长1660bp,包含1个1629bp的开放阅读框,编码蛋白由542个氨基酸组成,包含典型的蛋白激酶结构域及磷酸化位点TDY基序。序列比对和分析显示,OsMPK14基因位于水稻第5染色体上,其编码区由9个外显子和8个内含子组成。采用半定量RT-PCR技术,检测了光照、低温、高盐、干旱和脱落酸对该基因在水稻地上部分和根中表达的影响。结果显示高盐、低温、脱落酸都能上调其表达,而干旱对其表达具有微弱的抑制效应,光照可以降低该基因在水稻地上部分的表达,提高在根中的表达。基因可能在水稻非生物胁迫的应答中具有重要作用,其表达受多种因素调控。
促分裂原活化的蛋白质激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联是广泛存在于真核生物中的高度保守的信号转导途径。MAPK级联由MAPKKK(MEKK)、MAPKK(MEK或MKK)和MAPK三种蛋白质激酶组成。当细胞应答发育信号或者环境胁迫时,MAPK级联组分通过依次磷酸化被顺序激活,通过活化的MAPK磷酸化靶蛋白质,改变靶蛋白质的活性,将信号传递下去。MAPK级联在真核生物信号转导过程中发挥至关重要的作用,通过以复杂的信号传递网络形式整合多种外源和内源信号,涉及生长、发育、分化和应激等过程。已有研究显示,MAPK级联参与了植物生长发育、生物和非生物胁迫应答以及激素信号转导等过程。近年来,随着基因编辑技术、蛋白质相互作用技术以及磷酸化分析等技术的发展,水稻MAPK级联的鉴定和功能研究取得较大进展。本文概述了水稻MAPK级联的组成和分类,重点综述了水稻MAPK级联在粒型、粒数和休眠控制中的作用,以及在水稻基础免疫、稻瘟病、白叶枯病等生物胁迫中,低温、干旱、盐胁迫和创伤等非生物胁迫响应中的功能,讨论了MAPK级联和植物激素信号关系的研究现状,并就MAPK级联研究的前景和存在的主要问题进行了展望和分析,旨在为水稻MAPK级联的研究提供参考。
