按照细胞信号学说，环境信号主要为位于细胞表面的受体所接受，然后通过跨膜信号将细胞外信号转变为胞内信使，通过胞内信号传递引起胞内生理生化反应和遗传性状的表达。现有的研究结果表明GTP结合蛋白（GTP—binding proteins，简称G蛋白）在动物细胞跨膜信号转导中发挥着非常重要的作用，由它负责将质膜表面受体与质膜内侧的效应器（effectors）偶联起来。近年来的研究结果表明植物细胞中也存在与动物同源的G蛋白，武雅华、冯亮、黄海等已对此作过专门的介绍。
G蛋白是目前发现的普遍存在于真核生物细胞中的一个GTP结合蛋白家族，通常根据亚基组成及相对分子质量大小分为异三聚体G蛋白（heterotrimeric G proteins）和小G蛋白（small G protein）。
在植物细胞中克隆G基因外，Weiss等（1994）分别从玉米（EGB1）和拟南芥（AGB 1）细胞中克隆到2个与动物GB具有较高同源性（与人B2同源性分别为42%和44%），并且具WD—40结构的基因，被认为是植物细胞中的GB。Jones等（1998）从大麦糊粉层细胞中克隆到2个GB的cDAA。
到目前为止，对植物细胞信号转导的机制了解还不多。由于已知G蛋白信号在动物细胞和简单单细胞生物信号转导过程中发挥重要作用，所以人们推测G蛋白信号在植物细胞信号转导过程中也可能发挥重要作用，并已进行研究，此方面的进展主要有4个方面。
（1）光信号转导。Romero等（1991）发现蓝光可以促进黄化燕麦幼苗蛋白提取物结合GTPrS的活性，但与上述结果相比，提高的幅度要低得多，仅为17%，说明G蛋白可能也参与了蓝光信号转导。
（2）离子通道。武维华和Assmann（1994）用膜片钳技术，研究上述G蛋白调节剂对上述原生质体质膜上单K+通道的影响，同样发现GTPrS、CTX和PTX抑制K+内流，而GPBS促进K+内流。上述两试验结果都表明蚕豆保卫细胞中K+通道是受G蛋白负调控的，而第二个试验进一步在单离子通道水平上提供直接证据表明G蛋白可以直接调节植物胚中的离子通道。
（3）植物激素信号转导。目前已发现植物细胞中存在多种激素受体，但有关植物激素被受体接受后的信号转导过程却知之甚少。Borachor和Halewy（1994）发现经GTPrS和CTX处理以后，Phalaenopsis花对乙烯的敏感性增强，再用乙烯处理后凋谢时间明显缩短，花授粉后，随乙烯生成量的增加，花瓣质膜组分对GTPrS的结合活性也明显增加。
（4）病原信号转导。Beffa等（1995）利用受光调节的cab基因启动子与CTX结构基因构成嵌和基因导入烟草细胞中，发现转基因烟草对病原的抗性增强，并引发一些病原相关基因的表达和内源水杨酸的积累，从而提供直接证据表明G蛋白参与了植物病原信号的转导。
自从光敏色素被发现以来，对它的分子结构和光转换特性有比较深入的研究，相比之下，在信号转导和作用机理方面的研究却进展缓慢。近年来，原核生物信号转导机理和光受体的研究为植物光敏色素信号转导提供重要的理论依据，并极大地推动这一领域的研究。
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