拟南芥CARK家族响应脱落酸信号的研究

植物激素脱落酸(Abscisic acid,ABA)在植物应对生物和非生物胁迫中起着重要作用.本研究利用以carks单基因突变体为亲本,构建双重突变体来检测CARKs在ABA信号途径中的功能.然后,分析多重突变体在ABA处理下,种子萌发率和子叶变绿的响应.结果显示:单基因突变体和双重变体与野生型相比,萌发率更高,双重突变体的子叶绿芽率高于单基因突变体.以上结果表明,CARKs家族基因在ABA信号途径中起正调控作用,而且它们的功能是冗余的.     

拟南芥CARK11参与ABA介导的生理功能研究

为了探究CARK11在ABA介导的生理进程中的具体作用,本研究以拟南芥哥伦比亚生态型(WT)、CARK11功能缺失突变体cark11和回补激酶丧失CARK11^N203A(com-CARK11m)以及过表达转基因株系(OE-CARK11)为研究对象,探究CARK11在种子萌发、幼苗形态构建、主根生长与干旱响应中发挥的作用.结果显示：相比WT,ABA促进了cark11和com-CARK11m的种子萌发、子叶变绿和主根伸长,而OE-CARK11被抑制. qRT-PCR检测RAB18和RD29a的表达量,发现过表达CARK11促进RAB18和RD29a表达;ABA处理后,这种促进作用更强.干旱实验发现,OE-CARK11耐旱性增加,而cark11和com-CARK11m耐旱性弱于WT.这些结果表明：CARK11作为ABA信号通路的正调控因子抑制拟南芥的种子萌发、子叶变绿和主根生长;同时在干旱胁迫中具有积极作用;另外CARK11在ABA信号途径中的功能依赖激酶活性.     

脱落酸信号调控植物干旱胁迫响应的研究进展

对脱落酸代谢途径和信号途径在干旱胁迫响应中的调控作用进行了综述,揭示脱落酸介导的信号网络调控植物应答干旱的分子机制,同时对异三聚体G蛋白参与脱落酸信号调控干旱胁迫响应的最新研究进行介绍,最后对未来脱落酸调控干旱胁迫响应的研究方向提出了展望,以期为今后深入研究脱落酸信号调控干旱胁迫响应及培育抗旱能力强的植物提供理论参考.     

拟南芥蛋白质激酶CARK7与ABA受体RCAR12相互作用的研究

脱落酸(ABA)受体RCARs在ABA信号传导过程中起关键作用,研究ABA受体的相互作用蛋白质对进一步了解植物抗逆的分子机制有重要的意义.本研究通过酵母双杂交发现CARK7与ABA受体RCAR12共转化酵母能在营养缺陷型平板SD/-Trp-Leu-Ade上生长.将CARK7与RCAR12分别克隆到原核表达载体pET-28a(+)和pGEX-6p-1中,构建融合蛋白表达载体,并进行原核表达和亲和纯化.纯化所得蛋白进行GST-pull down实验,结果表明RCAR12能够把CARK7蛋白拉下来.上述结果说明CARK7与RCAR12在体外存在相互作用.进一步通过双分子荧光互补实验发现CARK7与RCAR12在烟草叶片表皮细胞中能产生荧光信号,说明两者在体内同样具有明显的相互作用.     

拟南芥CARK3与RCAR12相互作用的研究

植物激素ABA是植物应对非生物胁迫的响应因子,广泛参与了植物生长发育的调控.ABA结合其受体后抑制PP2Cs的磷酸酶活性,释放SnRK2s,从而启动ABA信号转导途径.本文采用酵母双杂交系统,GST-pull down技术研究蛋白质激酶CARK3与ABA受体RCAR12在体外的相互作用,结果显示CARK3和RCAR12共转入酵母后,在三缺平板上能够正常生长;经His-Tag抗体检测,CARK3与RCAR12出现明显且单一的条带.同时,采用双分子荧光互补实验研究CARK3与RCAR12在体内的相互作用,结果显示CARK3与RCAR12共转化烟草后能观察到较强的荧光.体内外实验表明,CARK3与RCAR12存在明显的相互作用,CARK3可能通过直接磷酸化ABA受体RCAR12来调控ABA信号途径的生理应答.     

拟南芥CARK4与RCAR12相互作用的研究

本研究采用酵母双杂交(Y2H)、GST-融合蛋白沉降技术(GST-pull-down)及双分子荧光互补实验(BiFC)实验方法研究蛋白质激酶CARK4与脱落酸受体RCAR12之间的相互作用.酵母双杂交(Y2H)试验显示,缺失氮端的CARK4(CARK4ΔN)与RCAR12具有明显的相互作用.体外GST-融合蛋白沉降技术试验进一步得出CARK4能拉下RCAR12,而不能结合负对照GST,这证明CARK4可以直接与RCAR12相互作用.为了确定CARK4与RCAR12在植物体内是否也存在相互作用,利用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达来进行BiFC实验,结果表明在烟草中共注射CARK4与RCAR12能发激发荧光,而负对照却没有,这说明CARK4与RCAR12在植物体内存在相互作用.研究结果表明,CARK4与RCAR12在植物体内、体外均具有相互作用.     

叶绿体信号参与了拟南芥干旱胁迫响应

研究了50 μmol/L除草剂norflurazon (NF) 对自然干旱胁迫下拟南芥野生型植株和叶绿体信号突变体gun1和gun5的生理参数和一些抗性基因转录水平的影响.干旱胁迫与除草剂协同处理10 d时,叶片出现白化和萎蔫;叶片含水量明显下降;丙二醛含量大幅度升高;活性氧积累明显加重;Lhcb基因表达下调;POD,APX,GPX和Rd29a基因的转录水平显著上调.突变体gun1和gun5叶片白化比野生型严重;突变体生理指标的变化幅度比野生型大;突变体基因表达的变化幅度很小（甚至没有变化）,远小于野生型.这些结果表明,叶绿体信号的关键分子GUN1和GUN5蛋白可能参与了干旱信号传导和适应机制,尤其是GUN1蛋白的作用更为明显,暗示叶绿体信号转导途径可能与植物抗逆过程有交叉.     

拟南芥ein2-1突变体对盐胁迫的响应

以拟南芥突变体ein2-1为材料,研究了其抗逆特性.基于发芽和根生长分析,发现拟南芥突变体ein2-1对盐胁迫高度敏感,此外,拟南芥ein2-1突变体对渗透胁迫和脱落酸也表现为高度敏感;结果表明EIN2基因参与了盐胁迫响应的调节.     

LC-MS法测定拟南芥原生质体脱落酸的研究

利用高效液相色谱与质谱联用法(LC-MS法)对从土培拟南芥叶片和水培拟南芥根系中分离的原生质体进行脱落酸含量分析.结果表明,所测原生质体的脱落酸含量与原生质体数目之间具有较好的线性关系,相关系数分别为0.992 3和0.993 1.脱落酸含量的检测下限为1.07 ng/mL,土培拟南芥叶片和水培拟南芥根系原生质体检测下限分别为3万个和2万个.该研究以原生质体为材料,避免了细胞间隙中的复杂化学成干扰,提高了植物激素测定的灵敏度和精度,完善了经典的植物激素测定技术.     

脱落酸与植物抗旱性及其机理研究的进展

本文主要介绍脱落酸在水分胁迫时合成机理、调节气孔开闭机理研究的概况，及脱落酸在植物抗旱应用方面的趋势。同时，对某些争论的问题提出自己的拙见。     

拟南芥At5g66070基因在ABA处理下的初步研究

本研究以拟南芥为实验材料,探索基因At5g66070在植物激素ABA处理条件下的相关生理功能.结果表明,在10μMABA处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到ABA的诱导.亚细胞定位发现AT5G66070定位在细胞核.通过DNA及RNA水平筛选鉴定At5g66070基因T-DNA插入纯合突变体,然后经根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得过表达转基因株系.表型分析发现经ABA处理后,突变体相对于野生型而言根长较短,表明突变体对ABA更为敏感.气孔关闭实验发现10μM ABA能诱导突变体气孔关闭,而野生型和过表达无显著影响.以上结果表明At5g66070在拟南芥的ABA胁迫响应中起负调控作用.     

ATHK1 acts downstream of hydrogen peroxide to mediate ABA signaling through regulation of calcium channel activity in Arabidopsis guard cells

Plants gradually develop their ability to tolerate environmental water deficit as part of the evolutionary process.Abscisic acid(ABA) plays a critical role during drought and osmotic stress.Several histidine protein kinases are regarded as osmotic sensors or regulators in the adaptive response of plants to water deficit.In this study,we report that ATHK1,which was previously shown to function as an osmotic regulator,is involved in ABA-induced stomatal signaling in Arabidopsis.Mutants null for ATHK1 expression were unable to transmit normal ABA responses in guard cells,including inducing stomatal closure,producing hydrogen peroxide and activating calcium influx.Moreover,patch clamp and confocal analysis demonstrated that ATHK1 may function downstream of hydrogen peroxide in ABA-induced stomatal closure,by regulating calcium channel activity and calcium oscillation in Arabidopsis guard cells.     

外源ABA对拟南芥花粉生长的影响

以拟南芥(生态型Col-0)的花粉为材料,主要研究外源ABA对花粉萌发和花粉顶端生长的作用.通过ABA浓度梯度(0,10,50,100μmol/L)处理,结果表明,ABA显著抑制了拟南芥花粉的萌发和花粉管的生长.利用激光共聚焦技术研究的结果表明,ABA通过改变活性氧的极性定位模式影响花粉的生长.     

一个与ABA信号通路相关未知基因AB的亚细胞定位研究

本研究通过构建一个与脱落酸（ABA）信号传导途径相关的未知基因AB和绿色荧光蛋白（GFP）编码基因的重组质粒,利用基因枪技术将该重组质粒成功转入洋葱表皮细胞,观察并确定了该基因编码蛋白细胞核和细胞质的亚细胞定位,为进一步研究该未知基因的生物学功能及其分子机制提供了思路.