脱落酸ABA受体的功能以及翻译后修饰研究进展

脱落酸(Abscisic Acid, ABA)作为植物六大激素之一，在植物应对干旱、渗透等逆境胁迫条件下，维持植物体本身内环境的稳态中都起重要作用. ABA受体RCARs/PYR/PYLs结合ABA后抑制PP2C的活性来激活ABA信号转导途径. ABA受体作为ABA信号传递中的核心成员，其翻译后修饰对其功能有重要意义.本文主要总结了ABA受体的功能以及泛素化、硝基化和磷酸化修饰对其功能的精细调控的研究进展，并对该领域需解决的问题进行了展望.总结发现，ABA受体的不同修饰对其功能的影响不同，因此其翻译后修饰的研究可能对培育抗逆农作物品种具有理论指导意义.     

ABA生理功能与信号转导相关综述

本文主要介绍了脱落酸(absicsic acid,ABA)作为一种重要植物激素,其发现历史,在植物体内的分布,对植物生长发育的生理作用。同时ABA对植物抵御非生物胁迫方面也有重要作用,因此本文还介绍了ABA诱导的逆境应答的主要基因及其功能,探讨了ABA响应基因与逆境胁迫关系,并对其信号转导途径和目前最新进展做了归纳和总结。     

ABA与Ca~(2+)-CaM对草莓叶片抗氧化防护酶系统影响

用外源植物激素脱落酸ABA(abscisic acid,ABA)处理草莓叶片,草莓体细胞的抗氧化防护酶活性升高,表明ABA作为植物信号分子可以诱导草莓这一对干旱较为敏感的植物的逆境响应.Fluridone处理未能抑制草莓细胞对外源ABA的响应.进一步研究表明,钙调素(Calmodulin,CaM)作为Ca2+传感蛋白,介导了草莓叶片细胞ABA的下游信号事件.     

论钙在植物细胞中盐胁迫信号转导中的作用

阐述了在植物细胞中盐胁迫对钙信使系统的影响,以及钙在调节蛋白激酶、离子通道、离子泵中的作用,并分析了钙和ABA在转导盐胁迫信号中的相互作用。     

拟南芥ABA受体与UGT71B6的相互作用研究

为进一步分析ABA尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶UGT71B6参与植物抗逆反应的具体机制,本研究通过体外酵母双杂交实验与GST-Pull down实验、体内双分子荧光互补实验(BIFC)分析了ABA受体RCARs与UGT71B6之间的相互作用关系.实验结果显示ABA受体RCAR12、RCAR13与UGT71B6,在体内、体外均存在直接的相互作用.研究表明UGT71B6的生理功能与ABA受体之间存在重要联系, UGT71B6可能通过ABA受体的介导参与了植物逆境应答反应.实验结果也为初步探究ABA受体是否参与ABA稳态调节过程提供一定参考.     

逆境胁迫下植物基因的表达与调控

探讨植物在逆境下的适应机制,综述了植物在逆境下相关基因的表达调控方式,由于植物生活的“不动性”使其不可避免地要受到各种逆境的冲击,经过系统的进化,植物本身能够建立起有效的适应乃至抗性机制。大量的研究认为,逆境胁迫下,植物体内脱落酸（ABA）和水杨酸（SA）的含量会发生明显的变化,从而诱导许多新基因表达以及蛋白质合成,来适应环境的变化。植物对环境的适应可能有两种机制。第一种机制是ABA与SA诱导核糖核酸（mRNA）的合成或使其稳定。第二机制是ABA与SA有引起逆境响应蛋白的积累和翻译调控。     

HPLC测定木榄繁殖器官内源ABA和GA3含量

淹水、高盐和土壤缺氧等不良环境因子导致了红树植物组织富含多酚、色素、黏多糖等次生代谢物,激素测定有一定困难.本文以胎生红树植物--木榄(Bruguiera gymnorrhiza(L.)Lamk)为研究对象,探讨红树植物内源激素--脱落酸(ABA)和赤霉素(GA33)的提取纯化方法以及合适的HPLC色谱测定条件.结果表明:采用等度洗脱、35%甲醇(含0.15%0.1 mol/L H33PO44)流动相、流速1.0 mL/min,分别在245和208 nm下检测,ABA和GA33分离效果理想,回收率分别达到99.8%和95.5%.整个过程简单、准确、易操作.比较木榄的花蕾、种子、幼胚轴、成胚轴中ABA和GA33含量变化,种子和幼胚轴ABA含量较低,而GA33含量较高,这可能是影响红树植物胎生现象发生的重要原因之一.     

NCED3基因雌二醇诱导表达对ABA合成酶基因和代谢酶基因表达的影响

胞内ABA信号系统是否存在正反馈调节,一直存在争论.借助于雌二醇诱导的基因表达体系,对ABA合成关键酶基因NCED3超表达,结果发现,由于NCED3限速酶基因的高表达提高了内源ABA信号水平,进而上调了ABA合成酶基因ZEP、AA03等的表达水平,-gitt~了代谢酶基因CYPT07A3的表达.研究显示内源ABA信号水平存在正负两种反馈调节机制,植物特定生理过程中ABA信号池的高低是两种调节的协同结果.     

抑制bri1表型的ABI突变体的筛选

油菜素甾醇(BR)是一类重要的调控植物生长发育的激素.脱落酸(ABA)是一类重要的帮助植物适应逆境的激素.之前的研究表明BR和ABA信号对萌发率的调控存在拮抗作用,BR合成或信号缺失的突变体在萌发率上对ABA更加敏感.为了进一步研究BR与ABA信号通路互作的分子机制,采用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)诱变bri1-301(BR受体BRI1的一个弱突变体),0.75μmol/L ABA的培养基上筛选对ABA不敏感的突变体.经过多次连续世代筛选,获得了大约40个稳定的株系,发现其中8个株系与abi1、abi5 ABA不敏感突变体的萌发率相似.通过利用PCR扩增ABI1、ABI2、ABI3、ABI4和ABI5基因并测序,鉴定到bri1-301背景下的4个ABA不敏感突变体abi2-8、hab2-1、abi3-21和abi4-13,表明ABA与BR信号的互作可以不依赖BR受体调控种子的萌发,为ABA与BR信号互作提供了遗传的证据.     

蓝光调节气孔运动的信号途径及其与脱落酸相互关系研究

气孔运动与植物水分代谢密切相关.保卫细胞可有效感知和整合多种环境信号,通过控制离子进出调节其膨压,影响气孔开与闭.诸多研究表明,蓝光信号诱导气孔开放和逆境信号脱落酸(ABA)促进气孔关闭构成了气孔运动的两大研究领域.该文就保卫细胞中蓝光信号传递及与ABA信号交叉控制气孔开闭的研究进展进行综述,以了解气孔对蓝光和ABA反应的最新进展,为发展耐旱与提高作物水分利用效率生物技术的改进提供理论支持.     

A vacuole localized β-glucosidase contributes to drought tolerance in Arabidopsis

The phytohormone abscisic acid (ABA) plays a critical role in plant growth, development, and adaptation to various stress conditions. The cellular ABA level is constantly adjusted to respond to changing physiological and environmental conditions. To date, the mechanisms for fine-tuning ABA levels remain elusive. Here, we report that BGLU10, a member of a multigene family of β-glucosidases, contributes to drought tolerance in Arabidopsis. The T-DNA insertion mutant bglu10 exhibited a droughtsensitive phenoty...     

AhBG1转基因拟南芥的ABA敏感性和抗旱性研究

为探究花生基因AhBG1对拟南芥ABA敏感性和抗旱性的影响,以过表达AhBG1拟南芥为材料,检测其ABA敏感性及脱水处理下ABA质量分数、叶片失水率、干旱存活率及ABA稳态相关基因表达变化.结果表明:AhBG1是编码花生β-葡萄糖苷酶的家族成员,定位于细胞质;与野生型相比,AhBG1过表达拟南芥植株在干旱条件下体内AB...     

丙酮酸转运体AtMPC3介导植物干旱胁迫响应机理研究

在干旱胁迫下,植物通过自身复杂而有效的应对机制减少水分散失,其中关闭植物气孔降低蒸腾作用是一个重要环节。脱落酸(ABA)是植物响应干旱胁迫产生的可以诱导气孔关闭、减少水分散失的重要植物激素。丙酮酸是光合作用糖酵解的产物,需要借助线粒体丙酮酸转运体(MPCs)进入线粒体中进行后续物质和能量代谢。本研究发现拟南芥线粒体丙酮酸转运体AtMPC3参与介导植物干旱胁迫响应,在外源施加ABA条件下,AtMPC3基因缺失突变体的气孔较野生型开度更小,植物失水率更低,表现出更强的抗旱能力。结果说明AtMPC3在脱落酸促进植物气孔关闭及干旱应答过程中的重要作用,对于提高植物抗旱能力以及作物产量提升具有潜在应用价值及重要意义。     

拟南芥CARK5激酶响应脱落酸信号的研究

为了研究拟南芥脱落酸（Abscisic acid，ABA）受体的翻译后修饰，本研究以能够磷酸化ABA受体的激酶CARK5作为研究对象，通过构建了转基因株系来检测CARK5在ABA信号途径中的功能.结果显示： CARK5能够促进ABA介导的抑制种子萌发、幼苗的形态建成以及主根的生长，但是过表达激酶失活型CARK5m（CARK5N250A）则跟突变体cark5表型类似.拟南芥中过表达CARK5增强植株抗旱性；ABA处理后，ABA响应标记基因RAB18表达量增加.这些结果说明，CARK5通过可以磷酸化ABA受体，正调控ABA信号通路.     

拟南芥NCED3基因在水稻中的过量表达可以提高水稻的干旱胁迫耐受性

9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是高等植物脱落酸(ABA)生物合成途径中的关键酶,其催化的裂解反应直接生成ABA的前体物质.本文应用拟南芥rd29A诱导型启动子和35S组成型启动子成功地将AtNCED3基因在水稻中过量表达,通过耐旱性筛选实验证明转基因水稻对干旱胁迫的耐受性有了显著提高,并且该优良性状在T2代中得到稳定遗传.进一步的分析表明,过量表达AtNCED3可以促进转基因水稻种子的休眠;在含rd29A诱导型启动子的转基因水稻中检测到ABA下游基因OsBZ8的表达;推测 AtNCED3在水稻中的过量表达可能会提高水稻中内源 ABA的水平,从而提高植株的耐旱性.     

Roles of a sustained activation of NCED3 and the synergistic regulation of ABA biosynthesis and catabolism in ABA signal production in Arabidopsis

ABA, acting as a stress signal, plays crucial roles in plant resistance to water stress. Because ABA signal production is based on ABA biosynthesis, the regulation of NCED, a key enzyme in the ABA biosynthesis pathway, is normally thought of as the sole factor controlling ABA signal production. Here we demonstrate that ABA catabolism in combination with a synergistic regulation of ABA biosynthesis plays a crucial role in governing ABA signal production. Water stress induced a significant accumulation of ABA, which exhibited different patterns in detached and attached leaves. ABA catabolism followed a temporal trend of exponential decay for both basic and stress ABA, and there was little difference in the catabolic half-lives of basic ABA and stress ABA. Thus, the absolute rate of ABA catabolism, i.e. the amount of ABA catabolized per unit time, increases with increased ABA accumulation. From the dynamic processes of ABA biosynthesis and catabolism, it can be inferred that stress ABA accumulation may be governed by a synergistic regulation of all the steps in the ABA biosynthesis pathway. Moreover, to maintain an elevated level of stress ABA sustained activation of NCED3 should be required. This inference was supported by further findings that the genes encoding major enzymes in the ABA biosynthesis pathway, e.g. NCED3, AAO3 and ABA3 were all activated by water stress, and with ABA accumulation progressing, the expressions of NCED3, AAO3 and ABA3 remained activated. Data on ABA catabolism and gene expression jointly indicate that ABA signal production is controlled by a sustained activation of NCED3 and the synergistic regulation of ABA biosynthesis and catabolism.     

UV-B预处理对拟南芥uvr8-2突变体响应干旱胁迫的影响

以拟南芥uvr8-2突变体植株为材料,研究UV-B预处理对植株响应干旱胁迫的影响以及植物激素在此过程中的作用.实验结果表明:从形态观察到生理指标,UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体的干旱适应性,与野生型Ler的结果一致;UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,抗氧化酶基因POD和CAT的表达量,以及植物激素ABA、JA、SA的质量分数,降低了细胞膜受损程度.由此推测:UV-B预处理诱导uvr8-2植株的干旱适应性中存在一条不依赖于UVR8的信号转导途径,即通过增加植物逆境响应激素ABA、JA和SA的质量分数,调控抗氧化酶基因CAT和POD表达和增强抗氧化酶活性,从而缓解干旱胁迫下拟南芥的叶片萎焉、相对含水量下降等现象.     

大豆超氧化物岐化酶(SOD)活性与其抗旱性关系研究

本试验选用抗旱性不同的大豆品种,运用盆栽的方法,研究了叶片超氧化物岐化酶(SOD)与其抗旱性关系,指出植株遇旱SOD活性增强,且以抗旱性强的品种增加幅度较大。在整个生育期间,以植株生长最旺盛的盛花期SOD活性最高。通过研究其与叶片相对电导率的关系,发现该酶能够维持细胞膜系统的完整性,有利于植株逆境条件下的生长。     

Responses of ABA and CTK to soil drought in leafless and leafy apple tree

The authors tested the contents of ABA (abscisic acid), ZR (zeatin riboside), DHZR (dihydrozeatin riboside) and iPA (isopentenyl adenosine) in leafless and leafy apple trees (Red Fuji/Malus micromalus Makino) during soil drought stress. ABA concentration in drought stressed leafless trees increased significantly compared to the controls. ABA both in roots and xylem rose steadily in the earlier drought stage, reaching a maximum of 1.46 +/- 0.35 nmol g(-1) FW and 117 nmol l(-1) after the 8th day. Similar change patterns of ABA concentration was observed in the leafy trees during soil drought stress; ABA concentrations in roots and xylem sap increased and reached the maximum in the first three days; after 8th day, it decreased slightly, whereas leaf ABA concentration increased steadily in drought stressed plants throughout the duration of the experiment. Between drought stressed and control trees, no significant differences were observed in concentration of ZR and DHZR in both leafless and leafy trees; whereas iPA concentration of the drought stressed leafless and leafy plants decreased markedly in the later stage of drought. These results showed that endogenous ABA originated mainly from the roots in the earlier drought stage, and mainly from the leaves in the later drought stage. Total CTK showed no reduction in the earlier drought stage and decreased in the later drought stage.