NCED3基因的持续诱导及ABA合成与代谢的协同调控在拟南芥ABA信号积累中的作用

ABA作为逆境信号在植物抗逆特别是抗旱中起着重要的作用. 由于ABA生物合成是ABA信号产生的根本基础, 因此ABA合成关键酶基因NCED3的启动一直被认为是操纵ABA信号产生的惟一机制. 本研究报道了ABA信号累积中ABA代谢和合成的协同操纵机制. 结果表明, 水分胁迫可导致拟南芥叶片中ABA水平急剧增加, 且在长期干旱胁迫情况下, ABA累积的最高水平始终处于一个相对稳定的状态. 无论是胁迫还是非胁迫状态下, ABA代谢都呈现指数递减规律, 且其代谢的半衰期没有太大的变化, 这意味着干旱条件下ABA的绝对代谢速率将随ABA水平上升而急剧加快, 由此可以推断ABA信号的产生是一个由多酶共同操纵的系统控制, 且NCED3的持续诱导是ABA信号稳定积累的前提. 进一步研究表明, 干旱可诱导一系列ABA合成酶的基因表达, 其中包括NCED3, AAO3和ABA3等. 伴随ABA的持续积累, NCED3, AAO3和ABA3的基因始终处于诱导表达状态. ABA代谢研究和基因表达分析结果相互印证, 共同揭示ABA信号的产生机制是一个由多酶共同参与, 且以ABA合成关键酶基因持续诱导为前提的操纵机制, 其中ABA代谢在ABA信号的操纵中起着重要的作用.     

两类转基因烟草在实验和田间环境下的抗旱比较(英文)

尽管干旱应答基因在植物抗旱中的功能已得到广泛认可,但其在不同条件下对植物抗旱的贡献至今未见系统地比较和研究报道.本研究以转基因烟草为实验材料,对两类不同的基因,即干旱应答基因(如At DREB1B和At CBL1)及根系形态建成调节基因(如iaa M和At CKX3)的抗旱能力进行了比较.用根系特异启动子PYK10(P10)驱动At CKX3,35S:At CKX3和P10:iaa M进行烟草转化,结果表明其能明显促进转基因植株的根系生长和发育.虽然干旱应答基因(35S:At DREB1B,35S:At CBL1)以及35S:iaa M的转化植株在实验室可控条件下抗旱性明显提高,但是在田间条件下,这些转化植株对干旱胁迫却变得敏感.而根系形态建成调节基因(P10:At CKX3,35S:At CKX3,P10:iaa M)的转基因植株虽然在实验室环境下未表现抗旱,但在田间条件下能耐受干旱.该研究证明转基因植物的抗旱性会随着环境变化而改变,在田间自然条件下,操纵植物根系生长的基因对提高植物抗旱性更加重要.