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1、ABA調節(jié)氣孔運動的分子及生理機制ABA誘導基因及其表達的調控五脫落酸的作用機制ABA調節(jié)氣孔運動的分子及生理機制(1)ABA和受體結合激活下游的信號傳遞途徑;(2)ABA誘導膜上鈣離子通道的開放,R型Cl-通道的活化,質膜的快速去極化反應;(3)促進了S型Cl-通道的開放,進一步延長和加速質膜的去極化過程;(4)ABA誘導IP3的生成;(5)IP3誘導液泡上鈣離子通道的開放,使液泡內鈣離子釋放到細胞質內;(6)胞質鈣離子濃度的增加激活Cl-通道的開放,抑制內向的K+通道,這種陰離子的凈流出使質膜的去
2、極化得到進一步的加強和維持;(7)ABA刺激胞內pH升高;(8)活化外向K+通道,促進K+的外流。導致保衛(wèi)細胞膨壓下降,氣孔關閉ABA+受體誘導胞外Ca2+通過質膜上鈣離子通道進入胞內通過第二信使IP3誘導細胞液泡或內質網(wǎng)內儲存的Ca2+釋放到細胞質內胞質內的鈣離子水平上升外向陰離子通道和外向K+通道的活性抑制內向K+通道的活性利于細胞水勢的升高膨壓下降,氣孔關閉蛋白磷酸化/去磷酸化反應蛋白激酶抑制劑可以抑制ABA誘導的氣孔關閉,是因為降低了保衛(wèi)細胞質膜上S型陰離子通道的磷酸化水平;蛋白磷酸酶抑制劑岡
3、田酸(okadaicacid)可以在缺乏ATP的情況下維持S型陰離子通道的活性。陰離子通道維持活性必須是磷酸化狀態(tài),脫磷酸化會導致通道活性的喪失。蛋白質的磷酸化和脫磷酸化在ABA誘導氣孔關閉的信號傳遞過程中具有重要意義ABA激活蛋白激酶(ABA-activatedproteinkinase,AAPK)的發(fā)現(xiàn)更證實了蛋白質磷酸化/脫磷酸化是ABA信號傳遞重要機制之一用同位素標記的ABA進行的實驗發(fā)現(xiàn),ABA只與保衛(wèi)細胞質膜的外表面結合;直接將ABA導入紫露草(Spiderwortcommelina)葉片
4、的保衛(wèi)細胞內,使胞內ABA濃度達到50~200μM,遠遠超過外源施用時誘導氣孔關閉所需的脫落酸水平,但是細胞內的ABA對氣孔關閉沒有影響;在ABA抑制赤霉素誘導α-淀粉酶合成的實驗中,也發(fā)現(xiàn)直接注入細胞內的ABA不抑制赤霉素對α-淀粉酶的誘導;脫落酸的受體存在于細胞質膜表面。脫落酸調節(jié)氣孔運動的的信號傳遞途徑Ca2+與IP3ABA處理保衛(wèi)細胞誘導的初始反應是保衛(wèi)細胞質膜的去極化。大量胞內陰離子通過質膜上的陰離子通道流出,隨著短暫的細胞質內鈣離子水平的上升。ABA誘導的保衛(wèi)細胞質膜的快速脫極化反應可能與
5、ABA激活鈣離子通道有關鈣離子在調節(jié)氣孔開閉過程中的重要性將包裝Ca2+注入保衛(wèi)細胞,用短暫的紫外光照射釋放Ca2+進入細胞質內。細胞質內的Ca2+濃度上升到600nM以上時,就會誘導氣孔關閉;用同樣的方法將包裝IP3導入保衛(wèi)細胞,誘導細胞質內Ca2+水平的上升和氣孔的關閉。因為IP3是細胞內的第二信使,可以誘導液泡膜和內質網(wǎng)膜上的鈣離子通道打開,將其中儲存的Ca2+釋放到細胞質內外源導入的IP3誘導氣孔關閉的實驗表明肌醇脂質信使系統(tǒng)可能也參與了ABA的信號傳遞過程。ABA的確刺激了蠶豆葉片保衛(wèi)細胞內
6、磷酸肌醇的代謝,例如在用Li+抑制肌醇磷酸酶的前提下,ABA處理可以在10秒內將胞內IP3的水平提高90%。第二信使IP3的參與★ABA誘導基因及其表達的調控ABA誘導基因ABA誘導基因的調控ABA誘導基因ABA是介導環(huán)境脅迫和植物抗逆反應的調節(jié)物質,所以稱為“逆境激素”種子發(fā)育的中晚期,ABA水平上升,同時伴隨著一些ABA誘導基因的表達和積累。例如和種子抗脫水能力相關的一些蛋白質,如LEA蛋白,DHN蛋白的mRNA水平與內源ABA水平同步升高,外源ABA也可以提前誘導這些蛋白的mRNA水平的增加。植
7、物凝集素基因、儲藏蛋白基因、酶抑制劑基因等等,也受ABA的誘導,外源ABA處理也可以使這些基因提前表達。ABA誘導基因的調控ABA誘導基因的啟動子上也存在著許多ABA響應元件(ABA-responseelements,ABREs)。ABREs就是所謂的ABA誘導基因的順式作用元件,而和這些順式作用元件相結合的DNA結合蛋白質(轉錄因子),起著促進或抑制轉錄作用,反式作用因子。ABA的生物學鑒定方法ABA的生物試法,一般采用豆葉(或棉葉)脫落法,將被試物質的羊毛脂膏涂在對生葉柄殘端,觀察其脫落的速度。此
8、外,還用燕麥或小麥胚芽鞘切段伸長抑制的方法。總結謝謝!