植物内源ABA水平的动态调控机制

ABA具有调节植物生长发育和对环境胁迫做出快速反应的重要功能, 植物内源ABA水平受到ABA合成、代谢及转运等途径的复杂调控。该文综述了近年来植物ABA从头合成、羟基化代谢、可逆糖基化代谢及ABA转运等领域的最新研究进展, 重点讨论ABA合成与代谢基因的表达调控机制, 并展望了今后的研究方向。     

内源ABA信号水平动态调控的分子机制

从逆境信号感知、ABA合成的触发到ABA水平的动态调控,是细胞内重要的逆境信号传导途径,相对于应答ABA的下游信号事件,该领域研究滞后。研究显示,根系中ZEP、限速酶NCED、AtRGS1等合成酶基因及ABA2基因响应胁迫反应上调ABA信号水平。而7′-,8′-,9′-hydroxylase和糖基转移酶基因受逆境诱导激活,负调节ABA的积累。同时,提高的内源ABA信号水平能激活合成酶基因和代谢酶基因的表达。此外,基因表达和源库动力学分析显示,叶片ABA动态库的维持依赖根源ABA的持续供应。值得一提的是,miRNA与ABA信号起源及动态水平维持有关。进一步的代谢动力学分析揭示,ABA信号水平受合成酶基因和代谢酶基因表达的协同控制,多因素共同参与内源ABA信号水平的动态调控。     

内源ABA信号水平动态调控的分子机制

从逆境信号感知、ABA合成的触发到ABA水平的动态调控, 是细胞内重要的逆境信号传导途径, 相对于应答ABA的下游信号事件, 该领域研究滞后。研究显示, 根系中ZEP、限速酶NCED、AtRGS1等合成酶基因及ABA2基因响应胁迫反应上调ABA信号水平。而7′-, 8′-, 9′-hydroxylase和糖基转移酶基因受逆境诱导激活, 负调节ABA的积累。同时, 提高的内源ABA信号水平能激活合成酶基因和代谢酶基因的表达。此外, 基因表达和源库动力学分析显示, 叶片ABA动态库的维持依赖根源ABA的持续供应。值得一提的是, miRNA与ABA信号起源及动态水平维持有关。进一步的代谢动力学分析揭示, ABA信号水平受合成酶基因和代谢酶基因表达的协同控制, 多因素共同参与内源ABA信号水平的动态调控。     

ABA调控种子发育的研究进展

种子发育是一个复杂的生物学过程，受各种遗传和外界因素的调节，显著影响农作物特别是禾谷类作物的种子活力和产量与质量。脱落酸(ABA)是调控种子发育和萌发最重要的植物激素之一，其活性水平、信号转导及其LAFL网络在种子发育包括胚胎发生和成熟过程的调控中起关键作用。该文主要综述了近年来ABA调控种子发育的研究取得的重要进展，包括ABA代谢和信号转导对种子发育的调控，ABA与种子成熟转录因子(AFL-B3、FUS3、ABI3、LEC2等)的作用，以及ABA在种子发育中的作用机制，并提出了需要进一步研究的科学问题，为深入理解种子发育的分子机制提供参考，从而提高种子的活力、产量和质量。     

植物病原真菌产生ABA的初步研究

根据植物病理学和微生物生态学原理,建立了脱落酸产生菌的筛选模型,从不同的植和寄主上分离到３６株真菌,其中有十余株菌株能产生天然的脱落酸,这些真菌分别属于葡萄怨属、青霉属、根霉属和镰孢属。     

植物MAPK级联途径参与调控ABA信号转导

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联途径信号通路在真核生物细胞信号的转换和放大过程中起重要作用。MAPK级联途径由三个成员组成,分别是MAPK、MAPKK及MAPKKK,此三个信号组分按照MAPKKK-MAPKK-MAPK的方式依次磷酸化将外源信号级联放大向下传递。大量研究表明,植物MAPK级联途径参与调控脱落酸(ABA)信号转导。因此,该文就ABA和MAPK的生物学功能、ABA信号转导中的磷酸化与去磷酸化以及MAPK级联途径与ABA信号转导之间的关系等方面的研究进展进行综述,以便进一步认识MAPK和ABA信号转导的分子机制。     

蔗糖调控培养对胡萝卜体细胞胚内源ABA水平的效应

利用酶联免疫吸附测定（ＥＬＩＳＡ）技术,分析了经不同浓度蔗糖调控的胡萝卜（ＤａｕｃａｓｃａｒｏｔａＬ．）体细胞胚及胚性器官的内源ＡＢＡ水平。结果表明,随着胚的生长发育,内源ＡＢＡ含量呈上升趋势,到子叶胚时,达到最高值。在胚的早期发育阶段,不同处理之间,ＡＢＡ水平只有较小的差异,而当子叶胚开始膨大时,这种差异则较明显。一旦将调控胚解调控,体细胞胚内源ＡＢＡ含量则明显下降。在两个月内,调控胚及胚性器官的ＡＢＡ含量基本维持不变。表明蔗糖浓度可导致体胚内源ＡＢＡ水平的变化,但这种影响依发育时期而异;高浓度的ＡＢＡ水平有利于胚性状态的维持。与此同时,比较研究了外源ＡＢＡ处理效应与高浓度蔗糖处理的差异,结果表明,蔗糖的调控效应与ＡＢＡ的调控相似又不尽相同。总之,在蔗糖调控胡萝卜体细胞胚发育的信号传递网络中ＡＢＡ可能是一个重要的中介信号因子。     

始于质体/叶绿体的ABA信号通路

该文全面评述了植物激素脱落酸（ABA）受体的研究进展概况,重点介绍细胞内ABA受体ABAR/镁螯合酶H亚基CHLH对ABA信号感知和向下游转导的研究进展,总结了ABAR介导的、起始于质体/叶绿体的ABA信号通路。ABAR是一个跨越叶绿体被膜的蛋白质,其N-端和C-端暴露在细胞质中;ABAR在细胞质一侧的C-端部分与一组WRKY转录因子（WRKY18、WRKY40、WRKY60）相互作用。WRKY18、WRKY40和WRKY60是一组转录抑制因子。它们互相协作,抑制下游重要的ABA信号调节子基因（如ABI4、ABI5、ABF4和MYB2等）的表达,从而负调节ABA信号通路。WRKY40是其中的核心调节子,WRKY18协助加强WRKY40对ABA信号的负调节。ABAR与ABA信号分子结合后,可以刺激WRKY40从细胞核转移至细胞质,促进ABAR与WRKY40的相互作用;进而激发一种未知因子（或信号系统）,阻遏WRKY40的表达,从而解除WRKY40对ABA响应基因转录的抑制,最终实现ABA的生理效应。这些发现描述了一个从信号原初识别到下游基因表达的新的ABA信号通路。论文最后对未来该领域的研究方向进行了讨论。     

高等植物ABA醛氧化酶的研究进展

ABA醛氧化酶催化ABA生物合成最后一步反应,是ABA合成途径的重要步骤.拟南芥AO3基因编码由1332个氨基酸组成的AOδ蛋白,具有ABA醛氧化酶性质,参与拟南芥叶片的ABA生物合成和调节,其在钼辅因子硫化后才具有活性.AO3由10个外显子和9个内含子组成,其cDNA全长含有198bp5'-非翻译区域,3999bp开放阅读框架区域和121bp3'-非翻译区域,含有与2个铁硫中心和5个钼辅因子结合有关的基序,均为醛氧化酶的保守序列.     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸（abscisic acid,ABA）是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素（如生长素、乙烯等）互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素（如GA等）互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

Reciprocal Regulation of the TOR Kinase and ABA Receptor Balances Plant Growth and Stress Response

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异戊二烯类植物激素赤霉素和脱落酸的代谢调控

赤霉素和脱落酸在植物生理过程中具有重要的调控作用,其生物合成途径迄今已基本阐明。赤霉素与类胡萝卜素的生物合成途径具有共同前体牻牛儿基牻牛儿基二磷酸,而脱落酸则直接来自于类胡萝卜素。参与这两种植物激素和类胡萝卜素代谢过程的大多数酶基因已经从不同植物中获得克隆;各种调控方式也随着分子生物学的研究工作而得到鉴定。本文就近年来对赤霉素和脱落酸等代谢调控机制及其与植物类胡萝卜素代谢之间关系的研究工作做简要回顾。     

Comparison of exportation and metabolism of xylem-delivered ABA in maize leaves at different water status and xylem sap pH

³H-ABA was introduced into the xylem stream of maize ( Zea mays}) leaves on intact plants by incubation of a semi-attached flap of the sheath in solutions. The relative contribution of exportation and metabolism to the fate of xylem-delivered ABA was assessed in leaves which were either kept at different water potentials through soil drying treatments or subjected to different xylem pHs (pH 7.4 vs. pH 5.5) through a phosphate buffer in the feeding solutions. Xylem-delivered ABA was rapidly metabolised in well-watered leaves with a half-life of 2.19 h in the relatively mature leaves used in this study. Re-exportation of xylem-delivered ABA from leaves was much slower than metabolism. It took 24 h for half of the fed radioactivity to disappear from the well-watered leaves, and very possibly this radioactivity was in the form of metabolites of fed ³H-ABA. Although soil drying usually increases the output of ABA through phloem as reported in previous studies, it greatly reduced the re-exportation of xylem-fed ABA and/or its metabolites. Metabolism was also significantly reduced by the treatment of soil drying (half-life extended from 2.19 to 3.63 h), although the magnitude of change was much less than that of exportation. Manipulation of the pH in the feeding solution also had its effect on the re-exportation. A shift of pH from 5.5 to 7.4 reduced the rate of disappearance of the total radioactivity fed into the attached leaves, but showed no significant effect on the rate of ABA metabolism. It was concluded that it was the ABA metabolism, rather than a re-exportation from leaves, which was mainly responsible for the disposal of the ABA signal from the xylem and therefore preventing an accumulation in leaves. Water stress and pH increase of xylem sap would increase the time of such ABA's presence in the leaves. Since xylem-imported ABA is unlikely to be re-exported from leaves in its intact form, we believe a recycling of ABA from xylem to phloem through leaves plays only a minor role.     

Stress-dependent redistribution of abscisic acid (ABA) in Hordeum vulgare L leaves: the role of epidermal ABA metabolism, tonoplastic transport and the cuticle

When ¹⁴C-labelled abscisic acid ([¹⁴C]ABA) was supplied to isolated protoplasts of the barley leaf at pH 6, initial rates of metabolism were about five times higher in epidermal cell protoplasts than in mesophyll cell protoplasts if equal cytosolic volumes were considered. In spite of the fact that epidermal cells make up only about 35% of the total water space in barley leaves, and despite the small cytosolic volume of these cells, in intact leaves all epidermal cells would thus metabolize half as much ABA per unit time as the mesophyll cells (0–27 and 0–51 mmol h^?1 m^?3 leaf water). Therefore, under these conditions epidermal cells seem to be a stronger sink than mesophyll cells for ABA that arrives via the transpiration stream. However, at an apoplastic pH of 7–25, which occurs in stressed leaves, the proportion of total metabolized ABA would be much smaller in epidermal than in mesophyll cells (0–029 and 0–204 mmolh^?l m^?3 leaf water). Our results indicate that under conditions of slightly alkaline apoplastic pH the epidermis may serve as the main source for fast stress-dependent ABA redistribution into the guard cell apoplast. This is partly the result of ABA transport across the epidermal tonoplast, which is dependent on the apoplastic pH and possibly on the cytosolic calcium concentration. The cuticle seems to be of no particular importance in stress-induced apoplastic ABA shifts and cannot be regarded as a significant sink for high ABA concentrations under stress.     

外源ABA对藜麦种子萌发及ABA相关基因表达的影响

穗发芽会导致藜麦籽粒产量和品质严重受损,而脱落酸(ABA)与种子萌发和休眠密切相关。该研究以易穗发芽的‘大黑藜3’(BBQ3)、‘白藜6’(WQ6)和抗穗发芽的‘小黑藜1’(SBQ1)和‘白藜4’(WQ4)为试验材料,在种子萌发3 d内施加不同浓度ABA和氟啶酮(FL),探究ABA和FL对两种粒色藜麦种子萌发、ABA含量以及ABA合成基因NCED、裂解基因8′OH和信号转导基因ABI3表达的影响。结果表明：(1)各藜麦种子萌发均受到各浓度外源ABA抑制,并以25μmol·L^-1浓度效果最佳,同时受到外源低浓度FL促进,且施用2.5μmol·L^-1浓度即可;外源ABA和FL处理的SBQ1和WQ4发芽率降低和升高幅度分别小于BBQ3和WQ6。(2)对照组SBQ1和WQ4种子内源ABA含量分别显著高于BBQ3和WQ6;外源ABA处理可显著提高藜麦种子内源ABA含量,且WQ4显著高于WQ6,种皮略厚的SBQ1内源ABA含量显著低于BBQ3;外源FL处理下4份材料种子内源ABA含量均有所下降,但只有SBQ1达到显著水平。(3)对照组中,SBQ1和WQ4...     

ABA信号通路的起源与进化

植物激素脱落酸（abscisic acid,ABA）在植物的生长、发育和胁迫反应方面起重要的调控作用,其信号转导通路由4个核心组分共同组成一个双重负调控系统（PYR/PYL/RCAR—| PP2C—| SnRK2—ABF/AREB）,调控ABA应答反应。本文在综述和分析ABA信号通路4个核心组分的起源与进化的基础上,初步提出ABA信号通路的起源与进化路径：A类PP2C、第Ⅲ亚类SnRK2以及转录因子AREB/ABF在水生植物轮藻中已经进化产生,当陆生植物进化产生ABA受体PYR/PYL/RCAR后,即与其它3个组分形成完整的ABA信号通路。在植物进化过程中,ABA信号通路4个核心组分各家族成员的数量（亚类）呈递增趋势。     

葡萄贮期脱落酸（ABA）变化的研究

试验研究了葡萄贮期脱落酸 ( ABA)的变化 ,结果表明 :葡萄贮期 ABA含量呈抛物线形变化 ,有明显的高峰出现 ,低温 ( 0± 0 .5℃ )贮藏具有推迟 ABA峰期和降低峰值的作用 ,经用 9种植物生长调节剂和 2种化学药品对葡萄果穗处理试验 ,三碘苯甲酸 ( TIBA)对 ABA的形成有极强的抑制作用 ,吲哚 - 3-乙酸 ( IAA)、赤霉素 ( GA3)、萘乙酸 ( NAA)和 6-苄基氨基嘌呤 ( 6- BA)对 ABA的形成也具有拮抗作用 ,矮壮素 ( CCC)、比久 ( B9)、乙烯利 ( CEPA)和外源脱落酸对 ABA的形成有促进作用。     

不同籼稻品种的矮生性与内源ABA水平及其结合蛋白的关系

试验研究了内源脱落酸及其结合蛋白与含有不同矮秆主基因的籼稻矮生性状的关系。结果表明：籼稻的矮生性也受内源ＡＢＡ及其结合蛋白协同调控。矮秆品种幼苗内源ＡＢＡ及其幼芽膜上ＡＢＡ结合蛋白水平显著高于离秆品种,且含有强矮化效应的ｓｄ－ｇ基因的新桂矮、双矮的内源ＡＢＡ及其结合蛋白水平又明显高于含ｓｄ－１半矮秆基因的广场矮。外源ＡＢＡ能显著抑制籼稻幼苗伸长,苗高下降率与ＡＢＡ结合蛋白水平有一定的关系,且矮秆品