脱落酸诱导气孔关闭的信号转导研究

气孔保卫细胞是单个细胞水平研究ABA信号转导机制的一 个模式系统。脱落酸（ABA）通过对保卫细胞生理生化状态、胞质Ca2+浓度及其离子通道调节诱导气孔关闭过程。这个过程涉及的因素有：ROS、IP3、cADPR、蛋白质的可逆磷酸化等。     

茉莉酸甲酯诱导保卫细胞气孔关闭的信号转导机制

气孔是由植物器官表面成对的保卫细胞围成的小孔,气孔运动控制气体交换,与植物逆境应答和生长发育等生物学过程密切相关,受多种因子调控,茉莉酸甲酯(MeJA)是其中之一。与ABA类似,MeJA也可诱导气孔关闭,但是其机理尚不清楚。该文综述了近年来MeJA调控气孔运动的信号转导机制进展,包括Ca2+、胞质pH、活性氧和NO等第二信使对气孔开闭的影响以及COI1、JAR1、RCN1和TGG1/2等信号组分之间的调控关系,并讨论了保卫细胞中MeJA与ABA信号途径的相互作用。     

Ca^2＋参与茉莉酸诱导蚕豆气孔关闭的信号转导

以Fluo-3 AM为Ca^2＋荧光探针,结合激光共聚焦扫描显微技术,观察到在处理后数十秒内,气孔关闭之前,茉莉酸（JA）可引起[Ca^2＋]cyt的迅速上升;对照和JA的前体物亚麻酸（LA）几乎不能引起[Ca^2＋]cyt的明显变化;钙的螯合剂EGTA预处理可完全阻断JA诱导气孔关闭的效应,并且JA不再引起保卫细胞[Ca^2＋]cyt增加;质膜Cah通道的抑制剂硝苯吡啶（nifedipine,NIF）可减弱JA诱导气孔关闭的效应,也使JA诱导保卫细胞[Ca^2＋]cyt增加的幅度有所下降;胞内Ca^2＋释放的抑制剂钌红不能明显改变JA诱导气孔关闲的趋势,但使JA引起的保卫细胞[Ca^2＋]cyt增加有所降低。实验结果表明：Ca^2＋参与JA诱导气孔关闭的信号转导;推测JA引起的[Ca^2＋]cyt升高可能主要来源于胞外,但不能完全排除胞内Ca^2＋的释放。     

植物ABA-H2O2介导的气孔关闭

本文综述了脱落酸作为根源信号物质经由木质部被传递到叶片,经重新分配再与脱落酸受体结合,然后刺激气孔开放因子,调节烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶等关键酶活性产生过氧化氢,过氧化氢可使胞质碱化并刺激钙离子通道使钙离子内流,活化阴离子通道使阴离子外流,最终导致气孔关闭的一系列过程。该过程涉及到的因子包括：脱落酸受体、气孔开放因子、磷脂酰环己六醇、分裂原激活蛋白激酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶、Ca^（2＋）、pH、一氧化氮等。     

植物气孔运动过程中的信号转导机制

气孔运动的信号转导机制一直是科研工作者研究的一个热点,文章就光、CO2、ABA、H2O2、NO、蛋白激酶、蛋白磷酸酶等对保卫细胞气孔运动的影响,介绍气孔运动机制的研究进展。     

NO可能作为H2O2的下游信号介导ABA诱导的蚕豆气孔关闭

ABA、H2O2和硝普钠(SNP)均能诱导蚕豆气孔关闭.NO的清除剂c-PTIO可以减轻由ABA或H2O2所诱导的蚕豆气孔关闭的程度,而过氧化氢酶(CAT)则不能减轻NO诱导的气孔关闭程度.激光共聚焦显微检测结果显示,10μmo1/L的ABA处理后,胞内H2O2的产生速率明显高于NO的产生速率;CAT几乎可完全抑制ABA所诱导的DAF的荧光增加;外源H2O2能显著诱导胞内DAF的荧光增加;c-PTIO对ABA诱导的DCF荧光略有促进作用,但外源SNP不能诱导胞内DCF荧光增加.这些结果表明,在ABA诱导气孔关闭过程中,H2O2可能在NO的上游起作用并受NO的负反馈调节.     

脱落酸信号转导研究进展

对脱落酸受体、脱落酸调控基因表达、脱落酸信号调节分子以及保卫细胞中脱落酸信号调控的最新研究进展进行了综述.     

植物干旱胁迫下气孔关闭的信号转导

气孔关闭被认为是干旱胁迫的应答事件之一,根源ABA作为其原初信号之一,它向保卫细胞的运输受木质部汁液pH影响。而钙离子和阴离子通道则是ABA诱导气孔关闭的重要第二信使。     

Ca2+参与水杨酸诱导蚕豆气孔运动时的信号转导

在一定条件下,外源水杨酸(SA)可以诱导蚕豆(Vicia faba L.)气孔关闭,阻止气孔张开。以Fluo-3—AM作为Ca^2 的荧光探针,利用激光共聚焦扫描显微技术,对水杨酸调控气孔运动中保卫细胞胞质Ca^2 的变化趋势及Ca^2 的来源进行了研究。结果表明,水杨酸可引起胞质Ca^2 增加,这种变化发生在气孔开度改变之前。Ca^2 螯合剂BAPTA（1,2-bis(2-amino phenox-y)ethane-N,N,N′,N′-tetraacetic acid,1mmol/L)几乎可以完全抑制水杨酸诱导气孔开度减小的作用;胞外Ca^2 螯合剂EGTA(2mmol/L)、质膜Ca^2 通道抑制剂尼群地平(nifedipine,NIF,1μmol/L)和LaCl3(1mmol／L)可不同程度地减弱水杨酸诱导气孔关闭的效应。BAPTA(1mmol／L)预处理后,水杨酸不再引起胞质Ca^2 含量改变;尼群地平能够降低水杨酸引起的胞质Ca^2 增加的幅度。说明Ca^2 可能参与水杨酸诱导气孔运动的信号转导。水杨酸引起胞内升高的Ca^2 可能既来自胞外又来自胞内,胞内Ca^2 库可能是其主要来源。     

脱落酸信号转导研究进展

脱落酸（ABA）对植物生长发育和适应环境胁迫等多方面有重要的调节作用,其信号转导机制非常引人注目,近年来这方面研究进展很快,本文利用现有文献,对脱落酶不敏感和超敏感性突变体,脱落酸的结合位点与受体,ABA信号转涉及的细胞第二信使（Ca^2 ,磷酸肌醇,cADPR,阴离子通道与H^ ), 蛋白质可逆磷酸化以及ABA诱导基因表达所必需的顺序作用元件（cis-acting elenment)和反式作用因子（trans-acting factor)等几方面的最新研究进展作了介绍。     

脱落酸受体及相关信号传导的研究进展

对脱落酸信号传导的研究主要集中在种子成熟和休眠和气孔的运动上。研究者对脱落酸受体上作了大量的工作,但很长时间来仍没有发现脱落酸受体基因。最近,脱落酸受体的研究有了重大突破。研究者在拟南芥中发现FCA和CHLH两个脱落酸受体基因。     

Early ABA Signaling Events in Guard Cells

The plant hormone abscisic acid (ABA) regulates a wide variety of plant physiological and developmental processes, particularly responses to environmental stress, such as drought. In response to water deficiency, plants redistribute foliar ABA and/or upregulate ABA synthesis in roots, leading to roughly a 30-fold increase in ABA concentration in the apoplast of stomatal guard cells. The elevated ABA triggers a chain of events in guard cells, causing stomatal closure and thus preventing water loss. Although the molecular nature of ABA receptor(s) remains unknown, considerable progress in the identification and characterization of its downstream signaling elements has been made by using combined physiological, biochemical, biophysical, molecular, and genetic approaches. The measurable events associated with ABA-induced stomatal closure in guard cells include, sequentially, the production of reactive oxygen species (ROS), increases in cytosolic free Ca²⁺ levels ([Ca²⁺]_i), activation of anion channels, membrane potential depolarization, cytosolic alkalinization, inhibition of K⁺ influx channels, and promotion of K⁺ efflux channels. This review provides an overview of the cellular and molecular mechanisms underlying these ABA-evoked signaling events, with particular emphasis on how ABA triggers an “electronic circuitry” involving these ionic components.     

从水分胁迫的识别到ABA积累的细胞信号转导

由于植物在生长和发育过程中不可避免地要遭受各种环境胁迫的影响 ,植物只有通过对环境胁迫的快速感知和主动反应才得以生存和发展。植物这种对环境胁迫的快速感知和主动反应体现在环境胁迫下植物可以通过一系列基因的表达调控来实现各种抗逆的生理生化反应。虽然得以鉴定的水分胁迫应答基因越来越多 ,但其中只有极少的基因在抗逆中的基本功能已得到初步认识。从细胞对水分胁迫原初信号的感知到基因表达调控包括了一系列复杂的细胞逆境信息传递过程。脱落酸 (abscisicacid ,ABA)作为重要的细胞逆境信号物质介导了一系列基因表达 ,因此从细胞对水分胁迫原初信号的感知到编码ABA生物合成关键酶基因的表达是一条最为关键的细胞逆境信息传递途径。逆境应答基因功能的鉴定以及对整个细胞信号传递过程中详尽的分子机制的了解无疑是今后最有趣的也是最为重要的研究课题。     

从水分胁迫的识别到ABA积累的细胞信号转导

由于植物在生长和发育过程中不可避免地要遭受各种环境胁迫的影响,植物只有通过对环境胁迫的快速感知和主动反应才得以生存和发展.植物这种对环境胁迫的快速感知和主动反应体现在环境胁迫下植物可以通过一系列基因的表达调控来实现各种抗逆的生理生化反应.虽然得以鉴定的水分胁迫应答基因越来越多,但其中只有极少的基因在抗逆中的基本功能已得到初步认识.从细胞对水分胁迫原初信号的感知到基因表达调控包括了一系列复杂的细胞逆境信息传递过程.脱落酸(abscisic acid, ABA)作为重要的细胞逆境信号物质介导了一系列基因表达,因此从细胞对水分胁迫原初信号的感知到编码ABA生物合成关键酶基因的表达是一条最为关键的细胞逆境信息传递途径.逆境应答基因功能的鉴定以及对整个细胞信号传递过程中详尽的分子机制的了解无疑是今后最有趣的也是最为重要的研究课题.     

气孔功能的结构基础

近年来,国际上十分关注气孔动动的调控机理,在保卫细胞内外的信息传递和转导途径的研究方面取得重要进展。保卫细胞的特殊结构和气孔功能密切相关,对保卫细胞壁特性、质膜上的各种结合蛋白、质膜和液泡膜上的离子通道的研究,以及对细胞骨架和气孔运动的关系的探索为阐明气孔运动的机理提供了更多的依据。     

赤霉素信号转导与植物的矮化

论述近年来在拟南芥、水稻等模式植物中赤霉素信号转导的研究进展。通过对赤霉素相关突变体的生理研究 ,鉴定出几个介入赤霉素信号转导过程的重要基因 ,并对这些基因的产物进行分析 ,根据相应的蛋白特征结构域 ,推导了它们可能具有的功能。利用双突变体 ,分析了这些基因的上下游关系 ,确定了在植物中 ,GA信号转导的几个途径。在此基础上提出了赤霉素信号转导的基本模式 :阻遏是GA信号转导过程中最基本的方式 ,GA信号通过去除阻遏作用来激活转导途径 ,从而调节GA相关的生长与发育。