（植物学专业论文）拟南芥perk4基因在aba调节根生长发育中的功能分析.pdf

中文摘要 a b a 在植物的生长发育中起重要的作用，如可以调控植物的萌发、气孔的开闭及根的生长。尽管 a b a 信号转导网络中许多重要的分子己被发现。它们功能的阐明揭示了一些植物应对a b a 信号的机 制。但是迄今为止a b a 抑制拟南芥主根生长机制的研究很少，对其中基因表达变化的认识也就更少。 a t p e r k s ( 富含脯氨酸的伸展素类似的受体蛋白激酶) 是拟南芥的一类受体型蛋白激酶，这个家族 共有1 5 个成员。根据同类基因b r a s s i e an a p u sp e r k l 的研究结果和生物信息学的分析，拟南芥中的这 类家族的蛋白都应该具有三个区段：n 末端含脯氨酸的膜外区，疏水的跨膜区和胞内的激酶区，它们 和定位于细胞膜的细胞壁相关蛋白w a k s 具有一定氨基酸序列相似性。细胞壁不仅可维持细胞形态， 而且在抵御病虫害、感知外界的信号和调节植物的生长发育中起到了重要的作用。n a k h a m e h i k 等( 2 0 0 4 ) 推测拟南芥a t p e r k s 家族的成员应该与w a k s 一样具有应答胁迫的功能，通过定位在膜上而对外界各 种信号作出相应的反应从而调节植物的生长发育。但是具体这个家族的基因在胁迫信号中的反应还未见 报道，本文对拟南芥该家族中一个基因a t p e r k 4 ( 基因编号：a t 2 9 1 8 4 7 0 ) 的功能进行了深入的分析。 利用分子遗传学和生物化学的方法分析表明了a t p e r k 4 在a 1 3 a 信号转导中的作用。 基因转录分析表明，a t p e r k 4 表达受a b a 的诱导。g u s 组织化学分析发现，其表达部位主要发生 在根、花和幼叶。与野生型拟南芥比较，a t p e r k 4 的t - d n a 插入纯合突变体p e r k 4 - 1 幼苗的根生长和 发育都对一定浓度的a b a 表现出不敏感性。 通过对其它激素和胁迫的分析发现，p e r k 4 j 和野生型拟南芥仅在a b a 处理出现明显差异，移入 a b a 培养基3d ，p e r k 4 一j 幼苗根表现伸长生长，而野生型生长基本被抑制。以互补转基因植物为材料， 在根的生长上表现出了野生型的表型，即恢复了a b a 处理下根生长被抑制。但是经典的a b a 反应如 萌发和气孔开闭，p e r k 4 ，和野生型拟南芥没有出现大的差异，即突变体与野生型类似。这表明与野生 型相比，突变体表现出对a b a 专一性的根生长不敏感性。 根部形态分析发现，a b a 处理的突变体的根部细胞明显长于野生型的。实时定量p c r 在对基因转 录分析发现，a t p e r k 4 基因可以调控细胞生长相关基因的表达来抑制根的生长，并有可能启动了r o s 胁迫的相关下游传导链参与a b a 影响的根生长的调控。 利用报告基因g f p 的表达定位，蛋白a t p e r k 4 被最终定位在细胞膜上。通过酵母表达蛋白，试验 阐明了a t p e r k 4 蛋白可以自身磷酸化，也可催化底物磷酸化。并且体外试验表明a b a 处理后激酶活 性明显升高。因此a t p e r k 4 可能通过整合在膜上由其n - 末端直接或间接的感受a b a 的信号，并通过 膜内激酶区发生磷酸化调节下游的基因表达，从而参与抑制拟南芥根细胞的生长。 总之，a b a 抑制拟南芥根生长中，a t p e r k 4 参与了a b a 的信号转导，通过调控相应基因的转录 抑制了根细胞的生长。 关键词：a t p e r k 4a b a 根生长受体蛋白激酶 a b s t r a c t t h ep l a n th o r m o n ea b s e i s i ca c i d ( a b a ) a f f e g t ss e v e r a li m p o r t a n tp h y s i o l o g i c a lp r o c e s s e si np l a n t ss u c ha s s e e dg e r m i n a t i o n , s t u m a t a la p e r t u r ea n dr o o td e v e l o p m e m a l t h o u g hm a n yg e n e st h a tf u n c t i o ni na b as i g n a l n a n s d u c f i o np a t h w a y sh a v eb e e ni d e n t i f i e da n dp l a yi m p o r t a n tr o l ei nt h ea b as i g n a l i n gp a t h w a y ( l ie ta 1 ， 2 0 0 0 ；l e m i c h e ze ta l ，2 0 0 1 ；m c c o a c t , 2 0 0 1 ；s a n ge ta l + ，2 0 0 1 ；f i n k e l s t e i ne ta l 。，2 0 0 2 ；g u oe ta l 。，2 0 0 2 ； m u s t i l l ie ta l ，2 0 0 2 ；y o s h i d ae ta 1 ，2 0 0 2 ；z h e n ge ta l 。，2 0 0 2 ；c o u m d 武a l 。，2 0 0 3 ) ；l a t h e rl 融l ei sk n o wa b o u t h o wc h a n g e si ng o n ee x p r e s s i o na r ei n v o l v e di nt h ec o n t r o lo f a b ar e l a t e dr o o tg r o w t h i na m b i d o p s i s ，a b a b l o c kl a t e r a lr o o tf o r m a t i o na n di n h i b i te a r l yl a t e r a lm o td e v e l o p m e n th a v eb e e ns t u d i e d ( s m e te ta 1 2 0 0 3 ) b u th o wa b ai n h i b i t sr a d i c l ee l o n g a t i o ni na m b i d o p s i si ss t i l lp o o r l yu n d e r s t o o d + al i n kb e t w e e nt h ee f f e c to f a b ao i lr e s t r a i n i n gg r o w t ho f p r i m a r yr o o t sa n dt h es i g n a lt r a n s d u c t i o np a t h w a yr e m a i n st ob ee s t a b l i s h e d i no u rp m v i o u ss t u d i e so f a t e r f 7o v e r e x p r e s s i o nl i n e , w ef o u n dt h a tt h ee x p r e s s i o no fo n ep r o l i n e - r i e h e x t e n s i nl i k er e c e p t o rk i n a s ef a m i l ym e m b e r , p e r k 4 ，v e a sh i g h l yr e g u l a t e d ( d a t an o ts h o w n ) p r e v i o u s r e s e a r c h e ss h o w e dt h a tt h ea r a b i d o p s i ap e r kf a m i l ys h a r e ss e q u e n c es i m i l a r i t yw i t hp l a n tc e l l w a l l - a s s o c i a t e dp r o t e i n s ( s i l v aa n dg o r i n g2 0 0 2 ) ，i n d i c a t e dt h a tp e r k - b a s e ds i g n a l i n gc a s c a d e sm i g h t 撼越n 玲 f u n c t i o ni np e r c e i v i n ga n ds i g n a l i n gc h a n g e st ot h ec e l lw a l lo c c u r r i n gi np l a n tg r o w t ha n dd e v e l o p m e n t ( n a k t m m c h i k e ta 1 ，2 0 0 4 ) h o w e v e r ，l i t t l e i sk n o w na b o u t t h e f u n c t i o n o f t h e m e m b e r s o f t h e p e r k f a m i l y i na b as i g n a l t r a n s d u c t i o n w es h o wh e r ead e t a i la n a l y s i so f a r a b i d o p s t sp e r k 4 ( a c c e s s i o nn u m b e r ：a t 2 9 1 8 4 7 0 ) t h ee x p r e s s i o no f t h ea t p e r k 4g e n ew a si n w * t i g a t e db yr t - p c ra n a l y s i s ，a n d0 m ya b as i g n i f i c a n t l yi n d u c e da t p e r k 4 m r n a e n m u t a t e d 。i na d d i t i o n , s t r o n gg u s e x p r e s s i o nw a sd e t e c t e di nt h er o o t s , f l o w e ma n dt h ej u v e n i l e l e a v e so f g 删t 尸e 砌“t r a n s g e n i ep l a n t s w eo b t a i n e dt - d n ai n s e r t i o nl i n ef u rt h ea t 2 9 1 8 4 7 0 , s a l k _ 0 3 4 6 6 6 ，f r o mt h es a l ki n s t i t u t eg e n o m i c a n a l y s i sl a b o r a t o r yc o t l a c t i o n 。h o m o z y g o u sm u t a n tp l a n t sw e r es c r e e n e d 坶p e ra t n p l i f i e a t i o na c c o r d i n g t o t h em e t h o dp r o v i d e db yh t t p ：h s i g n a l s a l k e d u a f t e re s t a b l i s h i n gt h ep r e s e n c eo fh o m o z y g o t e - - p e r k 4 一f ，w e b a c k c r o s s e dt h ek n o c k o u tp l a n t sa n da n a l y z e dt h ef 2p r o g e n y u s e i n gx t e s t , w ec o n f i r m e da t 2 9 1 8 4 7 0w a s r e c e s s i v ea n dh a das i n g l ei n s e r t i o no ft - d n a p e r k 4 1m a r k e d l yd e c r e a s es e n s i t i v i t ys p e c i 蠡c t yt oa b ai n p r i m a r ym o tg r o w t ha f t e rt r e a t e dw i t hv a r i o u sp l a n th o r m o n e t of u r t h e rt e s ti ti st h ek n o c k o u to f a t p e r k 4 r e s p o n s i b l ef o r t h ep h e n o t y p e ，t h ew i l d - t y p ea t p e r k 4e d n aw a si n s e r t e d u n d e rt h ec o n t r o lo ft h e s u p e r p r o m o t e r , a n dt h e nt r a n s f o r m e dt ot h e p e r k 4 1p l a n t s t h et r a n s g e n i ep l a n t sr e c o v e i ds e n s i t i v i t yo f r o o t g r o w t ht oa b a j u s t t h ew i l d - t y p e t h ee x p r e s s i o np a t t e ma tt h ec e l l u l a rl e v e lu s i n gg f p - a t p e r k 4 t r a n s g e n i cp l a n t ss h o w st h el o c a l i z a t i o no fp e r k 4o nt h ep l a s m am e m b r a n e , a n dt h ep e r k 4p r o t e i n e x p r e s s e dw i t hy e a s ts h o w e dk i n a s ea c t i v i t yp h o s p h o r y l a t i n gi t s e l f a n dt h es u b s t r a t e t h er o o tt i pm o r p h o l o g i e so f t h ew ta n dt h e p e r k 4 一js h o w e dd r a m a t i c a ld i f f e r e n c ei nt h er o o tc e l ll e n g t h ， t h e p e r k 4 - 1r o o t c e l l i s l o n g e r t h a n t h a t o f t h e ? 鞭1 。q r t - p c r a n a l y s i ss h o w e d 鹂t 矗l p e i t l g r e g u l a t er o o t c e l t e l o n g a t i o nr e l a t e dg e n e si np l a n tt or e s t r a i nt h er o o tc e l lg r o w t h ；t h eu p r e g u l a t e dh 2 0 2 一i n d u c e dg e n ea t o x l l s u g g e s t sh 2 0 2m a yp a r t i c i p a t ei nt h ea b as i g n a l i n gt r a n s d u c t i o np a t h w a yi nr e s t r a i n i n gr o o tg r o w t h t a k e nt o g e f f i e r , o u rd a t ap r o v i d ee v i d e n c ot h a ta t p e r k 4e n c o d e sar e c e p t o rl i k ek i n a s ee s s e n t i a li n r e g u l a t i n gr o o tg r o w t ht oa b as i g n a l k e y w o r d s ：a t p e r k 4a b ar o o tc e l lg r o w t hk i n a s e 2 英文编写 2 , 4 - d 6 - b a 矗b a a b i a c r a m p a 也r f 7 a t o x l l a t p e r 装s b s a d m s o d n t p 沁 e d t a g a 3 g f p g u s k a n m 匠s n c o l p g q r t - p c r 缩写一照表 英文名称 中文名称 2 , 4 - d i c h l o r o p h e n o x y a c e t i c a c i d 2 ，4 一二戴笨氧乙酸 6 一b e n z y la m i n o p u f i n e 6 一苄氨基嗓呤 a b s i c i da c i d黢落馥 a b a i n s e n s h i v e脱落酸不敏感 a c r y l a m i d e 丙烯酰胺 a m p i c i l l i n 氯苄青霉索 e t h y l e n er e s p o n s i v ee l e m e n t b i n d i n gf a c t o r7 o x i d a t i v es i g n a l i n d u c i b l e l摈南芬活髓载可诱导骚 自澈酶1 a r a b i d o p s i # p r o l i n e - r i e b 毅鬻芬富食糖氢酸 串袋 e x t e n s i o n - l i k e r e c e p t o r 索类似受体蟹白激酶 k i i k c t s e b o v i n es e r o ma l b u m i n牛血清白蛋白 d i m e t h y ls u l f o x i d e = 甲基亚碱 d e o x y n u c l e o t i d e 脱氧藏替三磷黢 缸 i p h o s p h a t e s ( u s u a l l y8m i x ( d a t p d l q p d c t p i d g o f d a t p d t t p i d c t p d g t p ) t p 的混台物) d i t h i o e r y f f n e i t o l 二巯苏糖黪 e t h y l e n e d i a m i n et e t r a a e e t i c 艺二胺四乙酸 a c i d o i b b e r e u i ca c i d 舞；莓酸 g r e e nf l u o r e s c e n tp r o t e i n 绿色荧光缀白 - g l u e o r o n i c h s e1 3 - 饕糖萤羧辩 k a n a m y c i n 卡那霉索抗性 2 ( n - m o r p h o l i n oe t h a n e s t t l 2 - n 一吗啡琳- 己烷磺酸 f o n i ca c i d n i t r o c e l l u l o s e硝酸纤维索膜 o r t h o w n i t r o p b e n y l 一 - d 铝磷基苯- b - d 一毗哺誊 - g a l a c t o p y r a n o s i d e g l 糖营 q u a n t i t a t i v e r e v e r s e 定量反转聚p c r t r a n s c r i p t a s ep o l y m e r a s e l r i f r n a s e a r o s r t _ p c r s a s d s 1 y i s 降硝k s x e t 或x t h x - g a l x - g l u c 1 3 一g a l a e t o s i d a s e c h a i nr e a c t i o n r i f a m p i n r i b o n u c l e a s ea r e a c t i v eo x i d es p e c i e s r e v e r s e t r a n s c r i p t a s e p o l y m e r a s ec h a i nr e a c t i o n s a l i c y l i ca c i d s o d i u md o d c e y ls u l f a t e t r i s ( h y d r o x y l m e t h y l ) a m i n o m e t h a n e c e l lw a l la s s o c i a t e dk i n a s e x y l o g l u c a n e n d o t r a n s g l y e o s y l a s e 5 - b r o m o - 4 - e h l o r o - 3 - i n d o l y l - b - d - g a l a c t o s i d e 5 - b r o m o - 4 - c h l o r o - 3 i n d o l y l 1 3 - d - ( 3 l u e u r o n i ca c i d b 州 2 利福平 核糖核酸酶a 活性氧 逆转录p c r 水杨酸 十二烷基磺酸钠 三( 羟甲基) 氨基甲烷 细胞壁相关的受体蛋白 激酶 木葡聚糖内转糖基酶 5 一溴4 - 氯- 3 一吲哚b d - 半乳糖苷 5 溴- 4 氯一3 一吲哚- b - d - 葡糖醛酸 1 3 半乳糖苷酶 第一部分文献综述 第一章a b a 信号转导与植物的生长发育 脱落酸( a b a ) 作为一种植物激素，几乎存在于所有高等植物中不仅在植物发育的诸多重要过程 中起着重要的调节作用，如种子的成熟和休眠、气孔的运动、以及基因表达的调控等；而且在植物对 逆境胁迫( 干旱、低温等) 的反应中起着共同调节因子的作用。因此，有关a b a 的研究成为一个研究 的热点，最近有许多篇优秀的评述分别讨论了有关a b a 在种子萌发、气孔运动、基因表达中的作用及 a b a 的合成和信号起始过程( s c h r o e d e r 等，2 0 0 1 ；f i n k e l s t e i n 等，2 0 0 2 ，f i n k e l s t e i n2 0 0 6 ：s c h r o c d e r 和k u h n ，2 0 0 6 ；v e r s l u c s 和z h u ，2 0 0 5 ) 。这里我们主要分析a b a 调节植物生长发育的有关进展和趋 势。 i a b a 调节生长发育的遗传学研究 1 1a b a 生物合成与合成缺陷型突变体 目前，利用遗传学和生物化学的的手段，已经基本建立t a b a 体内生物合成的途径( 图i i ) 。其中 a b a 缺陷型突变体作为一个强有力的工具为确立a b a 生物合成的途径及其调节起到了关键的作用。这 些突变体获得大都是基于种子萌发或蒌蔫的表型筛选得到的。表1 罗歹r j a b a 生物合成缺陷突变体，其共 同特点是内源a b a 的含量很低。如番茄如o 哟、s t t t e n s ( s i t ) 、n o t a b i l i s ( n o t ) ，马铃薯加雌胁) 、豌豆 w f f 句p m 和拟南芥a b a l a b a 2 等；或者种子胚不能正常休眠，里现提早萌发的特点，既所谓“胎萌” ( v i v i p a r o u s ) ，如玉米v p 2 , v p s v p 7 、啊8 、v p 9 、v p l 2 、v p l 4 和烟草a b a l 等( l e u n g ，1 9 9 8 ：g i r a u d a t ，1 9 9 4 ) 。 拟南芥a b a i ( 玉米黄质环氧酶) 催化玉米黄质的环氧化作用和环氧黄质为紫黄) 贡( m a r i n 等，1 9 9 6 ) , 该基因突变( a b a l ) 时，表现出雌性不育，限制了脱落酸和叶黄索的生物合成以及玉米黄素环氧酶的活性， 是a b a 合成限速的第一步。a b a l 主要介导了水分亏缺和葡萄糖诱导的信号转导。a b a 2 编码了一个胞 质短链的脱氢酶，还原酶，它主要参与t a b a 合成过程中由黄素i j a b a 醛的转换。对已得到十几个d 6 以 等位基因突变体分析表明，a b a 2 参与a b a 与糖信号的交叉对话( c r o s s - t a l k ) ( c n e n g 等，2 0 0 2 ) 。a b a 3 ( 又被称为l o s s ) 编码硫酸化酶，其激活的铝辅因子使a b a 醛氧化酶催化完成a b a 合成的最后一步 ( x i o n g 等，2 0 0 1 ) 。 a b a 合成过程突变体的获得，为进一步研究a b a 的合成以及渗透胁迫的信号转导机制提供了很好 的遗传材料a 通过对这些突变体的研究，揭示高等植物体内a b a 有直接和间接两条合成途径：( i ) 直接 途径，即三个异戊烯单位聚合成c1 5 前体法呢基焦磷酸( f a m e s y lp y r o p h o s p h a t e f p p ) ，由f p p 经环化 和氧化直接形成1 5 碳能j a b a ；( 2 ) 间接途径，高等植物大多由此途径合成，即类胡萝b 素合成途径为主。 先由甲羟戊酸( m e v a l o n i ca c i d ，m v a ) 聚合成c4 0 前体- 类胡萝h 素，再由类胡萝h 素裂解成c l 5 的化合 物，如黄质醛( x a n t h o x i r t ，x a n ) ，最后i 虫x a n 转变成a b a ，如图1 i 。 1 裘1 - 1a b a 生物台成缺陷型突变体 t a b l e l ，1a b ab i o s y n t h e s i sm u t a n t sa n di t sl o s ts i t eo f f u n c f i o n 盂米 ( z e am a y s ) 管2 ，带5 妒7 娄胡萝p 素的生物合成 v p 9 v p l 2 、“。 鹫! ! 匿整耋塑蔓e 霎堕! 塑) 塑塾些篓堑 口抽j ，f 蕺l 嬲? 嚣米黄质的环氧纯槔焉 拟南芥 翟r a b i d o p m st h a l i a n a ) d 6 柏 g m l ，s i s 4 ，1 s i 4 , s r e l ，黄质醛氧讫成a b a 醛 s a n 3 a b a 3 ，l o s 5 ，；c r s l a a 0 3 n e e d 3 a b a 醚氧化成a b 州钼辅豳子獭酸化酶缺失) a b a 蘸氟纯戚a b a 壮b a 醚氧托酶缺失) 斯黄鬃氧化成a b a 醛 疆茄 s i t i e n s a b a 醚氧化成a b a ( 铝辅嘲子琉黢化酶缺失) ( l y c o p e r s i c o ne s e u l e n t u 神 n o t a b i t i g 坪氧类胡萝t 壅( 堑堕质) 的氧主蔓篓解 烟草 a b a t a b a 懿氧化成a b a ( 钼辅雕子- 硫酸化酶缺失) 图1 1a b a 的生物合成的间接途径 f i 秘r e1 1r e g u l a r i o no f 勰ab i o s y n t h e s i s ( x i o n ga n dz h u ，2 0 0 3 ) c 4 0 的环氧类胡萝h 素作为a b a 台成的前体在成体中遄过氧化裂解反应成c 1 5 的化合物，如黄赝醛f x a n t h o x i n ) 。在艟震中， 避种c 1 5 的中间产物通过a b a 醛最后转嶷成a b a 非生物胁迫通过c a 抖依赖的磷酸级联反应系统可激活a b a 合成的基因 ( 斜体表示) ，霹时a 魁可矬透过捆同的途经孝# 擞这些生镌食残基嚣浆袁迭。萁串艇葛静基嗣瓣表选受胁逢诱导袭这褥最 为强烈一s d r 基因的表达受糖的调节。图中有关a b a 生物合成的酶标记在小的椭圆形圈内。圈中n c e d 很有可能是限制叶 2 中a b 的台成的限速酶。玉米黄质环氧酶( z e p z e a x a n t h i ne p o x i d a s e ) ；9 一顺一环氧类胡萝卜| 素双加氧酶( 慨d 9 - c i s - e p o x y c a r o t e n o i dd i o x y g e n a s e ) ；a b a 醛氧化酶( a a o ，a b a - a l d e h y d eo x i d a s e ) ；钼辅因子- 硫酸化酶( m c s u ， m o c os u l f u r a s e ) 。 1 2a b a 反应性突变体 脱落酸反应性突变体是一类对脱落酸反应敏感性发生改变的突变体，包括不敏感或敏感性下降以及 超敏性突变体，是研究脱落酸信号转导的好材料。利用这些材料，借助分子生物学手段，人们已经揭示 出许多脱落酸信号转导过程中的关键因子( 表1 2 ) 。 表1 2 脱落酸反应性突变体的主要特点( y o s h i d a 等，2 0 0 6 ；y a h 等，2 0 0 6 ；i n e 、s b r o c a r d - g i f f o r d 等，2 0 0 4 ； m u s t i l l i 等2 0 0 2 ；r e v i e w e db yf i n k e l s t e i n ，2 0 0 2 ) 1 h b i e l - 2m a i nc h a r a c t e r i s t i c so f t h em u t a n t so n a b as e n s i t i v i t - 材料突变体生理功能的改变突变基因编码的蛋白 拟南芥 a b i l 不敏感，a b a 不能诱导休眠和气孔关闭蛋白磷酸醑酶2 c ( p p 2 c ) 同源蛋白 a r a b i d o p s i s a b i 2 不敏感，a b a 不能抑制种子萌发蛋白磷酸醑酶2 c ( p p 2 c ) 同源蛋白 t h a a n a a b i 3 ，不敏感，a b a 不能抑制种子萌发种子特异的转录因子 6 “。 4 6 巧 a b i 8 不敏感， a b a 不能抑制种子萌发属于一类小的蛋白家族，介导a b a 和耱 韵反应 g c a 2不敏感眄离子通道 l o s l 对渗透胁追不敏感，对a b a 诱导基因的表 达不敏感 o s t l 不敏感 a b a 不能诱导气孔豢闭 蛋白激酶，介导a b a 感受与r o s 的产生 玉米巾不敏感，a b a 不能抑制种子萌发种子特异的转录因子 z e am a y sl e a 不敏感，a b a 不能抑制种子萌发不详 a r a b i d o p s i s e r a 2 超敏感，休眠加深不详 t h a l i a n a e r a 3 超敏感，体眠加深不详 j a r l超敏感休眠加深不详 j i n 4超敏感，体眠加深不详 b r i l 超敏感，强烈抑制根生长s e r t h r 蛋白激酶 s a x l 超敏感，强烈抑制根生长和气孔开放不详 a b h l 超敏感，气孔开放m r n ac a p 结台蛋白 d e t 2 超敏感 类固醇还原酶 f , r l超敏感 磷酸肌醇一1 一磷酸酶 s a d l 超敏感，强烈抑制萌发和根生长 u 6 相差s m 类似的小的核蛋白 u v s 6 6 超敏感，强烈抑制根生长 3 拟赢莽中a b a 不被感性突变傣体嘴骥鼹减骣，a b a 瞧不糍接剁麓种子粒蘸发，a b 1 茅珏“盎恐基戮 编码的摄白均与鬣囱丝甄酸，苏氨酸磷酸辩2 c ( p p 2 c ) 有8 0 n 同源性，结构非常相似，邋过躐少器自磷 酸他负调控a b a 发应。撖南芥其它几个a b a 不辘感突变体的基鼹，盎i l 4 8 1 3 、矗榭耱& 擞，等w 能编码了 转录调带予( k o o m n e e f 等，1 9 8 4 ) ；其中五粥与玉米胚骀发育的一个转蒙困予倒类似，也编褐一种 种子特器的转录圈子，其作用主要调节种子的成熟，即调节由胚向早期种子发育舟勺过程( g i r a u d a t 等， 1 9 9 2 ) 。a b l 4 缡褐t 一个秘氆辘p 转泶嚣予家族串的驺r e b 瓣家族豹鬣囱，该蛋自包禽肖一个a p 2 嚣域参 与t a b a 的信号转罨，弱对介辱了蔼蒋耱诱导、依赖a b a 酌信号转簿帮己糖激酶依赖的蔗糖胁遗 ( f i n k d s t e i n 等，1 9 9 4 ) 。a b z s 编磷了一个b z 撑转秉鞫予窳簇鬣i ! i a b a 反巍元释缩合器自，与a r e b l 霄很大的檩姒蛙，圭饕袋现在对农努亏缺、盐胁遣，馘及黢落羧瓣朝激产生反旋。 a b l 8 编码懿溪囊耩予棱甥专蠢瓣1 - d , 粪蛋鑫寒羧，遮辩凝躯蛋瘿参与y a b a 秘糖镶号豹菠褒，_ 谯 搂物韵生长中起到震要的作用( i n e sb r o c a r d - g i f f o r d 等，2 0 0 4 ) 。o s t l 蛋鑫激瓣受a b a 激溪，与蚕受 中盼a b a 激潺蛋国激懿( a a p k ) 类似，研究袭明0 s t l 穷与感受a b a 与产生 2 0 2 的髂号途柽之蠲 ( m u s t i l l i 等，2 0 0 2 ) 。 拟南芥的超敏感突变体如e r a l 体眠加强，其缺乏的蒸因编码法嘴酰基转移酶的诞基，法嘴酰基转 移酶参与a b a 熬偿号转导，窀可魏透进修馋貘上戆藜塑摄自掰起负调节子酌律n ( e u t l e r 等，1 9 9 6 ) 。 a h 9 3 弱撵袁棼发土怼a b a 趣皱感，a h g 3 在a b a 绥号转导孛终为受调节子起佟舔( y o s h i d a 箨，2 0 0 6 ) 。 2 a b a 信垮转导机制 借助于擞理、遗传和分子生物学手段，对a b a 信号转导机制的研究已取得了很大的进展。很多信 弩缀分被发撬，夫麓证舔表明，魏肉f c a 2 勺浓发放p h 、c a d p 核糖、h 2 0 2 和w 逆磷酸他作用替都在a b a 络号转辱中发挥麓霆婺俸鬟。 2 1 a b a 熟续会诬点与受终 裁落酸奄受侮斡鳍食是其信号转等靛筹步。穰对冀链激繁来说，聪落酸受镩蜡究曩然建 鹱落麓 的。聪鞲酸瓣识别与结会位点霹以农矮赡於侧帮耀臆内邦。耩毙熊矗赞律是簸瑟究a 戳绍台鬣毋弹始静。 h o r n b e r g 和w e i l e r ( 1 9 8 4 ) 最卑证明蚕氨保卫缎胞鹰膜中存在趱亲秽的a b a 缝台擞臼。北甓，入l 3 用敖 4 射配基葺谯抗体等方法在小麦鐾、水稻幼时、玉米撮秘黼镯中证实有a b a 特巽缀合蚤白存在( 张大鹏等， 1 9 9 9 ；陈尚武和张大鹏，1 9 9 9 ) 。z h a n g 等2 0 0 2 年用索和层析法从蚕豆叶中分离出了4 2 k d 的a b a 结 合蛋白，熟与a b a 的亲和力为2 1 x 1 0 9m ，用该结合龋自的单克隆抗体处理灏豆叶片保卫细胞原墨e 质 髂羼，燕萋降l 毳了a b a 诱导熬磷藕酶d 的活性，说嘲这一a b a 结合蛋自可熬是a b a 受搏。对予a b a 信号转导的研究袭疆胞内和簸， 都斑具有惑知a b a 偿号的位点( f i n k e l s t e i n 等，2 0 0 2 ) ，丽且磅究袭鞠耘 南芥感知胞外a b a 信号的受体分子应该定位在细胞麒上( y a m k i 等，2 0 0 3 ) 。o s a k a b e 等( 2 0 0 5 ) 研 究发现拟南芥质膜上富含亮氪酸震复区( l r r ) 的受体激酶1 ( r p k l ) 可能参与了a b a 的感知。研究裘 明r p k l 受a b a 诱导，抑制r p k t 黪表达降低了拟南芥对a b a 的敏感性、抑铡了a b a 诱导的基因表达，避 表达l r r 麴投毒芬毽撩对a b a 敏黪。令久酸喜静楚最遥掇遥了第一个a b a 受髂分子一一托a ( 羰鬻芬 调节开花时间的蛋白) ，是r n a 结合蛋白，它通过翱a b a 的结合改变构彀，影响和之互作的萤囱茁鬻 ( 加工r n a3 ，末端因子) 的作用从而在转录后水平调控f l c ( 具有m a d s ，潜在的向开花转变的搠删 子) 的转泶，最终调控了营养嫩戆向生殖生长的转换( r a z e m 等，2 0 0 6 ) 。 2 2a b a 穰号鹃谭节 2 , 2 。1a b a 鸟c a 2 + 、i p 3 、c a d p r 信使一一辕戆钙燕予的绩号转导途袋 锈离子是重要的第二信使，c a 2 + 信使途径参与丁a b a 调节保卫细胞气孔膨压的信号转导过獠。保 卫细胞对a b a 产生的第一个魇成就是胞质中自由c 矿浓度的上升。植物中i p 3 可激活液泡膜钙离予通 道( h i r a y a m a 等，1 9 9 5 ) ，i p 3 是调节气孔运动的第= 信使，脱落酸与受体结台艨激活p l c ，释敞出i p 3 使腿凌锈藤子浓度璞翔，逶过期耧建彝镪离子逶遂，静黢绦里缨藏锣褰予滚废簿僬瑟镬气i & 关潮嚣蕊e e 等，1 9 9 6 ) c a d p r ( c y c l i ca d e n o s i n e 5 - d i p h o s p h a t e r i b o s e ) 和n a a d p + ( n i c o t i n i c 磁撼a d e n i n ed i n u c l e o t i d e p h o s p h a t e ) 也能引起胞内c d + 辛良度上升，1 9 9 8 哗w u 簪进行的单细胞擞微注射实验发现，c 演d p r 是 a b a 佰母转尊的组分之一，恁e 驴调节；在拟南芥中，a b a 处理后相关熬因表达之前，就可以缎瑰 o a d p r 谢羹上升。推测c a d p r 作用的靶位点可能是澈泡膜上敏感的c a 2 + 外流涟邋( a l l e n 和s c h r o e d e r , , 1 9 9 8 ) 。l e c k i e 等( 1 9 9 秘凌谨嶷c a d p r 套导a b a 对气魏懿关闭。 农i p 3 藕c a d p r 参与- f ，e 扩可跨过壤貘内流躐铁麓内静锈痒释敦遵泉( b l a t t 等，1 9 9 0 ；g i k o y 镰， 1 9 9 0 ) 。在这个过程中液泡作为胞内贮钙体，成为c a 2 + 的一个重要来源。目前在液泡膜上已经鉴定出3 种类型的c a 2 + 敏感通道( a s s m a n n ，1 9 9 3 ) ；( 1 ) 液泡膜电位控制的使c a 2 + 内流整流电阈通道；( 2 ) i p 3 控制的c a 2 + 释放通道：( 3 ) c a 2 + 外流通道。c 扩内流是通过c d + 通道从胞外进入胞内的，现糕人 粕利用貘冀镂援术可塞接检测到攘勃缨骧矮膜上戆c 扩逶道懑性酶变亿。鸯疆多证据表明，a b a 霹激 活缳激缩魏震骥c 矿逶道黧s 整稿离子逶逶( a l l e n 镶，2 0 0 0 ；h a m i l t o n 餐，2 0 ：l t 等，2 0 0 0 ；p e i 等，2 0 0 0 ；s c h r o e d e r 等，2 0 0 1 ) ，c a 2 + 通道的活化可允许胞外c a 2 + 内流，从而提高胞内 c a 2 + 】。 2 2 2 阴离子通道与p h 以上途径均与c a 2 + 有关，檬物也有不依赖钙离子的倩号转导途径，脱薄酸可以通过h + 和激滔阴离 子避邀越撵霜牺i i r o y 秘t t c w a v a s ，1 9 9 4 ；g r a b o v 等，1 9 9 7 ) 。阴离子遴邀摊制裁毙逆转魏落酸诱嚣憋 气孔关闭，这避一步袭鞠翻离子通道参与了脱落酸辩气孔歼蠲的调节( s c h r o e d e r ，2 0 0 i ) ，丽脱落黢对 鞠襄子邂遂瓣潺节与豢自磷酸稼裁髓虢黢豫鬻荧。聪薄酸举缓蘧饔突交薅磅巍也表疆糙落黢调繁气琵美 闭与髑离子避谶的确肖关( v e i ，1 9 9 7 ；g r a b o v ，1 9 9 7 ) 。 2 2 ，3r o s 活蠛戴( r o s ) 佟必褴物“簿= 售搜”跫g 超人 l 瓣关注，我粕寰验室鞋蚕豆必群瓣，蓥次诞螺了 a b a 可以诱释保卫细施h 2 0 2 产生，并虽艨膜上的n a d p h 氧纯酶可能参与了h 2 0 2 诱导帕气孔运动 ( z h a n g 等，2 0 0 i c ) ，落量涯明h 2 0 2 撵翻了k + 遴遵耧诱嚣了赡矮碱像( z h a n g 等，2 0 0 1 a2 0 0 1 q 。p e i 罄 ( 2 0 0