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科研進(jìn)展
張石寶研究組提出脫落酸合成部位的新觀點(diǎn) 文章來源:資源植物與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2018-01-29 | 作者:張鳳萍 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 脫落酸(abscisic acid, ABA)能夠調(diào)節(jié)植物對(duì)不同環(huán)境信號(hào)以及內(nèi)源性信號(hào)的反應(yīng),影響植物的生理適應(yīng)及生長發(fā)育過程,如水分脅迫、種子發(fā)育、休眠及其性別決定等。因此,脫落酸是植物學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。 在水分脅迫下,葉片中的ABA會(huì)隨著水分含量的下調(diào)而迅速合成,主動(dòng)關(guān)閉氣孔,減少水分散失,使植物免受嚴(yán)重的水分脅迫傷害。與葉片不同,花的壽命相對(duì)較短,并且?guī)缀鯖]有碳同化現(xiàn)象,但是仍然會(huì)發(fā)生水分蒸發(fā),嚴(yán)重的水分虧缺會(huì)導(dǎo)致花的萎蔫,縮短花壽命,降低傳粉效率。因此,認(rèn)識(shí)花應(yīng)對(duì)水分脅迫的機(jī)理對(duì)于理解植物的生態(tài)適應(yīng)具有重要意義。近日,中國科學(xué)院昆明植物研究所張石寶研究組與塔斯馬尼亞大學(xué)Timothy J. Brodribb研究組合作,采用施加外部壓力的一種新穎方法,研究了花、根和葉片組織中ABA對(duì)水分持續(xù)虧缺的響應(yīng),發(fā)現(xiàn)在干旱脅迫下,葉片中快速合成ABA,而花和根組織中沒有表現(xiàn)出顯著增加。在番茄ABA生物合成途徑中,一個(gè)關(guān)鍵的編碼基因類胡蘿卜素降解的限速酶(9′-cis -epoxycarotenoid dioxygenase, NCED1)在葉片中大幅上調(diào),而在花和根組織中變化較小,揭示了ABA迅速合成發(fā)生在葉片中,而不是在花或者根組織中。研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了ABA在植物水分虧缺響應(yīng)中的作用,并指出葉片是ABA合成的主要器官,推翻了過去一直認(rèn)為根是合成ABA的主要器官的觀點(diǎn)。 上述研究結(jié)果以“Leaves, not roots or floral tissue, are the main site of rapid, external pressure-induced ABA biosynthesis in angiosperms”為題發(fā)表在《Journal of Experimental Botany》上。該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中國科學(xué)院公派留學(xué)項(xiàng)目的資助。
圖1.干旱脅迫下、花、根和葉片組織中的ABA水平的變化(A)番茄(Solanmlycopersicum)和(B)香蕉百香果(Passifloratarminiana).
圖2.干旱脅迫下,花、根和葉片組織中的類胡蘿卜素9′-cis-neoxanthin 的含量(A)番茄(Solanum lycopersicum)和(B)香蕉百香果(Passifloratarminiana).
圖3. 番茄(Solanmlycopersicum)干旱脅迫下,花瓣、根和葉片中NCED1的相對(duì)表達(dá)量. (責(zé)任編輯:李雪) |
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