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科研進展
脫落酸(abscisic acid, ABA)能夠調節(jié)植物對不同環(huán)境信號以及內源性信號的反應,影響植物的生理適應及生長發(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,脫落酸是植物學研究的熱點之一。 在水分脅迫下,葉片中的ABA會隨著水分含量的下調而迅速合成,主動關閉氣孔,減少水分散失,使植物免受嚴重的水分脅迫傷害。與葉片不同,花的壽命相對較短,并且?guī)缀鯖]有碳同化現(xiàn)象,但是仍然會發(fā)生水分蒸發(fā),嚴重的水分虧缺會導致花的萎蔫,縮短花壽命,降低傳粉效率。因此,認識花應對水分脅迫的機理對于理解植物的生態(tài)適應具有重要意義。近日,中國科學院昆明植物研究所張石寶研究組與塔斯馬尼亞大學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對水分持續(xù)虧缺的響應,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,一個關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,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。研究結果進一步證實了ABA在植物水分虧缺響應中的作用,并指出葉片是ABA合成的主要器官,推翻了過去一直認為根是合成ABA的主要器官的觀點。 上述研究結果以“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基金項目和中國科學院公派留學項目的資助。
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的相對表達量. (責任編輯:李雪) |
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