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1、植物学通报2006,23(5):511~518ChineseBulletinofBotany综述.脱落酸ABA与植物胁迫抗性*吴耀荣,谢旗中国科学院遗传与发育生物学研究所,北京100101摘要ABA是一种重要的植物激素,受到生物胁迫和非生物胁迫的调控,在植物对胁迫耐受性和抗性中发挥着重要作用。本文着重阐述了植物胁迫对ABA的生物合成和代谢的调控、ABA在调控气孔关闭和调控基因表达从而调控植物耐逆性方面的作用,以及植物胁迫信号转导途径间的联系和交叉。关键词ABA,基因表达,植物胁迫,信号转导,气孔关闭ABAandPlantStressResponseYaorongWu,QiXie*
2、StateKeyLaboratoryofPlantGenomics,InstituteofGeneticsandDevelopmentalBiology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,ChinaAbstractABA,animportantphytohormoneinducedbybioticstressandabioticstress,playsgreatrolesinplanttolerancetostresses.Inthisreview,wesummarizetheregulationofABAbiosynthesisand
3、metabolismbyplantstresses,therolesofABAinregulatingstomatalclosureandgeneexpression,andthecrosstalkbetweenplantstresssignaling.KeywordsABA,geneexpression,plantstress,signaltransduction,stomatalclosure植物在生长发育过程中经常遭受生物胁迫包括干旱、盐、极端的温度、pH值及光照和非生物胁迫的危害,植物胁迫信号转导途径一过强或过弱等。在生物胁迫和非生物胁迫条直是人们关注的焦点。随着研究的逐
4、步深入,件下,植物体内增加了ABA的含量,这种效应人们发现ABA在植物对这两种胁迫尤其是非主要是通过激活ABA的合成及抑制其降解途生物胁迫的抗性中起着重要作用。在胁迫条径实现的。胁迫条件去除后,ABA迅速发生降件下,ABA调控了气孔关闭和基因表达。同解,其含量降低。目前在高等植物尤其是拟南时,大量的证据表明,在植物胁迫信号转导途径芥中ABA的生物合成途径研究的比较透彻。间存在联系和交叉。如图1所示,玉米黄素环氧化酶(zeathanxinepoxidase,ZEP)(在拟南芥中由ABA1基因编码,1植物胁迫调控了ABA的生物合成和在烟草中由ABA2基因编码)催化玉米黄素代谢(zea
5、xanthin)转化为堇菜黄素(violaxanthin),9-顺植物胁迫分为生物胁迫和非生物胁迫,前式-新黄素加双氧酶(9-cis-epoxycarotenoid者指的是由其它生物所施加的胁迫,后者则主要dioxygenase,NCED)进一步催化9-顺式-新黄素基金项目:国家重大基础研究发展计划项目(No.2003CB114304)*Authorforcorrespondence.E-mail:qxie@genetics.ac.cn51223(5)图1渗透胁迫调控ABA合成和代谢的多个步骤Fig.1ABAmetabolismisregulatedbyosmoticstress
6、atmultiplesteps(9-cis-neoxanthin)产生黄氧素(xanthoxin),黄氧水和复水处理后,该基因的表达量增高素在ABA2的作用下转化为脱落酸醛,最后,脱(Yamaguchi-ShinozakiandShinozaki,2006)。落酸醛在脱落酸醛氧化酶(ABA-aldehyde研究表明,ABA本身也可以诱导表达ABAoxidase,AAO)的作用下生成ABA。生化研究合成途径中的酶,从而促进ABA的进一步合表明:NCED所催化的反应步骤为ABA合成途成。众多的实验结果表明,除NCED的表达对径中的限速步骤。在拟南芥的aba2突变体中,ABA不敏感以外
7、(Iuchietal.,2001;Xiongetal.,黄氧素不能转变为脱落酸醛(ABA-aldehyde),而2001a),ZEP、AAO3、LOS5/ABA3基因都受在aba3/los5突变体中,脱落酸醛不能转变为ABA的诱导表达(Xiongetal.,2001b),因此ABAABA(Xiongetal.,2001b;Zhu,2002)。的存在对于ABA的进一步合成具有正反馈作ABA代谢的很多步骤受到植物胁迫的调用,也就是说干旱和高盐等胁迫条件诱导了控。在干旱和盐胁迫条件下,
