ABA在植物与病原菌互作中的作用

脱落酸(ABA)是一种重要的植物激素,在植物受到生物或非生物压力时,其对植物抵御这些压力具有重要作用。脱落酸在生物胁迫下,通过干扰水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、乙烯(ET)防御信号途径,可负调控植物抗病性。然而,近年来研究发现,脱落酸可通过诱导胼胝质积累正调控抗病性,但目前关于此方面的报道国内较少。综述了近年来关于ABA对植物防御研究的一些进展,介绍ABA在植物防御中所起的作用及调节机制。     

光肩星天牛咬食复叶槭后植物体内诱导的信号传导

研究与分析表明光肩星天牛咬食复叶槭后,植物体内茉莉酸(JA)含量和脱落酸(ABA)含量在短时间内增加,而水杨酸含量则减少,JA和ABA是抵抗伤害反应的信号传递物质,因此JA和ABA的增加表明该植物存在防御信号传导.     

植物系统获得抗病性及其信号调控

植物系统获得抗性是诱导抗性的一种,是植物受到病原物感染后建立的新抗性;水杨酸(SA)是其重要的信号分子;经SA信号转导,可激活NPR1,而NPR1亦可以负反馈调控SA合成;NPR1可进一步与其下游WRKY和TGA等转录因子相互作用,诱导病程相关蛋白基因的表达,最终植物建立了系统获得抗病性;信号分子SA与脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)之间存在复杂的(被)调控平衡关系,从而影响着SAR是否启动。     

腐植酸对重度干旱胁迫下燕麦叶片可溶性糖组分和内源激素的影响

为了解腐植酸(HA)对重度干旱胁迫燕麦叶片糖组分和内源激素的影响,以白燕2号为试验材料,利用盆栽设置不同水分和喷施腐植酸4个处理(正常供水,正常供水喷施腐植酸,重度干旱胁迫和重度干旱胁迫喷施腐植酸),利用高效气相色谱和质谱联用技术测定燕麦叶片可溶性糖和内源激素含量。结果表明:1)在燕麦叶片中检测到单糖和衍生物11种,低聚糖5种。通过主成分分析发现,不同处理之间差异主要体现在木糖、核糖、松三糖、葡萄糖、蔗糖和岩藻糖的含量。重度干旱胁迫喷施HA主要影响的是核糖和蔗糖,与CK相比,重度干旱胁迫核糖含量增加5.78%,蔗糖含量增加83.08%,差异显著(P0.05,下同),重度干旱胁迫下喷施HA后,核糖和蔗糖含量均显著下降。2)与对照相比,重度干旱胁迫下,内源酸性激素脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量显著升高,生长素(IAA)含量显著降低,重度干旱胁迫下喷施HA后ABA、JA和SA含量显著降低。3)蔗糖含量与ABA、IAA含量显著相关,JA含量与细胞结构物质木糖、岩藻糖和核糖等戊糖含量均显著正相关,SA、ABA含量与糖信号物质果糖、葡萄糖含量显著负相关。可见,HA可以通过调控糖组分和内源激素缓解重度干旱胁迫伤害。     

干旱胁迫下植物抗氧化的信号物质调控研究进展

综述了从植物激素脱落酸、茉莉酸和水杨酸等信号物质对抗氧化代谢的调控等方面对干旱胁迫条件下植物抗氧化代谢信号物质调控的研究进展。     

钾胁迫对枳生长及根系激素和信号物质水平的影响

以枳为材料,研究在沙培条件下其生长、内源激素和信号物质对不同浓度K胁迫的响应。结果显示,与适钾(6 mmol/L)处理相比,无钾(0 mmol/L)、低钾(2 mmol/L)和高钾(12 mmol/L)处理都抑制了植株株高、茎粗、叶片数以及叶、茎和根生物量,也显著降低了根系吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GAs)、油菜素内酯(BR)、玉米素核苷(ZR)含量,但显著增加了根系脱落酸(ABA)含量以及根系信号物质钙调素(CaM)、水杨酸(SA)、一氧化氮(NO)、茉莉酸(JA)水平。K诱导的内源激素和信号物质水平变化表明枳实生苗能对K胁迫快速响应。     

水分胁迫下离体烟叶中脂氧合酶活性、水杨酸与茉莉酸积累的关系

 采用河南农业大学设计的电热式温湿度自控烤烟箱 ,研究水分胁迫下离体烟叶中脂氧合酶活性、水杨酸(SA)与茉莉酸 (JA)积累的关系。结果表明 ,水分胁迫下茉莉酸积累的同时 ,脂氧合酶 (LOX)活性也上升 ,两者呈极显著正相关 ;去加愈创木酸 (NDGA)是LOX专一抑制剂 ,在抑制LOX活性的同时也阻断了水分胁迫下茉莉酸的积累 ;无细胞体系加入LOX可直接引起茉莉酸的积累。这表明LOX很可能是JA生物合成及胁迫诱导JA积累的一种关键酶 ,水杨酸抑制茉莉酸积累。     

水杨酸缓解干旱、高温及双重胁迫下对紫御谷内源激素及渗透调节物质的影响

以紫御谷为材料,研究了在干旱、高温以及双重胁迫处理下,水杨酸处理对紫御谷幼苗叶片的内源激素及渗 透调节物质含量的影响.结果表明:干旱、高温及双重胁迫时叶片的可溶性蛋白、可溶性糖、IAA 含量降低,Pro、 ABA和JA含量增加;水杨酸(SA)处理能降低干旱、高温及双重胁迫时叶片Pro、ABA和JA含量,增加可溶性蛋 白、可溶性糖和IAA含量.试验表明:SA能有效增强紫御谷对干旱、高温以及双重胁迫的抵抗能力,帮助其在这 些逆境下的生长及生存.     

超高效液相色谱-串联质谱同时测定盐碱胁迫金银花中3种内源激素

建立同时测定金银花中水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)方法,并应用于盐碱胁迫下的金银花分析。激素经异丙醇/甲酸溶液(99/1,体积分数)提取后,通过固相萃取(SPE)柱净化。色谱柱为Agilent Zorbax Eclipse Plus C_(18)柱(100 mm×2.1 mm,1.8μm);流动相为0.1%甲酸溶液-乙腈;体积流量为0.4 mL/min;进样量为3μL;质谱采用电喷雾离子源负离子模式(ESI~-),多反应监测(MRM)进行测定。3种内源激素具有良好的线性关系(R~2≥0.998),最低定量限均为0.5μg/L,稳定性良好,提取回收率在81.5%～93.8%之间,精密度的RSD值为2.7%～7.9%之间,该法快速可靠,可适用于其他植物中SA、ABA和JA的含量检测。利用该方法测定盐碱胁迫下金银花中的3种内源激素,比较分析它们在盐碱胁迫下的含量变化规律,为内源激素对植物的逆境调控机制提供研究基础。     

AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能分析

  目的  茉莉酰氨基酸结合物合成酶(jasmonoyl amino acid conjugate synthase,JAR1)可以催化茉莉酸(jasmonic acid,JA)形成茉莉酸的活性形式茉莉酸异亮氨基酸复合体(jasmonic acid-isoleucine,JA-Ile),从而激活JA信号途径。JA信号途径在介导植物盐胁迫的响应中发挥重要作用,因此,探究AtJAR1在植物耐盐性中的功能对于研究JA信号途径影响植物耐盐性的机制具有重要作用。  方法  运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,创建了2个不同的拟南芥Arabidopsis thaliana AtJAR1基因突变体,并对这2个突变体进行地上部生物量的统计分析和JA信号标记基因的表达分析,以确定AtJAR1基因功能缺失。之后,观察分析不同浓度氯化钠和脱落酸(ABA)处理对jar1突变体的种子萌发和幼苗建成的影响,明确AtJAR1基因对拟南芥耐盐性的影响。最后,通过比较分析盐处理前后野生型和突变体的钾离子(K+)和钠离子(Na+)质量摩尔浓度,以及高亲和力K+转运蛋白基因AtHAK5的表达变化情况,初步探究AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能。  结果  JA信号标记基因AtVSP1和AtVSP2的表达量大幅下调,表明AtJAR1基因功能丧失。与点突变产生的jar1-1突变体不同的是,这2个突变体表现为前3周生长加快,之后逐渐减缓并出现叶片萎蔫的表型。同时,AtJAR1突变可以缓解盐胁迫和ABA对种子萌发和根系生长产生的抑制作用。此外,盐胁迫下AtJAR1突变可以促进AtHAK5的表达和根系对K+的吸收转运。  结论  JA信号途径可能通过与ABA交互作用影响AtHAK5的表达量,以调节植物根系对K+的吸收转运,进而改变细胞内K+/Na+平衡,最终影响植物耐盐性。图8表2参52     

ABA对TCV的防御作用研究

[目的]了解脱落酸(ABA)是否参与宿主对芜菁萎缩病毒(Turnip crinkle virus,TCV)的防御作用。[方法]外施ABA和选用相应突变体,利用Western-blot检测各植株中TCV外壳蛋白含量,并采用RT-PCR分析防御相关基因表达。[结果]外施SA、JA、ET和ABA后,仅SA和ABA对TCV积累有明显抑制作用。在拟南芥-TCV互作系统中,SA和ABA之间具拮抗效应,且ABA诱导对TCV的防御不依赖于SA途径。[结论]植物通过激活不同的信号途径调节宿主对病毒的防御。     

茉莉酸和水杨酸对热胁迫下葡萄幼苗抗氧化能力的影响

用50μmol/L茉莉酸和100μmol/L水杨酸预处理葡萄幼苗后,在高温胁迫下,蛋白质含量、抗坏血酸氧化物酶、谷胱甘酞还原酶活性呈现先升后降的变化趋势,抗坏血酸含量持续下降,茉莉酸和水杨酸预处理过的葡萄幼苗中可溶性蛋白质含量、抗坏血酸氧化物酶、谷胱甘酞还原酶活性和抗坏血酸含量与谷胱甘酞含量都高于对照。由此认为茉莉酸和水杨酸能减缓高温胁迫所引起的胁变反应。推测JA和SA处理在诱导葡萄抗热性能上可能具有相似的机理。     

CaKR1上游启动子分离及其表达分析

运用基因组步移技术分离获得了CaKR1基因上游-1594 bp的启动子序列,命名为CaKR1p,发现其中含有SA、ABA、低温等信号应答原件以及其它诸如W盒等应答逆境胁迫的调控原件。进一步构建CaKR1p与GUS报告基因融合的植物表达载体,获得了烟草转基因植株及其相应的T1代株系,利用T1代转基因株系分析了CaKR1p在几种外源激素处理下的GUS基因的表达,结果表明外源激素SA、JA和ABA的诱导处理均可激活该启动子下游报告基因GUS的表达,说明CaKR1的表达和作用受到SA、ABA以及JA等信号通路调节。     

水杨酸与植物抗热性研究进展

从水杨酸与活性氧、抗氧化系统、热激蛋白、光合作用、脱落酸和钙离子的关系方面综述了水杨酸与植物抗热性的最新研究进展.研究发现一定浓度的水杨酸能减少植物体内H2O2的含量,且外源 SA可提高植物体内POD活性,但对CAT和POD的活性的影响尚有争议.外施SA和高温锻炼可能有相似的提高抗热机制,SA可能诱导热激蛋白的合成.适当浓度的SA能够保持叶片较高的光合速率.SA和ABA都是响应高温锻炼的重要信号分子,SA对抗病信号的传导可能通过钙信使系统.最后就SA在植物抗热性方面提出了进一步的展望.     

Effects of abiotic stress and hormones on the expressions of five13-CmLOXs and enzyme activity in oriental melon(Cucumis melo var.makuwa Makino)

Lipoxygenases(LOXs) are a group of non-heme,iron-containing enzymes and extensively involved in plant growth and development,ripening and senescence,stress responses,biosynthesis of regulatory molecules and defense reaction.In our previous study,18 LOXs in melon genome were screened and identified,and five 13-LOX genes(CmLOX08,CmLOX10,CmLOX12,CmLOX13 and CmLOX18) were predicted to locate in chloroplast.Phylogenetic analysis result showed that the five genes have high homology with jasmonic acid(JA) biosynthesis-related LOXs from other plants.In addition,promoter analysis revealed that motifs of the five genes participate in gene expression regulated by hormones and stresses.Therefore,we analyzed the expressions of the five genes and LOX activity in leaves of four-leaf stage seedlings of oriental melon cultivar Yumeiren under abiotic stress:wounding,cold,high temperature and hydrogen peroxide(H_2O_2),and signal molecule treatments:methyl jasmonate(MeJA),abscisic acid(ABA) and salicylic acid(SA).Real time qPCR revealed that wounding and H_2O_2 induced the expressions of all the five genes.Only CmLOX08 was induced by cold while only CmLOX13 was suppressed by high temperature.ABA induced the expressions of CmLOXIO and CmLOX12 while inhibited CmLOX13 and CmLOX18.MeJA increased the 3 genes expressions except CmLOX08 and CmLOX13,whereas SA decreased the effect,apart from CmLOX12.All the abiotic stresses and signal molecules treatments increased the LOX activity in leaves of oriental melon.In summary,the results suggest that the five genes have diverse functions in abiotic stress and hormone responses,and might participate in defense response.The data generated in this study will be helpful in subcellular localization and transgenic experiment to understand their precise roles in plant defense response.     

甘蓝型油菜MAPK1在损伤和病原菌胁迫下的表达模式分析

【目的】分析BnMAPK1组织特异性表达特征,探究其在损伤和病原菌胁迫下的特征及参加的信号途径。【方法】在电子克隆的基础上,克隆BnMAPK1的启动子序列。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测BnMAPK1的诱导表达特征。【结果】从甘蓝型油菜中克隆了MAPK1的启动子序列,发现它含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件。还发现植物激素茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）和过氧化氢（H2O2）,及损伤（wound）和核盘菌（sclerotinia sclerotiorum）均能在转录水平上激活BnMAPK1。甘蓝型油菜在损伤和接种核菌盘后,JA信号途径标志基因PDF1.2的表达量被诱导上升,而SA信号途径标志基因PR-1被抑制,推测甘蓝型油菜可能是通过茉莉酸（jasmonic acid,JA）信号途径响应损伤和病原菌入侵。【结论】甘蓝型油菜MAPK1受多种植物激素和胁迫的诱导,并且其启动子中含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件,可能MAPK1在植物体抵抗外界多种胁迫中起重要作用,并且甘蓝型油菜可能是通过JA信号途径对损伤和病原菌入侵做出响应。     

拟南芥AtBT4对灰葡萄孢的抗性机制分析

【目的】揭示AtBT4在拟南芥抗灰葡萄孢中与SA、JA信号途经的相互关系。【方法】利用RT-PCR技术,检测用SA、SA类似物BTH、JA、ACC及灰葡萄孢处理拟南芥野生型Col-0后其AtBT4的表达情况;检测经SA和JA处理后拟南芥SA、JA途径相关突变体AtBT4的表达情况;并检测接种灰葡萄孢后拟南芥野生型Col-0、bt4突变体和回复突变体抗病相关基因的表达情况。【结果】JA处理和接种灰葡萄孢后,拟南芥野生型Col-0中AtBT4的表达明显增强。但经JA处理后,JA不敏感突变体jar1的AtBT4表达变化趋势与野生型明显不同,AtBT4的表达水平不受JA诱导。SA信号途径相关突变体eds5、sid2和npr1中AtBT4的表达明显低于野生型,但变化趋势与野生型基本一致。bt4突变体中抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达明显低于野生型和回复突变体。【结论】AtBT4的表达受JA和灰葡萄孢的诱导,AtBT4突变影响抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达,AtBT4可能通过SA、JA信号途径影响拟南芥对灰葡萄孢的抗性。