植物激素脱落酸ABA受体的研究报告
植物激素ABA对水稻种子萌发的影响研究
植物激素ABA对水稻种子萌发的影响研究植物激素ABA,或称脱落酸,是一种广泛存在于植物体内,对整个植物生长与发育都发挥重要作用的植物内源激素。
除了调控植物的开花、营养物质的合成和维持生物节律等诸多方面外,植物激素ABA在种子发育和萌发中也发挥着重要的作用。
在本文中,我们将讨论植物激素ABA对水稻种子萌发的影响,以及与ABA 相关的一些基因和信号通路。
ABA是一种化学结构简单的植物激素,可由植物体内的脱落酸前体合成而来。
植物体内的ABA含量受到许多生物和非生物因素的影响,如温度、光照、水分等环境因素,以及植物生长过程中的内部调节。
ABA的存在与否对植物种子在萌发过程中的速度和成功率都有着至关重要的影响。
在水稻的种子萌发过程中,ABA是一个重要的调节因素。
ABA通过影响胚乳乳化酶和α-淀粉酶等酶途径,来抑制水稻种子的发芽。
ABA对胚乳乳化酶的抑制使得种子向内部的营养物质供应减少,从而影响种子发育和萌发;同时,ABA还能抑制α-淀粉酶的活性,使得淀粉转化为可滴定糖的速率降低,从而减少能源的供应。
这样,ABA在水稻种子的萌发过程中发挥了重要的抑制作用,从而使得水稻种子在不适宜的环境下能够“蛰伏”。
除了对种子萌发的抑制作用,ABA还在其他植物生长发育过程中扮演着重要的角色。
ABA通常被认为是一种“压抑型激素”,它能抑制植物的生长和发育,以应对不同的生长和环境压力。
例如,ABA可在植物遭受水分胁迫等逆境时诱导根系生长,并促进植物对逆境的适应;ABA还可调控植物的开花时间、植物生长节律以及干旱时的耐受性等等。
ABA的这些特性为我们提供了一个研究植物耐逆性、调控种子萌发的机会。
通过探索ABA在水稻种子萌发中的生化机制、信号转导通路、ABA响应元件等方面的研究,不仅可以进一步深化我们对植物生长发育和逆境响应的理解,还能为未来植物遗传改良提供有益的参考。
研究表明,除了ABA以外,许多与ABA信号转导通路相关的基因和蛋白也能影响水稻种子的萌发。
冷胁迫下植物激素ABA信号通路的研究进展
调控基因:直接参与非生物胁迫反应,调控下游 基因的表达和信号转导。包括在信号转导通路中 参与信号转导途径的转录因子;感应和参与传递 胁迫信号的蛋白激酶,如有丝裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinase(MAPK))、钙依 赖而不依赖钙调素的蛋白激酶(calcium-dependent and calmodulin-independent protein kinase(CDPK))、 转录调控蛋白激酶(transcription-regulate)、在调 控胁迫信号转导和基因表达中,起重要作用的蛋 白磷酸化酶和蛋白酶。
AP2 domain
This 60 amino acid residue domain can bind to DNA and is found in transcription factor proteins.
NCBI PSSM-Id:250173
张梅等.遗传,2009,31(3):236-244.
植物在非生物逆境胁迫下诱导的基因表 达及产物
通过基因转录组(transcriptome)的转录分析和基 因产物的不同作用,将这些基因分为两大类: 功能基因:基因编码的产物直接保护植物细胞免 受胁迫,如甜菜碱、脯氨酸、糖类等;免受胁迫 伤害的功能蛋白,晚期胚胎发育蛋白(LEA)、 热应激蛋白(HSPs)、蛋白分子伴侣、渗调蛋白、 抗冻蛋白;参与水分和离子吸收转运的蛋白,如 水通道蛋白和离子转运蛋白;保护细胞免受ROS 伤害的毒性降解酶,如谷胱甘肽S -转移酶,过氧 化氢酶,超氧化物歧化酶,抗坏血酸过氧化物酶 等。
ABA
MDA含量 H2O2含量 可溶性糖或 蛋白含量
SOD活性 CAT活性 APX活性
细胞膜通透 性(相对电导率) 叶绿素含量
脱落酸ABA植物抗性研究进展
脱落酸(ABA)植物抗性研究进展摘要:脱落酸( ABA )是一种重要的植物激素,在植物对抗胁迫环境中发挥重要作用。
综述了近些年来国内外有关 ABA 生理功能抗逆性研究的一些最新进展,重点阐述了 ABA 在植物逆境胁迫中对植物生长及生理的影响。
关键词:脱落酸植物抗性研究进展由于工业生产、自然灾害频繁发生,植物生长处于逆境环境中,提高植物抗逆性成了研究的热点。
目前主要通过添加外源激素等技术来提高植物抗逆性。
ABA 是一种植物体内源激素,能够控制植物生长及促进衰老,研究发现, ABA 在干旱、高盐、低温等逆境胁迫反应中起重要作用,是植物的抗逆诱导因子,被称为植物的“胁迫激素” 。
本文主要阐述了ABA 在逆境中对植物生理生化的影响,展望该领域今后研究的重点。
1、逆境胁迫下植物体内 ABA 的积累ABA 在叶绿体中合成,然后转移积累到其他组织中。
研究发现根系在脱水的情况下能合成大量的 ABA ,植物的其他器官,如成熟的花、种子也能合成ABA有研究发现干旱胁迫下,紫花苜蓿根部水分状况的改变可引起 ABA 的增加,可能是根部 ABA 经蒸腾作用直接到达叶片,或是 ABA 快速释放引起的。
2、逆境胁迫下 ABA 对植物生长的影响、对植物生长的影响崔志青等人研究表明施用 ABA 能够优化穗部性状发育,增加作物产量。
在研究外源 ABA 对匍茎翦股颖( Agrostis stolonifera)高温休眠影响的试验中发现:高温胁迫下,添加 ABA 延迟植株枯黄时间,降低休眠期的枯黄率,提高叶片含水量。
ABA 处理甜椒后发现,不同浓度 ABA 对甜椒常温苗和驯化苗的株高、茎重均无显着影响,但显着促进驯化苗的侧根生长。
、对植物叶绿素含量的影响叶绿素含量可以反应植物光合能力,表明植物光合能力。
Cd胁迫下小麦幼苗经ABA处理10d后,叶片叶绿素含量增加。
试验证明低温胁迫下,喷洒 ABA 减缓叶绿素降低速度。
蒲高斌等人研究外源 ABA 对西瓜幼苗抗冷性影响也得到同样结论。
脱落酸_ABA_受体的研究进展
脱落酸_ABA_受体的研究进展() 植物学通报 1998 , 15 4:36,40Chi nese B ulleti n of B ota ny脱落酸( ABA) 受体的研究进展吴忠义陈珈朱美君( ) 北京农业大学生物学院北京 100094() 摘要植物激素脱落酸 ABA在植物对逆境适应及种子发育过程中具有重要的生理功能。
尽管 ABA 作用的分子机制还不清楚 ,ABA 受体还未得到鉴定 ,但近年来对 ABA 结合蛋白的研究取得了可喜的进展 , 已在多种植物中证明存在与 ABA有高亲和力的结合蛋白。
ABA 的识别到底发生在胞外还是胞内 ,近几年随着微注射技术的应用 ,也得到不少实验证据。
ABA 信号的转导途径 ,特别是位于下游区域参与信号传递的物质的研究取得重大进展 ,其中以 ABA 调节气孔保卫细胞开关的信号传递成为研究这一领域的模式体系。
关键词 ABA 结合蛋白 ,ABA 结合位点 ,ABA 受体 ,ABA 信号转导THE PRO GRESSES OF STUD IES O N ABSCISICACID RECEPTO RSWU Zhong2Yi CHEN J ia ZHU Mei2J un ( )College of Biological Science , China Agricultural University , Beijing 100094( ) Abstract Abscisic acid ABAparticipates in the control of diverse physioogical process. Al2( ) though the molecular mechanism of ABA action is unknown , ABA receptor shave not yet been identified , high affinity of ABA binding proteins in some plants , either membrane2bound or soluble , have beendescribed. The sense of ABA lies in the outside or inside of plasma membrane , there are some evidences with the techniques of microinjection. Considerable progress has been recently made in the characterization of more downstream elements of the ABA regulatory network , especially in the control of stomatal aperture by ABA. The details of the underlying signalling pathways start to emerge .Key words ABA binding proteins , ABA binding sites , ABA receptors , ABA signal transduction植物的生长和发育由于不可避免地受到各种不利环境的干扰 ,于是演化出一套适应和对付各种逆境的机制和策略 ,很多研究表明 ABA 对于植物适应逆境起着极其重要的作 () 用 Davies ,1991,因此研究 ABA 的作用机理具有重要的理论意义和实践意义。
ABA对木樨科植物抗冻性影响的研究
ABA对木樨科植物抗冻性影响的研究摘要通过电导法测定经不同浓度脱落酸(ABA)水培的3种木樨科植物在3种低温条件下受伤害的程度,研究脱落酸对植物抗冻性的影响。
结果表明:在其他条件相同时,冰冻时间越长,植物受伤害程度越大;在适合范围内,脱落酸浓度越大,植物受伤害程度越小,抗逆性越强;水培时间越长,伤害度越大。
关键词脱落酸;木樨科植物;低温;抗冻性环境胁迫如低温是限制植物生长发育的重要因素。
近年来的研究表明,脱落酸(ABA)作为一种胁迫激素的观点已广被人们接受。
脱落酸是一种具有倍半萜结构的植物激素。
在植物体内,ABA不仅存在多种抑制效应,还有多种促进效应,在各种试验系统中,它的最适浓度可跨4个数量级,对于不同的组织,它可以产生相反的效应。
本试验选取3种木犀科的植物,水腊(Ligustrum obtusifolium sieb.et zucc)、暴马丁香(S.amurensis)、雪柳(Fontanesia)作为试验材料,研究其对木樨科植物抗冻性的影响。
1材料与方法1.1材料水腊叶片,暴马丁香叶片,雪柳叶片。
1.2试剂脱落酸。
1.3仪器DDS-307型电导仪,电炉,冰箱,移液管,量筒,培养皿,烧杯,打孔器。
1.4方法先将3种植物枝条浸泡在不同浓度的脱落酸中,水培时间不同。
再将植物叶片放在冰箱中冷冻不同的时间,最后用电导法测出叶片受伤害程度,根据其受伤害程度的不同,分析脱落酸对植物抗低温的影响。
2试验步骤(1)配置50μmoL/L、150μmoL/L、300μmoL/L的脱落酸溶液各100mL于清洗干净的大矿泉水瓶中,将3种植物枝条放入水培,水培时间为2h、4h、8h。
(2)水培结束,取同一叶位的功能叶若干片,分成3份,一份为对照,一份放入冰箱-4℃冰冻1h,一份放入冰箱-4℃冰冻3h,具体操作见图1。
(3)从冰箱中取出后,将处理组叶片与对照组叶片用蒸馏水冲洗2次,再用洁净滤纸吸净表面水分,用打孔器避开主脉打取叶圆片放入烧杯中,每杯放20片。
植物激素评测实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在通过体外培养和观察不同植物激素对植物组织生长和发育的影响,评估植物激素在植物生长调节中的作用,并探讨不同激素之间的相互作用。
二、实验原理植物激素是植物体内的一类化学物质,能够调节植物的生长发育过程。
常见的植物激素包括生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和乙烯(ETH)等。
这些激素在植物的生长、分化、开花、结实等过程中起着至关重要的作用。
本实验通过比较不同激素对植物组织生长和发育的影响,评估其作用效果。
三、实验材料与仪器材料:1. 植物外植体:取自健康植株的叶片、茎段或愈伤组织。
2. 植物激素:生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和乙烯(ETH)。
3. MS培养基:含有各种营养成分的植物组织培养基。
4. 其他试剂:琼脂、蔗糖、乙醇、次氯酸钠等。
仪器:1. 培养室2. 高压灭菌锅3. 水浴锅4. 解剖刀5. 三角烧瓶(100mL)6. 烧杯7. 量筒8. 培养皿9. 超净工作台10. 分析天平11. 长镊子12. 剪刀13. 橡皮筋四、实验步骤1. 外植体消毒:将植物外植体用70%乙醇消毒30秒,然后用无菌水清洗3次,再用1%次氯酸钠消毒10分钟,最后用无菌水清洗5次。
2. 培养基制备:按照实验要求配制不同激素浓度的MS培养基,并加入适量的琼脂和蔗糖。
3. 外植体接种:将消毒后的外植体接种到不同激素浓度的培养基上,每个处理重复3次。
4. 培养:将接种后的培养皿放入培养室,在适宜的温度和光照条件下培养。
5. 观察与记录:定期观察外植体的生长情况,包括生长速度、愈伤组织形成、芽和根的形成等,并记录数据。
五、实验结果与分析1. 生长素(IAA)的影响:在低浓度IAA处理的培养基上,外植体生长速度较快,愈伤组织形成较好;而在高浓度IAA处理的培养基上,外植体生长速度明显减慢,愈伤组织形成不良。
2. 细胞分裂素(CTK)的影响:在低浓度CTK处理的培养基上,外植体生长速度较快,芽的形成较多;而在高浓度CTK处理的培养基上,外植体生长速度减慢,芽的形成减少。
植物ABA信号转导途径的研究进展
植物ABA信号转导途径的研究进展随着现代分子生物学和基因工程技术的快速发展,对于植物ABA信号转导途径的研究也得到了很大的提升。
ABA信号转导途径是植物对于外部胁迫的反应途径之一,也是目前植物生理学研究的前沿课题之一。
本文将对植物ABA信号转导途径的研究进展进行探讨。
1. ABA在植物中的作用机制ABA即脱落酸,是一种天然存在于植物中的一种激素,对于植物的生长和胁迫适应性具有重要作用。
ABA通过激活和抑制植物中一系列的基因来进而影响植物的生长发育和应对胁迫的能力。
ABA与植物中许多相互作用的信号途径有关,例如水分平衡、渗透压和离子的调节,以及ABA与其他几种植物激素之间的相互作用。
2. 植物ABA信号转导途径的分子机制ABA信号转导途径的分子机制非常复杂。
目前已经证实,ABA信号转导可以通过两种不同的途径:ABA信号转导路径和ABA非信号转导途径。
其中,ABA 信号转导途径主要依赖于核酸酸酶C(NAC)转录因子。
NAC转录因子是一类调节植物生长和应对胁迫的基因家族,通过直接激活或抑制植物中的不同基因,进而控制植物生长和应对胁迫的能力。
细胞膜受体(PYR/PYL/RCAR),C型哺前减数分裂激活蛋白激酶和ABA响应元件(ABRE)是ABA信号转导途径的重要组成部分。
另外,还发现植物中ABA的非信号转导途径也可以有效促进植物的生长和应对胁迫的能力,其主要信号转导分子为SnRK2蛋白。
3. 植物ABA信号转导途径与胁迫适应性的关系植物ABA信号转导途径的研究不仅可以深入了解ABA在植物中的作用机制,同时也能进一步探讨植物的胁迫适应性。
植物在受到内外部胁迫时会通过ABA信号转导途径的 DNA 转录和转录后调控,调整植物生长发育方面的基因表达,以应对来自环境的挑战。
例如,当植物受到水分胁迫时,ABA信号通路能够在众多下游基因中启动蓝光谱(blue light spectrum)、水分不足和生物逆境抵抗的基因表达。
植物生长素脱落酸的合成途径及其调控研究
植物生长素脱落酸的合成途径及其调控研究自从植物生长素被发现以来,它一直是植物生长发育的重要调节因子。
植物生长素脱落酸(ABA)是一种重要的植物激素,它参与了许多植物生长发育过程的调控,如种子萌发、根系生长、干旱、盐碱胁迫等。
本文主要介绍ABA的合成途径及其调控研究。
一、ABA的合成途径ABA的合成途径相对复杂,目前已经发现了多种ABA的合成途径。
下面介绍两种主要的途径。
(一)脱落酸合成途径脱落酸(OPDA)是ABA的前体分子之一。
OPDA是一种脂肪酸衍生物,它由脂肪酸代谢途径合成,然后通过有机酸代谢途径合成ABA。
在脱落酸的合成途径中,蛋白质激酶OST1(open stomata 1)扮演了重要的角色。
OST1是ABA信号转导途径中的一个重要组分,它能够感知细胞内外的干旱信号等。
当细胞遭受干旱等胁迫时,ABA的浓度会增加,OST1激活,然后调控下游ABA合成相关蛋白基因的表达和活性,从而促进ABA的合成。
(二)萜类合成途径萜类化合物是一类长链异戊二烯化合物,包括半萜、萜和双萜等。
生物体内可以通过萜类合成途径合成ABA。
在萜类合成途径中,萜类物质首先合成了茉莉酸(JA)、莽草酸和众多其他类似物质,然后通过复杂的代谢途径将它们转化成ABA。
萜类合成途径合成ABA的过程是一个复杂的生物合成过程,目前对于这方面的研究还需要深入探索。
二、ABA的调控研究ABA的生物合成与其生物学功能密切相关,了解ABA的生物合成机制对ABA生物学功能的研究有着重要的意义。
下面介绍ABA的调控研究。
(一)ABA反应蛋白ABA反应蛋白是ABA信号转导途径中的重要组分。
ABA反应蛋白可以感知植物内部的ABA浓度变化,并将信号传递到下游的基因表达调控过程中,从而发挥ABA在植物生长发育过程中的重要作用。
目前已经鉴定出了多个ABA反应蛋白,如ABA反应转录因子(ABF)、ABA受体蛋白(PYR)、ABA感受蛋白KINASE (SnRK)和ABA感受蛋白(PYL)等。
脱落酸(ABA)对气孔运动的影响实验
ABA对拟南芥气孔运动的影响左【实验目的】1.了解气孔开闭对植物的意义。
2.了解气孔开闭的调控机制.3.验证脱落酸(abscisic acid,ABA)促进气孔关闭,抑制气孔开放.【实验原理】气孔(stomata),叶、茎及其他植物器官上皮上许多小的开孔之一,高等陆地植物表皮所特有的结构。
气孔通常多存在于植物体的地上部分,尤其是在叶表皮上,在幼茎、花瓣上也可见到,但多数沉水植物则没有。
狭义上常把保卫细胞之间形成的凸透镜状的小孔称为气孔。
保卫细胞区别于表皮细胞是结构中含有叶绿体,只是体积较小,数目也较少,片层结构发育不良,但能进行光合作用合成糖类物质。
有时也伴有与保卫细胞相邻的2-4个副卫细胞。
把这些细胞包括在内是广义的气孔(或气孔器)。
紧接气孔下面有宽的细胞间隙(气室).气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中,成为空气和水蒸汽的通路,其通过量是由保卫细胞的开闭作用来调节,在生理上具有重要的意义。
脱落酸(abscisic acid, ABA)是由P。
F。
Wareing和F.T。
Addicott于1967年命名的.ABA是异戊二烯为基本单位的倍半萜羧酸,也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。
在胁迫条件下,ABA调控了气孔关闭和基因表达。
在拟南芥、豌豆等植物的保卫细胞中ABA能够诱导H2O2和NO的产生,在胁迫条件下,二者作为信号分子调控了促进气孔的关闭的生理过程。
在干旱条件下,植物体内的ABA含量增高,ABA促进了开放的气孔关闭和抑制了关闭的气孔开放,最终结果是关闭气孔,从而降低了植物水分的蒸发。
Figure 1气孔开闭的调控(S. Pandey, et al. 20007)ABA调控气孔开度的模式为:①ABA与其保卫细胞上受体相结合;②ABA调控了保卫细胞细胞质中Ca2+浓度的增加;③胞质中Ca2+浓度的增加抑制了质膜上的H+泵;抑制了控制K+内流的通道;激活了控制Cl-外流的通道,最终导致质膜的去极性化;④质膜的去极性化激活了控制外流的通道,进一步抑制了控制K+内流的通道;⑤ABA引起了胞质中pH的升高;⑥胞质中pH的升高激活了控制K+外流的通道,抑制了质膜上的H+泵;⑦K+和Cl-由液泡进入胞质中。
关于ABA的实验探究 设计(共15张PPT)
( 拓 展 )1.研究者以脱落酸水平正常的野生型玉米幼苗和脱落酸缺陷型突变体 玉米幼苗为材料,测量玉米茎和根在不同水分条件下的生长情况,结果如下 图所示。请分析回答:
(1)水分充足时,ABA对野生型幼苗的作用是_______
。
对茎叶和根的生长均具有促进作用
(2)已知乙烯对根的生长有抑制作用。研究者提出假设:脱落酸对根生长所产 生的作用,是通过抑制乙烯合成而实现的。为检验这种假设,现提供一批生长健 壮的野生型和脱落酸缺陷型突变体玉米幼苗为实验材料,以及一定浓度的脱落酸 溶液和适宜的培养基和培养条件。请写出实验思路和支持上述假设的实验结果。 实验目的:探究脱落酸通过抑制玉米幼苗的乙烯合成而促进根的生长。
论不可靠。请你推测可能的原因 直接注入细胞的ABA可能被降解
。
(拓展)3.(2)为研究直接注入细胞的ABA可能被降解,导致气孔不关闭。研 究 者 设计了两种防降解的 “笼化ABA” : 光解性“笼化ABA” , 能在紫外光作 用下释放有活性的ABA;非光解性“笼化ABA” ,则不能。
i光解性“笼化ABA” iii紫外线
aba能在紫外光作用下释放有活性的aba非光解性aba则不综合实验一二三结果表明aba受体位于光解性笼化abaii非光解性笼化abaiii紫外线细胞膜上和细胞内答全给分11拓展植物在应答aba反应时能产生一类磷脂s1p如图所示
关于ABA的实验探究设计
ABA与植物的抗旱性
ABA(脱落酸, abscisic acid)是一种重要的植物激素,它调节 植物的生长和气孔关闭,尤其在植物受到干旱胁迫时发挥作用。
ii非光解性“笼化ABA”
ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA,非光解性“笼化ABA” 则不能。
综合实验一、二、三结果表明,ABA受体位于 细胞膜上和细胞内
脱落酸(ABA)受体研究(原创)
脱落酸(ABA)受体研究(原创)脱落酸(ABA)受体研究(原创)植物激素是植物体内合成的一批微量信号分子,通过整合不断变化的外界环境与内部发育信号,从分子、细胞、组织和器官水平上调控植物的生理生化反应和形态建成,确保植物正常的生长发育。
受体是激素初始作用发生的位点,植物激素受体是指能与植物激素专一结合,并在结合后能引起特定的激素生理生化效应的物质。
脱落酸(abscisic acid,ABA)调节种子发育、幼苗生长、叶片气孔行为和营养生长向生殖生长转变等诸多植物生长发育过程,并在调节植物逆境适应性方面起着关键的作用。
植物细胞的ABA受体可能是多重的,在不同的条件下介导不同的生物学效应时,可能有不同的受体参与其中。
目前已经发现多个不同的受体。
ABA一、FCA受体Razem等采用抗-抗ABA抗体(AB2)筛选ABA处理过的大麦糊粉层cDNA表达文库,获得一全长cDNA(aba33),进而进行体外富集表达和蛋白特性鉴定,得到体外表达的具有潜在ABA受体特征的大麦糊粉蛋白ABAP1蛋白,该蛋白可在体外结合ABA。
ABAP1与拟南芥调控植物开花时间的蛋白FCA的氨基酸序列类似。
FLC(识别、结合并启动、调控MADS基因的表达)是一种MADS(能够编码具有调控功能的DNA结合蛋白)转录因子,是成花过渡过程中的主要抑制因子。
FCA是细胞核内一种RNA结合蛋白,通过与FLC的mRNA结合控制开花时间。
在RNA3′-末端的加工因子FY(跟染色质修饰或RNA修饰有关)参与下FCA通过mRNA前体成熟前剪切和多聚腺苷化自我调控自身的表达。
FCA是作为一种ABA受体调控植物开花的时间,但并不参与种子萌发和气孔关闭,推测在植物体内肯定还存在其他类型的ABA受体。
二、ABAR受体我国科学家在蚕豆中纯化了一个ABA结合蛋白ABAR,该蛋白质为镁离子螯合酶的H亚基((magnesium-chelatase H subunit,ABAR/CHLH))(Zhang et al.,2002)。
烟草中脱落酸的相关研究进展
减少损伤;三是影响烟草品质,研究表明,施用脱落酸可以改善烟草的燃烧 性和香气质,提高烟草品质。
研究方法与成果
1、研究方法
在烟草中脱落酸的研究过程中,研究人员采用了多种研究方法和技术,主要 包括基因表达分析、蛋白检测、组织染色等技术。其中,基因表达分析主要通过 荧光定量PCR、 northern blotting等技术来检测脱落酸相关基因的表达水平; 蛋白检测则通过Western blot
脱落酸的信号转导
脱落酸作为一种重要的激素,其信号转导途径已经逐渐被揭示。研究发现, 脱落酸可以与植物细胞内的受体蛋白结合,进而激活或抑制相关基因的表达。此 外,脱落酸还可以通过调节离子通道和酶的活性来影响植物的生理反应。
脱落酸应用研究进展
在农业生产中,脱落酸已经被广泛应用于提高作物的抗逆性和产量。例如, 在外界环境干旱或盐胁迫时,施用脱落酸可以提高作物的适应性和产量。此外, 脱落酸还可以作为植物生长抑制剂,有效控制作物生长速度,提高作物品质。
在生物医药领域,脱落酸的研究也取得了重要进展。研究发现,脱落酸具有 抗氧化、抗炎和抗肿瘤等作用。例如,通过给小鼠喂食脱落酸,可以显著降低其 患癌症的风险。这些发现为开发新型的生物医药产品提供了新的思路。
结论
脱落酸作为一种重要的植物激素,在植物生长、抗逆境和代谢等方面具有广 泛的生物学作用。近年来,虽然脱落酸的作用机制和应用研究取得了一定的进展, 但仍存在许多不足之处。例如,关于脱落酸的具体作用机理仍需进一步深入研究; 脱落酸的应
文献综述
1、脱落酸的分类和含量
脱落酸是一种具有重要生理作用的植物激素,主要分为自由脱落酸(Free ABA)和结合脱落酸(Bound ABA)两种形式。其中,自由脱落酸具有较高的生物 活性,而结合脱落酸则与其相反。在烟草中,脱落酸主要存在于叶片、茎和花等 部位,其含量受到多种因素的影响,如环境、基因型等。
ABA生物代谢及对植物抗逆性研究进展
ABA生物代谢及对植物抗逆性研究进展摘要脱落酸(丙烯基乙基巴比妥酸,Abscisic Acid,ABA)是一种重要的植物激素,因能促使叶子脱落而得名。
能引起芽休眠、叶子脱落和抑制细胞延长等生理作用的植物激素。
ABA在植物遭受生物胁迫和非生物胁迫时发挥重要作用。
本文综述了近些年来国内外有关ABA生物合成和分解的路径,介绍ABA在植物干旱、低温、高盐、病虫害等逆境胁迫反应中起重要作用,对植物保护和农林业生产中的应用有重要意义。
关键词:脱落酸;生物合成;抗逆性;胁迫引言近年来,随着全球气候、土壤和水分环境的逐渐恶化、干旱、高低温胁迫、盐胁迫及虫害等问题也日趋严重,对植物保护和农林业生产构成了一定程度的威胁,这引起了各国科研工作者的重视,特别是对激素抗逆机理的探索更为深入。
对于ABA 对植物的抗性生理机制的了解从微观到不断深入,伴随着分子生物学的发展,大量科学实验已经证实其合成关键基因受环境胁迫诱导。
1 脱落酸的发现分布及生物合成分解途径脱落酸(abscisic acid,ABA)是1963年美国艾迪科特等人从棉铃中提纯了一种植物体内存在的具有倍半萜结构的植物内源激素物质,能显著促进棉苗外植体叶柄脱落,称为脱落素II。
英国韦尔林也从短日照条件下的槭树叶片中提纯一种物质,能控制落叶树木的休眠,称为休眠素。
1965年证实,脱落素II和休眠素为同一种物质,统一命名为脱落酸。
ABA主要在叶绿体及细胞质中合成,然后转移到其他组织中积累起来。
研究发现不仅植物的叶片,根尖也能合成大量的脱落酸。
进一步研究发现,植物的其他器官,特别是花、果实、种子也能合脱落酸<1>。
植物体内的脱落酸是由一种植物色素—玉米黄质(zeaxanthin)合成,玉米黄质在玉米黄质环氧酶(ZEP)的作用下氧化成紫黄质(violaxanthin)。
紫黄质经两条路径在9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)作用下断裂形成黄氧素(Xanthoxin),NCED也是ABA 生成中的关键酶,黄氧素再经过修饰成为ABA。
ABA(脱落酸)对北方白菜型冬油菜抗寒性影响研究
ABA(脱落酸)对北方白菜型冬油菜抗寒性影响探究摘要:ABA(脱落酸)是一种植物激素,具有一定抗寒性。
本探究旨在探究ABA对北方白菜型冬油菜的抗寒性影响。
通过ABA处理和比较组,对冬油菜的生长状态、生物化学指标和抗寒性进行了分析。
结果表明,ABA能够显著提高冬油菜的抗寒性,并且对生长状态和生理指标有一定影响,为进一步提高冬油菜抗寒性提供了理论依据。
关键词:ABA;北方白菜型冬油菜;抗寒性;生长状态;生理指标1. 引言冬油菜(Brassica napus L.)是我国北方广泛种植的一种油料作物。
其长寿、高产和广适应性使其在北方地区成为重要的经济作物。
然而,冬油菜在寒冷的冬季容易受到低温冻害,导致减产。
因此,提高冬油菜的抗寒性是提高产量和农夫收入的重要途径。
ABA是一种重要的植物激素,可以调整植物的抗逆性。
近年来,探究表明ABA对植物的抗寒性有一定的影响。
然而,目前对ABA对冬油菜抗寒性影响的探究相对较少,尤其是针对北方白菜型冬油菜的探究还较少见。
因此,我们通过对ABA处理和比较组进行试验,探究ABA对北方白菜型冬油菜的抗寒性影响,以期为提高冬油菜抗寒性提供理论依据。
2. 材料和方法2.1 试验材料本试验选取北方白菜型冬油菜作为试验材料,分为ABA处理组和比较组。
2.2 试验设计将冬油菜种子分别浸泡在ABA浓度为10 mg/L的ABA溶液中,浸泡时间为24小时。
比较组使用纯净水浸泡相同时间。
浸泡后的种子在温度为25℃、湿度为70%的离心培育箱中,培育7天。
2.3 抗寒性测定收集处理组和比较组的苗期冬油菜植株,分别放入-10℃和-15℃的冰箱中,保持24小时后取出恢复。
3. 结果3.1 生长状态观察ABA处理组的冬油菜植株生长状态较比较组好,具有更多的侧枝和较大的叶面积。
3.2 生物化学指标测定ABA处理组的冬油菜叶片中丙二醛(MDA)含量显著低于比较组,表明ABA能够减轻机体的脂质过氧化程度。
同时,在ABA处理组中,过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性显著上升,说明ABA处理组的抗氧化能力增强。
脱落酸(ABA)受体研究(原创)
脱落酸(ABA)受体研究(原创)脱落酸(ABA)受体研究(原创)植物激素是植物体内合成的一批微量信号分子,通过整合不断变化的外界环境与内部发育信号,从分子、细胞、组织和器官水平上调控植物的生理生化反应和形态建成,确保植物正常的生长发育。
受体是激素初始作用发生的位点,植物激素受体是指能与植物激素专一结合,并在结合后能引起特定的激素生理生化效应的物质。
脱落酸(abscisic acid,ABA)调节种子发育、幼苗生长、叶片气孔行为和营养生长向生殖生长转变等诸多植物生长发育过程,并在调节植物逆境适应性方面起着关键的作用。
植物细胞的ABA受体可能是多重的,在不同的条件下介导不同的生物学效应时,可能有不同的受体参与其中。
目前已经发现多个不同的受体。
ABA一、FCA受体Razem等采用抗-抗ABA抗体(AB2)筛选ABA处理过的大麦糊粉层cDNA表达文库,获得一全长cDNA(aba33),进而进行体外富集表达和蛋白特性鉴定,得到体外表达的具有潜在ABA受体特征的大麦糊粉蛋白ABAP1蛋白,该蛋白可在体外结合ABA。
ABAP1与拟南芥调控植物开花时间的蛋白FCA的氨基酸序列类似。
FLC(识别、结合并启动、调控MADS基因的表达)是一种MADS(能够编码具有调控功能的DNA结合蛋白)转录因子,是成花过渡过程中的主要抑制因子。
FCA是细胞核内一种RNA结合蛋白,通过与FLC的mRNA结合控制开花时间。
在RNA3′-末端的加工因子FY(跟染色质修饰或RNA修饰有关)参与下FCA通过mRNA前体成熟前剪切和多聚腺苷化自我调控自身的表达。
FCA是作为一种ABA受体调控植物开花的时间,但并不参与种子萌发和气孔关闭,推测在植物体内肯定还存在其他类型的ABA受体。
二、ABAR受体我国科学家在蚕豆中纯化了一个ABA结合蛋白ABAR,该蛋白质为镁离子螯合酶的H亚基((magnesium-chelatase H subunit,ABAR/CHLH))(Zhang et al.,2002)。
植物中的ABA信号通路与生理功能研究
植物中的ABA信号通路与生理功能研究植物中的ABA信号通路与生理功能一直是植物生物学领域的研究热点。
ABA(即脱落酸)是一种植物内源激素,广泛参与调控植物的生长、发育和逆境响应等生理过程。
本文将从ABA的合成与降解、信号感知和传递、以及在植物生理功能中的作用等几个方面进行探讨。
一、ABA的合成与降解ABA的合成过程主要发生在植物的叶绿体和线粒体中。
该合成过程涉及多个酶的参与,包括9-氧羧化酶(NCED)、脱羧酶(ABA2)和脱落酸8’-羟化酶(CYP707A)等。
ABA的合成受到多种内外因素的调控,如干旱、寒冷和盐胁迫等,这些因素能够促进ABA的合成,从而增加植物对逆境的适应能力。
ABA的降解过程则主要发生在植物的根系和果实中,其主要途径是通过ABA 8’-羟化酶(CYP707A)催化,将ABA转化为脱落酸醛酸(PA)和脱落酸酸(DPA),最终进一步分解成不活性的物质。
ABA 的降解过程对于植物的生长和发育具有重要意义,它能够控制植物的生长节律和开花时间等。
二、ABA的信号感知和传递ABA的信号感知主要通过植物细胞膜上的ABA受体和胞内的信号转导分子完成。
研究发现,植物中存在多个类型的ABA受体,包括G 蛋白偶联受体(GPCRs)、内源性配体激活的转录因子(TFs)以及蛋白酪氨酸激酶(PKs)等。
这些受体对于ABA信号的感知起着重要的作用。
ABA信号的传递主要通过ABA受体激活的信号转导通路完成。
目前,已经发现了多个与ABA信号传递相关的蛋白激酶和磷酸酶,它们能够介导植物细胞内的信号转导、转录调控和蛋白翻译等过程。
这些信号通路的研究有助于揭示ABA的分子机制以及植物对逆境的响应机制。
三、ABA在植物生理功能中的作用ABA在植物生理功能中发挥着重要的调控作用。
首先,ABA能够调节植物的种子萌发和休眠,通过控制水分平衡和生长抑制物质的合成作用,从而使种子实现及时和适量的萌发。
其次,ABA还能够调控植物的根系发育和逆境响应。
植物激素脱落酸受体的研究进展
植物激素脱落酸受体的研究进展
植物激素脱落酸受体的研究进展
脱落酸(abscisic acid,ABA)广泛参与植物生长发育的调控和对多种环境胁迫的'适应性反应.有关ABA受体的研究已经在检测受体位置、纯化ABA特异性的结合蛋白和克隆ABA受体基因方面做出了许多重要的工作.最近相继发现一种RNA结合蛋白FCA和一种编码Mg离子螯合酶(Mg-chelatase)H亚基的CHLH作为两种不同的ABA受体分别调控植物的开花时间和介导种子萌发、幼苗生长及叶片的气孔运动.本文从实验策略的角度重点分析总结了研究脱落酸受体相对有效的途径与方法,同时就有关的研究结果给予了评论和展望.
作者:姚春鹏李娜 Chunpeng Yao Na Li 作者单位:河南大学生命科学学院,河南省植物逆境生物学重点实验室,开封,475001 刊名:植物学通报ISTIC PKU 英文刊名:CHINESE BULLETIN OF BOTANY 年,卷(期):2006 23(6) 分类号:Q94 关键词:脱落酸感受位点结合蛋白受体基因。
脱落酸研究报告
脱落酸研究报告北京慧聪国际资讯公司脱落酸项目报告一、概述脱落酸(Abscisic acid,简称ABA)是以异成二烯为基本单位的倍半萜竣酸,化学名称为5-(1'-羟基-2',6',6'-三甲基-4'-氧代-2'-环己烯-1'-基)-3-甲基-2-顺-4-反-戊二烯酸,英文化学名称为5-(l'hydroxy-2',6',6'-trlmethyl-4'-oxo-2'-cyclohexen-l'-yl)-3-methyl-2-cis-4-trans-pentadienoic acid,分子式:C15H20O4,分子量:264.3。
脱落酸含有一个不对称碳原子(1'位),可形成两种旋光异构体。
植物体内的天然ABA具有右旋性,熔点 160~161℃,标志为(S)-ABA或(+)-ABA,CAS:[21293-29-8]。
化学合成的ABA是一种外消旋混合物,含相等数量的(+)-ABA 与(-)-ABA[或以(R)-ABA表示],熔点为190℃,CAS:[14375-45-2]。
(+)-ABA和(-)-ABA的分子结构分别如图1和图2所示:图1 (+)-ABA的分子结构示意图图2 (-)-ABA的分子结构示意图(+)-ABA和(-)-ABA两种异构体对涉及蛋白质合成的慢反应(>30min)如抑制生长等具有类似活性,但对如气孔关闭等快反应(<5min),仅(+)-ABA 具生理活性,(-)-ABA则无活性。
最近研究表明天然ABA与化学合成ABA(外消旋ABA)在生理作用上亦存在一定差别。
(+)-ABA可完全抑制Pharbitis nil 形成花芽,但(±)-ABA即使在高浓度下也不出现花芽完全抑制现象。
换句话说,(+)-ABA兼有快速效应与缓慢效应,而(-)-ABA只有缓慢效应。
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植物激素脱落酸ABA受体的研究摘要脱落酸ABA(abscisic acid, ABA)是一种重要的植物激素,参与高等植物生长发育、抗逆等诸多生理过程。
近些年发现的能与ABA结合并发挥受体功能的有FCA (Flowering Control Locus A)、ABAR/CHLH(Mg离子螯合酶H亚基)、GCR2(G蛋白偶联受体)、GTG1/2(GPCR-type G protein 1/2)和PYR/PYL/RCAR(pyrabactinresistant /PYR-like/regulatory ponent of ABA),其中PYR/PYL/RCAR被普遍认为是真正的ABA受体蛋白。
目前ABA受体的研究主要集中在拟南芥和水稻等几个模式植物中。
本文概述了以上几种ABA受体的研究进展,重点介绍以PYR/PYL/RCAR为受体在ABA信号传导途径中的作用模式,旨在为ABA受体及其信号转导通路的相关研究提供参考。
关键词脱落酸;ABA受体;信号转导Research on Abscisic Acid(ABA)Receptor in plantsAbstract Abscisic acid (ABA) is a key plant stress hormone,which involved in many important processes of growth and development in higher plants. Recent years, FCA (Flowering Control Locus A), ABAR/CHLH(H subunit of the chloroplast Mg2+-chelatase), GCR2(G-protein Coupled Receptor)、GTG1/2(GPCR-type G protein 1/2),PYR/PYL/RCAR(pyrabactin resistant/PYR-like/regulatory ponent of ABA) was found cound bond with ABA and function as ABA Receptor.PYR/ PYL/ RCAR is considered to be the most widely studied ABA receptor .Currently, most research focuses on several model plants such as Arabidopsis and rice.This paper describes the research progressof several kind of ABA receptor above, highlighting the PYR / PYL /RCAR as ABA receptors in the mode of action of the ABA signal transduction pathway,To research for the ABA receptor and its signal transduction pathway.Key words abscisic acid, ABA receptor, signal transduction.1 ABA激素的发现ABA广泛产生于自然界的真菌,植物以及一些后生动物中[1,2],在被子植物中首次被发现并被很好地被阐述[3]。
1963年F.T.addincontt等于棉铃中提纯了一种能显著促进棉苗外植体叶柄脱落的物质[4],后证实该物质即为脱落酸(abscisic acid, ABA),它是一种含15个碳原子的倍半萜类化合物植物激素。
ABA在植物体的天然形式是2–顺-4–反–(+) ABA,构型见图1。
图1 植物体ABA的构型ABA是一种非常重要的植物激素,参与高等植物生长发育的多个重要过程,如胚胎发生、种子发育、贮藏蛋白合成、种子休眠的诱导和维持、种子萌发、侧根发生、叶片脱落、器官衰老、气孔关闭等[5-10]。
此外,当植物遭受各种非生物和生物胁迫,如干旱、寒冷、盐胁迫、渗透压胁迫、病原物侵染等,ABA的含量会迅速增加,导致气孔关闭,减少水分蒸腾,激活编码可溶性渗透保护物质等基因降低胁迫伤害,减少胁迫诱导的乙烯、活性氧对植物生长的影响[11-14],因此ABA常被称作胁迫激素。
随着胁迫因素的消失,ABA含量又恢复到胁迫前的水平。
由此可见,植物体ABA含量和信号对调节植物逆境反应以及生长发育有着重要的意义。
ABA信号转导作用机制的研究一直是植物逆境生物学的重要课题,根据拟南芥基因组的研究,特别启用了已鉴定出的介导ABA信号转导的关键元件,包括蛋白激酶,磷酸酶,转录因子,RNA加工因子,蛋白酶,染色质重组蛋白和介导表观遗传调控的组蛋白去乙酰化酶等[15-17]。
然而,ABA信号转导还依然存在许多的问题。
2 ABA受体的研究1983年Hartung的一个开创性的研究报告为ABA的结合以及其在野苣细胞表面的结合位点的存在提供了初步证据。
作者得出质子化的ABA可以通过质膜扩散,而非质子化的ABA则不能,两种形式的ABA都能促进气孔关闭。
这些结果表明,通过质膜扩散可能不是ABA激发应答所必需的。
后来以质膜研究独立的ABA 结合蛋白,为ABA结合蛋白的存在进一步提供了证据[18-19],应该指出的是最近发现一些ABA膜结合蛋白在早期居然可以作为ABA转运蛋白行使功能[20-21]。
研究发现,膜感受位点足以引发水稻[22]和拟南芥悬浮细胞[23-24]中ABA应答基因的表达,并改变拟南芥悬浮细胞中阴离子和K+的流通[23]。
后来,Yamazaki等人利用生物素-ABA 共轭结合荧光标记的抗生素蛋白以及利用荧光显微技术直观的展示了膜表面ABA的结合。
这些研究都指出质膜上存在着ABA感受位点。
与此同时,一些调查显示细胞质中也存在ABA感受位点,例如,显微注射到鸭跖草保卫细胞的ABA被发现足以引起气孔关闭[26,27],然而另一个研究组则在类似的研究中得出了相反的结论[28]。
Levechenko等发现,虽然外施ABA能激活保卫细胞阴离子通道,但将ABA 注射进入细胞质激活阴离子通道更快,更加明显,这表明存在一个在的ABA感应位点[29]。
按照这些早期的研究结果,最新的研究已经确定存在两种类型的质膜ABA 受体[30-31],叶绿体ABA受体[32],细胞质/细胞核ABA受体[33]。
自2006年FCA被报道为ABA受体以来[35],相继报道了ABAR/CHLH、GCR2、GTGl/2和PYR/PYL/RCAR是ABA 的受体蛋白,为植物中ABA信号转导通路的阐明奠定了重要基础[32-34]。
本文将重点介绍各个受体的研究情况。
2.1 FCA在ABA处理过的大麦糊粉中发现一个能够结合ABA的蛋白是ABAP1,该蛋白是第一个被鉴定出来的能够结合ABA的抗体蛋白[36]。
FCA是其在拟南芥中的同源基因,参与ABA信号接收并调控植物开花时间和根的形成过程,但并不参与种子萌发和气孔关闭等典型的ABA反应[35]。
此后Risk等利用3H-ABA与FCA的体外结合实验证明,FCA并不能结合ABA,之前的实验结果不能重复出来[37]。
这些证据导致关于FCA是ABA受体的结论被质疑。
2.2ABAR,CHLHCHLH是第二个被发现的ABA结合蛋白,最初是在蚕豆的表皮过亲和层析被分离出来的[38],CHLH是叶绿体镁离子螯合酶的H亚基。
拟南芥中与该蛋白同源的基因被命名为ABAR[39]。
ChlH/ABAR可与(+)-ABA特异结合并具有高亲和力,它具有调解ABA应答的重要作用,包括种子萌发,早期幼苗生长发育和气孔运动等[32]。
ABAR编码定位于质体的参与催化叶绿素合成的镁离子螯合酶H亚基CHLH (Mg-chelatase H subunit)[32]。
离子螯合酶催化Mg离子进入原卟啉Ⅸ中形成镁离子-原卟啉Ⅸ,镁离子-原卟啉Ⅸ是叶绿素前体。
此酶由CHLH、CHLD和CHLI 3种亚基组成,亚基CHLH具有结合卟啉的功能,它不但可催化细胞叶绿素的合成,而且在应激条件下能够参与质体/叶绿体与细胞核之间的信号反向传递[39,40]。
然而,2009年Muller和Hansson发现大麦中与拟南芥CHLH同源的基因XanF的突变体在种子萌发、幼苗早期生长和气孔运动中都没有表现出相应的ABA相关表型,且XanF 的ABA结合活性并没有被检测到,因此他们对至少在大麦中ABAR/CHLH是否为ABA受体提出了质疑[41]。
2009年Wu等又提出了ABAR/CHLH作为ABA受体的新证据,ABAR/CHLH可以通过C末端与ABA特异结合,过表达ABAR/CHLH的C末端蛋白的转基因株系在萌发、幼苗生长和气孔运动中对ABA表现出超敏现象,在ABA不敏感突变体cch中表达该C末端蛋白可以恢复cch所有的ABA表型。
他们还鉴定了ABAR/CHLH的两个新的点突变体:abar-2和abar-3,两个突变体在种子萌发和幼苗生长中表现出ABA不敏感表型[42]。
最近有研究表明WRKY(WRKYGQK-containing)转录因子(WRKY40,WRKY18和WRKY60)[43]可能参与了传递ABAR/CHLH的ABA 信号。
研究证明:在低浓度的ABA水平,WRKY40通过W-BOX的顺式元件结合,抑制一些转录因子ABI5和DREB2A激活ABA应答[43,44],另一方面,当ABA浓度高时则促进转录因子的表达,反过来他们可以激活ABA应答基因的表达。
2.3 GCR2G蛋白偶联受体(GPCR)是一类能与G蛋白相互作用而形成复合物的蛋白。
根据药理学的结果表明植株中可能存在着G蛋白介导的ABA信号转导路径[45]。
研究表明G蛋白偶联受体(GCR1)可能参与ABA信号转导路径,过表达G蛋白偶联受体(GCR1)会使种子的休眠减弱[46],然而通过遗传分析GCR1功能缺失突变体发现GCR1基因并不直接参与ABA激素的感应。
gcr1缺失突变体对ABA敏感,数据同时表明GCR1基因具有多重效应能够参与到其他的信号路径[47]。
近来发现,在拟南芥基因组中有一种GPCR位于细胞膜上并对ABA具有很高的亲合力,有一个ABA结合位点并具有饱和性,称之为GCR2 (G-protein Coupled Receptor 2) ,GCR2作为ABA受体的鉴定始于对GCR2蛋白生物信息学分析,预测其含有7个跨膜结构域,哺乳动物细胞中也具有这一结构特征[37]。
第三个可能的ABA受体被分离出来,这个蛋白可能是G蛋白偶联受体[30]。