卷死自己(33)-淺述脫落酸的作用機理
寫在前面
? ? 怎么說呢,這個系列就是把自己的homework拿出來曬一曬,也就是圖一樂丟人現(xiàn)眼一下,因為本人能力和知識范圍有限,難免會有錯誤,請諒解一下,也就是僅供參考。引文都有標注,如果有侵權的可以聯(lián)系我。歡迎各位大佬多交流,提問題、指錯誤。要是能關注一波那就更好了。
淺述脫落酸的作用機理
脫落酸(ABA)是一種含有15碳的倍半萜烯化合物,屬于植物激素的一類。它主要產生在植物的葉片、休眠芽和成熟種子中,通常在衰老的器官或組織中的含量較高,相對于幼嫩部分來說。ABA在植物的整個生命周期中發(fā)揮著重要的生理調控作用,包括種子的成熟、葉片的發(fā)育、干細胞的維持、氣孔運動、光合作用、碳轉運、芽的休眠、開花、果實的成熟、源庫的物質轉運以及器官的衰老等。ABA通過與受體PYR/PYL/RCARs的結合來實現(xiàn)信號傳導,這抑制了PP2Cs酶的活性,從而釋放SnRK2s蛋白激酶。SnRK2s進一步磷酸化活化轉錄因子ABFs和其他底物,從而在轉錄水平和翻譯后水平對這些重要的生理過程進行調控。
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1調控氣孔關閉
ABA可以誘導氣孔關閉,這個過程涉及到鈣依賴和非鈣依賴兩種途徑。在鈣依賴途徑中,ABA與其受體結合后,通過ROS(氧化應激信號)和IP3(肌醇三磷酸)等信號途徑激活細胞膜和液泡膜上的Ca2+通道。同時,CPK蛋白(蛋白激酶)可能通過激活陰離子通道SLAC1和SLAH3,促進Cl-的流出,而GHR1則調控Cl-的通道。CPK21激活K+外流通道GOAK,CPK13激活KAT1和KAT2兩個K+內流通道。此外,CIPK23、CPK8-CAT3和CPK11-Di19-PR1/2/5也參與氣孔關閉的調控。在非鈣依賴途徑中,SnRK2.6/OST1是關鍵的調控因子,它激活SLAC1、KUP6和QUAC1,促進Cl-、K+和malate2-的流出,并抑制KAT1以減少K+的流入。OST1還通過磷酸化來抑制KAT1的活性,從而影響氣孔關閉。
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2調控種子發(fā)育
ABA對于種子的發(fā)育階段也起著關鍵作用。它參與種子的胚胎發(fā)生、貯藏物積累、脫水、休眠、萌發(fā)和萌發(fā)后的生長停滯等過程的調控。在種子胚胎發(fā)生早期和貯藏物積累階段,ABA合成基因非?;钴S,導致種子內ABA的含量很高。胚胎發(fā)生受到FUS3-LEC1-LEC2網絡的調控,而貯藏物積累受到LAFL網絡和ABA信號的調控。在種子脫水階段,ABA的含量降低,與ABA的合成和分解代謝基因也被調節(jié)。脫水階段LEAs(低溫脅迫相關蛋白)與熱休克蛋白共同發(fā)揮作用。在種子萌發(fā)過程中,ABA的分解代謝基因活躍,因為這一階段需要較低水平的ABA或ABA信號。ABA還與生長素(GA)相互作用,共同調控種子休眠和萌發(fā)。萌發(fā)后,脅迫因素會導致生長停滯。
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3調控植物的生長發(fā)育
ABA對植物的多個發(fā)育階段也產生影響。它通過ABFs和WOX5促進根干細胞的維持,通過ACS2/5來限制乙烯的產生以維持初生根的生長,通過促進蠟質合成和氣孔關閉來減少水分流失。ABA還通過調控葉片衰老、淀粉降解和源庫轉運過程來影響芽的休眠。此外,ABA還通過促進LEAs和脯氨酸的積累來保護植物免受干旱脅迫。
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參考文獻:
[1]Yoshida T, Christmann A, Yamaguchi-Shinozaki K, Grill E, Fernie AR. Revisiting the Basal Role of ABA - Roles Outside of Stress.?Trends Plant Sci. 2019;24(7):625-635. doi:10.1016/j.tplants.2019.04.008
[2]Chen K, Li GJ, Bressan RA, Song CP, Zhu JK, Zhao Y. Abscisic acid dynamics, signaling, and functions in plants.?J Integr Plant Biol. 2020;62(1):25-54. doi:10.1111/jipb.12899
[3]https://zhuanlan.zhihu.com/p/387454375
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