乙烯在水稻缺鐵信號途徑中的功能研究.pdf

1、鐵是植物生長發(fā)育過程中重要的營養(yǎng)元素。雖然鐵在土壤中含量豐富，由于有效性較低，植物缺鐵的情況相當普遍。為了應對土壤鐵營養(yǎng)供應不足的狀況，植物進化出了一套復雜的生理和發(fā)育適應機制，這個過程同時受局部和系統(tǒng)信號的精確調控，深入了解植物缺鐵信號調控機制對于改善植物營養(yǎng)狀態(tài)具有重要意義。
　　 植物對缺鐵的適應機制包括了機制I和機制II二種。前人研究表明，乙烯參與調節(jié)機制I植物中的缺鐵反應，但不參與機制II植物缺鐵反應。典型的禾本科植物

2、通常只具有機制II鐵吸收方式，但水稻是唯一的一種除典型的機制II鐵吸收方式外，還同時能通過類似機制I的方式吸收二價鐵。本研究發(fā)現，水稻缺鐵后會誘導乙烯合成的增加。乙烯合成前體ACC處理能夠快速誘導缺鐵響應基因OsIRO2，OsIRT1，OsYSL15，OsNAS1和OsNAS2的表達，乙烯作用抑制劑則能抑制這些基因的表達，結果表明乙烯同時調節(jié)兩種吸收機制。通過對OsIRO2干涉株系的研究發(fā)現乙烯對Fe(III)相關基因OsYSL15、O

3、sNAS1和OsNAS2的誘導依賴于OsIRO2的活性。進一步延長ACC處理使得水稻缺鐵的耐受性增加。而大麥缺鐵后乙烯合成并沒有變化，缺鐵響應基因也不受乙烯的影響。結果表明乙烯在水稻缺鐵反應中的作用可能是機制II植物中的特例。
　　 乙烯不僅參與缺鐵反應調控，還參與了植物缺磷信號反應。本研究發(fā)現，水稻在缺磷條件下乙烯的釋放量顯著減少，但缺磷并沒有抑制乙烯合成基因的表達，缺磷水稻植株轉回到正常供磷的營養(yǎng)液后，短時間內不能恢復乙烯的