植物異三聚體G蛋白在脫落酸以及一氧化氮調控氣孔運動中的功能研究.pdf

1、脫落酸(ABA)是植物體內具有廣泛生理作用的一種植物激素，其最重要的生理功能之一為調控氣孔運動，表現(xiàn)為誘導氣孔關閉以及抑制氣孔開張。一氧化氮(NO)是植物體內一種重要的信號分子，參與了植物多種生理過程。最近研究證明NO是保衛(wèi)細胞信號轉導的新成員。植物異三聚體G蛋白介導的細胞信號轉導是植物細胞信號轉導機制中最為保守的信號轉導機制之一。大量的實驗結論已經(jīng)闡明了ABA調節(jié)氣孔關閉機制，同時證實部分G蛋白信號組分蛋白以及NO參與了ABA調控氣孔

2、運動過程，但關于其他G蛋白信號組分蛋白在ABA信號轉導途徑中的功能卻知之較少，且G蛋白在保衛(wèi)細胞NO信號轉導途徑中的功能還未見報道。 本文以擬南芥野生型Col以及AtGPA1、AtAGB1、AtGPA1/AtAGB1、AtRGS1、AtGCR1、AtRACK1蛋白缺失突變體gpal-4、agbl-2、αβ36、rgsl-2、gcrl-5、rackl為研究材料，利用表皮條生物分析和熒光顯微技術探討了G蛋白參與保衛(wèi)細胞NO和ABA信

3、號轉導中的功能，主要研究結果總結如下： 1)野生型擬南芥表皮經(jīng)30μmol/LABA處理后氣孔關閉，證明外源ABA誘導了野生型擬南芥氣孔關閉。在此過程中，gpal-4對ABA不敏感，說明AtGPA1介導了ABA對氣孔關閉的誘導作用；rgsl-2、gcrl-5對ABA敏感，我們推測AtRGS1和AtGCR1蛋白在AtGPA1介導的ABA誘導擬南芥氣孔關閉信號轉導途徑中起負調控功能；agbl-2、rackl對ABA敏感，結合本實驗室

4、前人的研究結果推測Gβ亞基、AtRACK1蛋白在觸發(fā)ABA合成過程中可能起到負調控作用。 2)外源ABA可以抑制野生型擬南芥氣孔開張運動。在此過程中，gpal-4、agbl-2對ABA敏感，αβ36雙突變體對ABA不敏感，說明AtGPA1和AtAGB1共同介導了該過程，且二者可能是ABA下游兩個平行信號轉導途徑中的組分；rgsl-2、gcrl-5對ABA敏感，我們推測AtGCR1和AtRGS1蛋白在AtGPA1介導的ABA抑制擬

5、南芥氣孔開張過程中起負調控作用。rackl能夠響應ABA，再次證明AtRACK1蛋白在觸發(fā)ABA合成過程中可能起負調控作用。 3) 野生型擬南芥表皮經(jīng)50μmol/L SNP(NO供體)處理后氣孔關閉，說明外源NO可以誘導野生型擬南芥氣孔關閉。在此過程中，gpal-4對NO敏感，推測AtGPA1蛋白可能位于NO上游；rgsl-2、gcrl-5對NO不敏感，據(jù)此推測AtGCR1和AtRGS1蛋白參與了NO誘導氣孔關閉過程，并可能起著正調控

6、作用；agbl-2、rackl對NO敏感，推測AtAGB1和AtRACK1蛋白在NO誘導氣孔關閉過程中可能發(fā)揮負調控作用。 4) 外源NO抑制了野生型擬南芥氣孔開張運動，對所有突變體亦產(chǎn)生相同的效應，說明G蛋白沒有參與NO抑制氣孔開張過程，或者是在該過程中起著負調控作用。 5) ABA、NO促進氣孔關閉和抑制氣孔開張均是由不同的機制或程序所控制的，而不是簡單的互逆過程，并且其中的信號轉導組分也不完全相同。 6)