脱落酸作用机理研究取得重要进展

精心整理脱落酸(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 1 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2.1、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（Agrostisstolonifera）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。

3ABA见，一定浓度ABA能够减少低温对植物的伤害，提高植物抗逆性。

丙二醛是细胞膜脂质过氧化产物，其含量高低反应细胞膜受损伤程度。

严寒等人研究表明干旱胁迫下芝麻幼苗的MDA含量增加。

ABA处理后MDA含量明显降低，减轻对芝麻幼苗的伤害。

3.2、对渗透调节物质的影响可溶性蛋白是植物生理代谢的一个重要指标。

研究表明，可溶性蛋白含量与抗寒性呈显着正相关。

低温胁迫下用ABA处理后，香蕉叶片内可溶性蛋白质含量增加。

汤日圣等人研究显示在盐胁迫下，对照叶片中可溶性糖含量在处理3d后降低，而经ABA处理后，叶片中的可溶性糖含量明4含量理下GSH含量都明显降低，经ABA处理的降低幅度明显小于对照，维持植物细胞膜的完整性。

5、展望ABA在植物逆境胁迫中的重要作用已得到人们的普遍共识。

目前对于ABA的研究还处在开始阶段，主要在生理、生化水平上，ABA的作用机制还不是很明确。

随着研究的深入，一定能够在分子基因工程与实践的基础上清楚逆境胁迫下ABA的作用机制，进而利用它来合理调控植物，培育筛选出抗性优良的植物品种。

参考文献：[1]任敏，何金环.自然干旱胁迫下紫花苜蓿叶片和根部ABA（4）：12）：响[J].[7]蒲高斌，张凯，张陆阳等.外源ABA对西瓜幼苗抗冷性和某些生理指标的影响[J].西北农业学报.2011，2O（1）：133-136.[8]黄宇，王倩，毕饧等.外源ABA对低温下雷公藤幼苗的生理响应[J].福建林学院学报，2011，31（3）：198-202.[9]严寒，许本波，赵福永等.脱落酸和水杨酸对干旱胁迫下芝麻幼苗生理特性的影响[J].干旱地区农业研究.2008，26（6）：163-166.[10]杨艳华，王才林.ABA对铜胁迫下武运粳7号和关东194幼苗的缓解效应[J].中国农学通报.2010，26（4）：80-84.。

揭示脱落酸受体研究获新进展脱落酸（Abscisic Acid），简称ABA，是植物体内最重要的植物激素分子之一，它具有控制气孔关闭、影响种子发芽等重要的生理功能，对于保护植物对抗逆境具有至关重要的作用。

ABA受体的研究近年来获得了广泛关注。

2009年4月，《科学》杂志同期发表了两个研究组的独立成果，他们发现了同一家族蛋白PYR/PYL/RCAR（PYLs）是ABA的潜在受体。

半年之后，包括清华大学颜宁教授领导的科研小组在内的来自中国、美国、日本、欧洲的五个研究组几乎同时报道了有关ABA受体的结构生物学研究，证实了PYL家族蛋白是ABA的直接受体，并揭示了ABA调控PYL蛋白抑制下游PP2C的分子机制。

PYL蛋白家族在拟南芥中共有14个序列比较保守的成员。

自2009年以来，清华大学生命科学学院颜宁领导的研究组对PYL家族进行了系统和深入的研究。

2011年6月10日，该研究组在《分子细胞》（Molecular Cell）发表了题为“The molecular basis ofABA-independent inhibition of PP2Cs by a subclass of PYL proteins”的研究论文，通过结构生物学和系统的生物化学分析鉴定出一类不依赖于ABA即可对下游PP2C进行抑制的PYL亚家族，并且揭示了它们独立于ABA行使功能的分子机理。

这一发现提供了对PYL 家族蛋白依据结构和功能的重新分类。

在这篇论文中，研究小组对可以体外重组获得的PYL家族的10个成员进行了系统的生物化学分析，发现不同PYL蛋白抑制下游4个不同PP2C具有显著的特异性，从而为理解PYL家族的冗余性提供了重要的分子基础。

更为重要的是，她们发现这些蛋白在信号通路中的作用机制并不相同。

其中一类蛋白(以PYL10为代表的PYL4-10)在没有ABA的情况下就可以比较有效地抑制下游PP2C的去磷酸化酶的活性，而另外一类（PYR1和PYL1-3）则严格依赖于ABA行使功能。

植物脱落酸合成的分子机制研究植物脱落酸（abscisic acid，ABA）是一种重要的植物激素，对植物的生长发育、胁迫响应和逆境适应等生理过程具有重要作用。

许多已知的ABA信号途径的研究已经揭示了ABA参与植物对干旱、高温、盐胁迫等逆境的响应机制。

由于ABA的广泛应用和重要性，研究ABA的合成机制是植物生理学以及农业作物领域的一个重要课题。

植物脱落酸合成途径ABA的合成经过多个步骤，在多个细胞类型和在植物不同的器官中完成。

ABA的合成途径包括色氨酸通路、MEP异戊二烯代谢通路、脂肪酸合成途径等。

色氨酸通路和MEP异戊二烯代谢通路的交互循环部分是ABA合成中的重要部分。

脱落酸合成酶ABA合成的最后一步是由脱落酸合成酶（NCED）介导的，该酶催化9-氢基罗卜花烯加氧生成脱落酸。

在ABA生物合成的途径中，NCED是研究的主要热点。

ABA合成途径展示了多个酶的催化作用，其中NCED是ABA的合成限制因素。

NCED基因家族在种子植物中广泛存在，不同物种间的NCED基因数量和功能有所不同，如拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 中有6个NCED基因，番茄 (Solanum lycopersicum) 中有9个，水稻 (Oryza sativa cv. Nipponbare) 中8个。

据研究表明，NCED基因家族可能参与植物生长发育、种子萌发和逆境响应等生理过程的调控。

NCED酶对ABA合成的影响NCED酶活性的调控是ABA合成的重要因素。

NCED酶在植物体内PFK （phosphofructokinase）PKS（polyketide synthase）蛋白家族中占有一席之地。

其他PKS家族成员在植物ABA生物合成途径中已被证实。

在拟南芥中，PKSI从色素合成的MEP途径中转移碳源，减慢了ABA的生产而没有影响过剩的色素合成。

PKSIII编码的酶是拟南芥产生ABA的限制因素，过滤掉PKSIII会导致ABA缺乏。

植物脱落酸信号转导机制的研究植物在生长发育和环境适应过程中需要调节大量的基因表达和代谢途径，脱落酸是一种重要的内源激素，它在植物的生长和发育、环境适应等方面发挥着重要的调控作用。

在植物生长和发育过程中，脱落酸信号的转导机制起着重要的调控作用。

脱落酸是由植物细胞的内质体合成的，它通过转运蛋白运输到细胞外，之后与细胞质膜上的脱落酸受体结合，引发一系列反应，从而导致细胞内产生酶促反应。

其中，脱落酸获得一个郁金香酸基团后，形成脱落酸酯，这个反应是由脱落酸酯合成酶负责催化。

因此，脱落酸合成酶和脱落酸酯合成酶调控了脱落酸的合成和数量。

研究发现，在植物成熟期间和干旱胁迫过程中，这些酶的表达量会有所增加，这说明这两种条件可能会刺激脱落酸的生物合成，并可能起到某种调控作用。

经过脱落酸受体的激活后，脱落酸的信号转导会进入下游反应，最终导致基因的表达和代谢路径的调节。

脱落酸受体ABA-INSENSITIVE 4 (ABI4) 和ABA-INSENSITIVE 3 (ABI3)会与转录配体交互作用，进而介导细胞内信号的传递。

在ABI3和ABI4完整的调控通路中，可以激活多个不同途径的作用靶标，从而调控植物发育和逆境应答。

目前关于植物脱落酸信号传递机制的研究主要集中在以下几个方面：一是关于脱落酸受体的研究。

研究者将ABI4和ABI5两种蛋白质与细胞核提取出来，发现ABI4和ABI5以单体形式存在，并存在核转运蛋白的结合作用。

投入的RAP2.4基因能够显著促进ABI4和ABI5的步移以及位置调整，从而增加转录核心信号的稳定性。

这些结果说明，RAP2.4对细胞核内ABI4和ABI5的表达起研究作用。

二是关于转录因子和蛋白质合成的研究。

脱落酸信号可以通过直接诱导或抑制基因表达的方式来调节蛋白质的合成。

对一些惊诧的小分子配体代表的信号之间相互作用的研究发现跨膜ATP酶ATPase作为一种激活蛋白质合成的信号传递机制也可以被脱落酸激活，进而通过过量合成信号的方式使转录因子的RNA结合到小分子的信号序列上。