卷死自己(33)-浅述脱落酸的作用机理
写在前面
怎么说呢,这个系列就是把自己的homework拿出来晒一晒,也就是图一乐丢人现眼一下,因为本人能力和知识范围有限,难免会有错误,请谅解一下,也就是仅供参考。引文都有标注,如果有侵权的可以联系我。欢迎各位大佬多交流,提问题、指错误。要是能关注一波那就更好了。
浅述脱落酸的作用机理
脱落酸(ABA)是一种含有15碳的倍半萜烯化合物,属于植物激素的一类。它主要产生在植物的叶片、休眠芽和成熟种子中,通常在衰老的器官或组织中的含量较高,相对于幼嫩部分来说。ABA在植物的整个生命周期中发挥着重要的生理调控作用,包括种子的成熟、叶片的发育、干细胞的维持、气孔运动、光合作用、碳转运、芽的休眠、开花、果实的成熟、源库的物质转运以及器官的衰老等。ABA通过与受体PYR/PYL/RCARs的结合来实现信号传导,这抑制了PP2Cs酶的活性,从而释放SnRK2s蛋白激酶。SnRK2s进一步磷酸化活化转录因子ABFs和其他底物,从而在转录水平和翻译后水平对这些重要的生理过程进行调控。

1调控气孔关闭
ABA可以诱导气孔关闭,这个过程涉及到钙依赖和非钙依赖两种途径。在钙依赖途径中,ABA与其受体结合后,通过ROS(氧化应激信号)和IP3(肌醇三磷酸)等信号途径激活细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道。同时,CPK蛋白(蛋白激酶)可能通过激活阴离子通道SLAC1和SLAH3,促进Cl-的流出,而GHR1则调控Cl-的通道。CPK21激活K+外流通道GOAK,CPK13激活KAT1和KAT2两个K+内流通道。此外,CIPK23、CPK8-CAT3和CPK11-Di19-PR1/2/5也参与气孔关闭的调控。在非钙依赖途径中,SnRK2.6/OST1是关键的调控因子,它激活SLAC1、KUP6和QUAC1,促进Cl-、K+和malate2-的流出,并抑制KAT1以减少K+的流入。OST1还通过磷酸化来抑制KAT1的活性,从而影响气孔关闭。

2调控种子发育
ABA对于种子的发育阶段也起着关键作用。它参与种子的胚胎发生、贮藏物积累、脱水、休眠、萌发和萌发后的生长停滞等过程的调控。在种子胚胎发生早期和贮藏物积累阶段,ABA合成基因非常活跃,导致种子内ABA的含量很高。胚胎发生受到FUS3-LEC1-LEC2网络的调控,而贮藏物积累受到LAFL网络和ABA信号的调控。在种子脱水阶段,ABA的含量降低,与ABA的合成和分解代谢基因也被调节。脱水阶段LEAs(低温胁迫相关蛋白)与热休克蛋白共同发挥作用。在种子萌发过程中,ABA的分解代谢基因活跃,因为这一阶段需要较低水平的ABA或ABA信号。ABA还与生长素(GA)相互作用,共同调控种子休眠和萌发。萌发后,胁迫因素会导致生长停滞。

3调控植物的生长发育
ABA对植物的多个发育阶段也产生影响。它通过ABFs和WOX5促进根干细胞的维持,通过ACS2/5来限制乙烯的产生以维持初生根的生长,通过促进蜡质合成和气孔关闭来减少水分流失。ABA还通过调控叶片衰老、淀粉降解和源库转运过程来影响芽的休眠。此外,ABA还通过促进LEAs和脯氨酸的积累来保护植物免受干旱胁迫。

参考文献:
[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