aba與植物抗逆性

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1、ABA與植物的抗逆性ABA與植物的抗逆性若為沙(西北農(nóng)林科技大學(xué)712100)摘要：脫落酸（ABA）是一種重要的植物激素，在植物對脅迫環(huán)境抗逆性中發(fā)揮重要作用。植物細胞的ABA受體是多重的，在不同條件下介導(dǎo)不同的生物學(xué)效應(yīng)，這些效應(yīng)調(diào)節(jié)植物的生理化反應(yīng)，從而適應(yīng)環(huán)境。文章綜述了近年來國內(nèi)外有關(guān)ABA與植物抗逆性研究的一些進展，重點介紹逆境脅迫中ABA的作用及其研究進展。關(guān)鍵詞：脫落酸（ABA）干旱脅迫低溫脅迫高溫脅迫鹽脅迫植物受氣候環(huán)境條件影響很敏感，農(nóng)作物更為敏感。農(nóng)業(yè)是對資源最為依賴的脆弱產(chǎn)業(yè)，也是最易受氣象環(huán)境影響的領(lǐng)域。全球

2、每年因氣象因素、金屬污染造成農(nóng)作物的損失高達數(shù)千億美元，在中國由于受干旱、低溫等災(zāi)害的影響，每年造成的損失也達到幾十億甚至上百億美元的損失。由于受不利氣象因子及其它環(huán)境因子的影響，使作物經(jīng)常生長在逆境脅迫中，所以提高作物的抗逆性，保證糧食安全已引起各國政府的普遍關(guān)注。目前提高作物抗逆性的重要途徑之一，就是利用外源激素調(diào)控、提高作物的抗逆境能力，其中脫落酸對作物抗逆性的影響以及在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注。脫落酸（abscisicacid，ABA)是一種植物體內(nèi)存在的具有倍半萜結(jié)構(gòu)的植物內(nèi)源激素，具有控制植物生長、抑制種子萌

3、發(fā)及促進衰老等效應(yīng)，隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)ABA在植物干旱、高鹽、低溫等逆境脅迫反應(yīng)中起重要作用，它是植物的抗逆誘導(dǎo)因子。脫落酸（abscisicacid，ABA）作為一種調(diào)節(jié)植物生長的激素，由美國艾迪科特于1963年從未成熟的棉鈴中分離所得促進脫落的物質(zhì)，稱為脫落素Ⅱ。1965年，英國研究小組的韋爾林等從槭樹葉片中分離得到了相同的物質(zhì)，最初發(fā)現(xiàn)它的作用與控制植物休眠有關(guān)，稱為休眠素。1965年證實，脫落素II和休眠素為同一種物質(zhì)，統(tǒng)一命名為脫落酸［1］。隨后對其生理功能進行了深入的研究，逆境環(huán)境下，植物體合成大量脫落酸，用于促進

4、氣孔關(guān)閉；促進水分吸收，增加共質(zhì)體途徑水流；降低葉片伸展率，誘導(dǎo)抗旱特異性蛋白質(zhì)合成，調(diào)整保衛(wèi)細胞離子通道，誘導(dǎo)相關(guān)基因的表達。因此稱之為植物“脅迫激素”。ABA主要在葉綠體中合成，然后轉(zhuǎn)移到其他組織中積累起來。研究發(fā)現(xiàn)不僅植物的葉片，立體的根系，特別是根尖也能合成大量的脫落酸。進一步研究發(fā)現(xiàn)，植物的其他器官，特別是花、果實、種子也能合成脫落酸。高等植物體內(nèi)脫落酸的生物合成有兩條途徑。一是C15直接途徑：3個異戊烯單位聚合成C15前體——法呢焦磷酸(FPP)，由FPP經(jīng)環(huán)化和氧化直接形成15碳的ABA。另一個是高等植物中的C40間接

5、途徑：先由甲瓦龍酸(MVA)聚合成C40前體——類胡蘿卜素，再由類胡蘿卜素裂解成C15的化合物，如黃質(zhì)醛(XAN)，最后黃質(zhì)醛作為C15骨架經(jīng)一系列變化形成ABA。植物在干旱、寒冷、高溫、鹽漬和水澇等條件下，ABA的含量都會增加，分別對其作用進行探討。脫落酸與干旱脅迫干旱脅迫是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常見的自然災(zāi)害之一，在眾多的自然災(zāi)害中占首位，其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害極其嚴重。在很多缺水地區(qū)是限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，研究作物干旱脅迫，緩解旱情對農(nóng)業(yè)的危害，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。早期關(guān)于脫落酸與植物抗旱性研究表明，滲透脅迫可誘導(dǎo)細胞合成脫落酸，

6、脫落酸的積累與植物品種間抗旱性強弱有關(guān)，因此，把脫落酸的含量作為抗旱性鑒定的指標之一。近年的研究結(jié)果認為，ABA對地下-地上部的信息聯(lián)系起著中心傳遞者的作用，植物根系中ABA濃度與根周圍土壤含水量顯著相關(guān)；葉片氣孔導(dǎo)性、生長速率與導(dǎo)管汁液中ABA濃度顯著相關(guān)［2］。ABA可以有效減緩水分脅迫，當植物根系受到水分脅迫時，ABA通過木質(zhì)部運輸?shù)降厣喜糠终{(diào)節(jié)氣孔開度，降低蒸騰作用，可以看出ABA的含量與品種抗性呈正相關(guān)［3-5］。但是，ABA的含量并不是可以無止境增加的，當植物適應(yīng)干旱環(huán)境后，ABA的含量會有所下降，并隨著干旱脅迫呈緩慢上

7、升趨勢［6］。在水分脅迫下，葉片內(nèi)ABA含量升高，保衛(wèi)細胞膜上K＋外流通道開啟，外流K＋增多，同時K＋內(nèi)流通道活性受抑，內(nèi)流量減少，葉片氣孔開度受抑或關(guān)閉氣孔，因而水分蒸騰減少，提高了植物的保水能力和對干旱的耐受性。Becker等的工作表明ABA通過激活保衛(wèi)細胞中的Ca2+、K+、陰離子通道和調(diào)節(jié)離子進出細胞模式改變保衛(wèi)細胞的膨壓，從而抑制氣孔開度或關(guān)閉氣孔。Da-vies等研究表明，ABA調(diào)節(jié)氣孔的作用是通過根冠通訊進行的，即當土壤干旱時，失水的根系產(chǎn)生根源信號ABA通過木質(zhì)部運到地上部調(diào)節(jié)氣孔開度。旱害脅迫時，脫落酸能明顯減少葉

8、片水分蒸發(fā)降低葉片細胞膜透性，增加葉片細胞可溶性蛋白質(zhì)含量，誘導(dǎo)生物膜系統(tǒng)保護酶形成，降低膜脂過氧化程度保護膜結(jié)構(gòu)的完整性，增強植物逆境脅迫下的抗氧化能力，進而提高植物的抗旱性。嚴寒等研究發(fā)現(xiàn)，脫落酸能延緩干旱脅迫時芝麻葉片含水量的降