茉莉酸和脱落酸调控蚕豆气孔运动作用的比较_简报_(精)

收稿20000703修定200102261国家重点基础研究发展规划项目资助(G1*******。2现单位:山东莱阳农学院(莱阳265200。联系人。茉莉酸和脱落酸调控蚕豆气孔运动作用的比较(简报1刘新2林萍李云张蜀秋3(中国农业大学生物学院,农业部植物生理生化重点开放实验室,北京100094ComparisonofRegulationsof(AbscisicAcidand(-JasmonicAcidforStomatalMovementofViciafabaLIUXin,LINPing,LIYun,ZHANGShuQiu(CollegeofBiologicalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,LaboratoryofPlantPhysiologyBiochemistry,MinistryofAgriculture,PR.China,Beijing100094提要一定浓度范围内的茉莉酸和脱落酸都可诱导气孔关闭。脱落酸诱导气孔关闭有明显的浓度效应,在0.1100molL-1范围内,作用效果随着脱落酸浓度升高而增强;但作用的时间效应不明显。茉莉酸则有明显的时间效应。在3h内,其作用效应随着时间的延长而增强。MES缓冲液对茉莉酸的恢复作用与脱落酸不同。茉莉酸和脱落酸调控蚕豆气孔运动有一定的协同效应。关键词茉莉酸脱落酸气孔运动蚕豆茉莉酸(JA和脱落酸(ABA普遍存在于高等植物体内,都能抑制植物生长、促进离体叶片的衰老,参与对气孔的调控等,但作用和效果有异。JA促进植物衰老比ABA的作用大,茉莉酸类物质的抑制植物生长作用不如ABA[1]。另外,两者在生理效应上有或无加合作用,甚至有拮抗作用。Tsai等[2]指出,ABA和茉莉酸甲酯(MeJA抑制水稻幼苗生长,前者是可逆的,后者则不可逆。Ranjan和Lewak[3]认为在调控碱性脂肪酶活性上彼此相互独立。而Moons等[4]则报道,JA和ABA在水稻根系调控水分亏缺和防御反应中彼此拮抗。还有报道 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,ABA和JA分别诱导和促进叶片气孔的开闭运动[5,6]。但对JA和ABA在调控气孔运动中的作用效应及两者之间关系尚未见报道。本文对此进行了探讨。材料与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 蚕豆(Viciafaba种子经HgCl2灭菌和以自来水浸种12h后,于25下催芽2~3d。在12hd-1光照、光强为200molm-2s-1、昼夜温差24/18、50%~60%相对湿度下培养,3~4周后用于试验。测定气孔开度时,取3~4周龄蚕豆幼苗最上端完全展开的叶片,放入盛有蒸馏水的培养皿中,于光下诱导气孔张开。撕取其下表皮,并用毛笔小心刷去上面粘附的叶肉细胞。用显微测微尺测量气孔的初始孔径,随机选取5个视野,每个视野内随机选取10个气孔。用不同浓度的(-JA和(ABA(均为Sigma公司产品的缓冲液(10mmolL-1Mes/KOH、50mmolL-1KCl、100molL-1CaCl2,pH6.1,最终浓度分别为:0、0.1、1、10、100molL-1处理叶片表皮3h后,记录终态孔径。每个处理重复3次以上。作恢复实验时,将气孔已张开的叶片表皮分别放入含1和100molL-1的(-JA和(ABA缓冲液中,于光下处理2h后,测定气孔开度。观察记录后立即分别放入上述缓冲液中,经光诱导2h后,再测定气孔孔径大小。结果与讨论1(-JA和(ABA的效应比较从图1~4可见:(1从两者的浓度效应来说,如图1所示,光下,在0.1100molL-1范围内,(-JA和(ABA都能诱导蚕豆气孔关闭,但趋势不同。(ABA诱导气孔关闭有明显的浓度效应,在一定范围内,其作用效果随着浓度的升高而增强;(-JA的浓度效应则不明显,10molL-1(-JA的作用明显低于0.1、1、100molL-1的(-JA。此外,100molL-1的(-JA诱导气孔关闭的作用比同样浓度的(ABA强。300植物生理学通讯第37卷第4期,2001年8月图1(-JA和(ABA诱导气孔关闭的浓度效应(2(-JA和(ABA100molL-1的(-JA诱导气孔关闭的时间进程也有差异。图和(ABA的缓冲液分别处理蚕豆下表皮2和图3的结果表明,用,0.5h后气孔即开始关闭,但两者图2(-JA诱导气孔关闭的时间进程图3(ABA诱导气孔关闭的时间进程在时间进程上有较大差异,(ABA诱导气孔关闭的速度明显快于JA。(3用1和100molL-1的(-JA和(ABA表皮条缓冲液处理蚕豆下表皮2h后,立即分别放入缓冲液中,再在光下诱导2h,结果不同浓度(-JA和(ABA处理的表皮在缓冲液中的反应不同。缓冲液能完全逆转1molL-1的(-JA和(ABA诱导蚕豆气孔关闭的效应,但两者促进气孔关闭作用的恢复能力有较大区别。缓冲液基本能逆转(ABA所诱导的气孔关闭,(-JA的此种作用明显减弱(图4。图4缓冲液对(-JA和(ABA诱导气孔关闭的逆转作用Herde等[7]研究ABA、JA影响野生型和ABA缺失型突变体stitiens的番茄离体叶片蒸腾速率的结果表明,JA可降低野生型番茄的蒸腾速率,但对ABA缺失型突变体的影响较弱;而ABA既减弱野生型又影响ABA缺失型突变体的蒸腾速率。据此,他们推测JA与ABA在调控气孔运动中存在一定差异。从我们的实验结果来看,JA和ABA促进气孔关闭的作用类似,但二者的作用特征不同。这一结果与Bourbouloux等[8]的结论相同。因此,不能简单地用JA通过ABA起作用[9]来解释JA的生理效应。加入2(-JA和ABA0.01mmolL在调控气孔运动中的关系从图5可以看出,在(ABA处理的同时-1的(-JA,(ABA促进气孔关闭的作用增强。(ABA和(-JA均加入时的气孔开度明显低于二者单独加入时。这表明一301植物生理学通讯第37卷第4期,2001年8月定浓度的(-JA和(ABA在诱导气孔关闭中可能存在协同效应。图5光下(-JA对(ABA诱导蚕豆气孔关闭的影响近来有报道认为,茉莉酸类(茉莉酸及其甲脂促进兰花气孔关闭的效应与保卫细胞胞质碱化有关[6],JA信号转导过程中需要动员Ca2+[10]。还发现MeJA的碱化作用与兰花[11]和蚕豆[12]对ABA反应的程度和幅度都很相似。已有实验表明,Ca2+信使参与ABA对气孔的调控[13]。(-JA和(ABA在调控气孔中的作用机制,尤其与第二信使胞质pH和Ca2+的关系究竟怎样,尚不清楚,值得进一步探讨。参考文献1江月玲,郑燕玲,潘瑞炽.茉莉酸类物质与脱落酸生理作用的比较.植物学通报,1996,143(4:38412TsaiFY,LinCC,KaoCH.Acomparativestudyoftheeffectsofabscisicacidandmethyljasmonateonseedlinggrowthofrice.PlantGrowthRegul,1997,21(1:37473RanjanR,LewakS.Interactionofjasmonicandabscisicacidinthecontroloflipasesandproteasesingermintingappleembryos.PhysiolPlant,1995,93(3:4214264MoonsA,PrinsenE,BauwGetal.Antagonisticeffectsofabscisicacidandjasmonatesonsaltstressinducibletranscriptsinriceroots.PlantCell,1997,9(12:224322595DunleavyPJ,LadleyPD.StomatalresponsesofViciafabaL.toindoleaceticacidandabscisicacid.JExpBot,1995,46(282:951006GehringCA,IrvingHR,McConchieRetal.JasmonatesinduceintracelluaralkalinizatonandclosureofPaphiopedilumguardcells.AnnBot,1997,80:4854897HerdeO,PenacortsH,WillmitzerLetal.Stoamtalresponsestojasmonicacid,linolenicacidandabscisicacidinwildtypeandABAdeficienttomatoplants.PlantCellEnv,1997,20(1:1361418BourboulouxA,FleuratLessardP,RoblinG.EffectsofjasmonicacidmotorcellphysiologyinMimosapudicaLandCassiafasciculatamichx.PlantCellPhysiol,1994,35(3:3893969PopovaLP,TaonevD,VaklinaovaSG.Changesinsomephotosyntheticandphotorespiratorypropertiesinbarleyleavesaftertreatmentwithjasmonicacid.JPlantPhysiol,1988,132:25726110KentonP,MurLAJ,DraperJ.Areqirementforcalciumandproteinphosphataseinthejasmonateinducedincreaseintobaccoleafacidphosphatasespecificactivity.JExpBot,1999,50(337:1331134111IrvingHR,GehringCA,ParishRW.ChangesincytosolicpHandcalciumofguardcellsprecedestomatalmovements.ProcNatlAcadSciUSA,1992,89:1790179412BlattMR,ArmstrongF.K+channelsofstomatalguardcells:AbscisicacidevokedcontroloftheoutwardrectifiermediatedbycytoplasmicpH.Planta,1993,191(3:33034113StaxenI,MontgomeryLT,HetheringtonAMetal.DooscillationsincytoplasmicfreecalciumencodetheABAsignalinstomatalguardcells?PlantPhysiol,1996,111(supplement:151*****302植物生理学通讯第37卷第4期,2001年8月