乙烯在水稻缺鐵信號途徑中的功能研究.pdf

1、鐵是植物生長發(fā)育過程中重要的營養(yǎng)元素。雖然鐵在土壤中含量豐富，由于有效性較低，植物缺鐵的情況相當普遍。為了應(yīng)對土壤鐵營養(yǎng)供應(yīng)不足的狀況，植物進化出了一套復(fù)雜的生理和發(fā)育適應(yīng)機制，這個過程同時受局部和系統(tǒng)信號的精確調(diào)控，深入了解植物缺鐵信號調(diào)控機制對于改善植物營養(yǎng)狀態(tài)具有重要意義。
　　 植物對缺鐵的適應(yīng)機制包括了機制I和機制II二種。前人研究表明，乙烯參與調(diào)節(jié)機制I植物中的缺鐵反應(yīng)，但不參與機制II植物缺鐵反應(yīng)。典型的禾本科植物

2、通常只具有機制II鐵吸收方式，但水稻是唯一的一種除典型的機制II鐵吸收方式外，還同時能通過類似機制I的方式吸收二價鐵。本研究發(fā)現(xiàn)，水稻缺鐵后會誘導(dǎo)乙烯合成的增加。乙烯合成前體ACC處理能夠快速誘導(dǎo)缺鐵響應(yīng)基因OsIRO2，OsIRT1，OsYSL15，OsNAS1和OsNAS2的表達，乙烯作用抑制劑則能抑制這些基因的表達，結(jié)果表明乙烯同時調(diào)節(jié)兩種吸收機制。通過對OsIRO2干涉株系的研究發(fā)現(xiàn)乙烯對Fe(III)相關(guān)基因OsYSL15、O

3、sNAS1和OsNAS2的誘導(dǎo)依賴于OsIRO2的活性。進一步延長ACC處理使得水稻缺鐵的耐受性增加。而大麥缺鐵后乙烯合成并沒有變化，缺鐵響應(yīng)基因也不受乙烯的影響。結(jié)果表明乙烯在水稻缺鐵反應(yīng)中的作用可能是機制II植物中的特例。
　　 乙烯不僅參與缺鐵反應(yīng)調(diào)控，還參與了植物缺磷信號反應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)，水稻在缺磷條件下乙烯的釋放量顯著減少，但缺磷并沒有抑制乙烯合成基因的表達，缺磷水稻植株轉(zhuǎn)回到正常供磷的營養(yǎng)液后，短時間內(nèi)不能恢復(fù)乙烯的