玉米葉片細胞壁過氧化物酶在ABA信號轉導中的作用.pdf

1、脫落酸（abscisic acid，ABA）是一種重要的植物激素，在植物生長、發(fā)育以及對環(huán)境的適應中，參與調節(jié)多種生理反應和生物學效應。促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK）是真核細胞中普遍存在的信號組分，由逆境脅迫、細胞因子、植物激素、生長因子等誘導，已知許多蛋白激酶參與了ABA信號途徑。已有的研究結果表明ABA能夠誘導過氧化氫（hydrogen peroxide，H2O2）

2、的產生和ZmMPK5的活化。細胞壁過氧化物酶（cell wall peroxidase，CWPOD）是一種含鐵的血紅素蛋白質，是植物細胞產生H2O2的重要酶源之一。目前有關它的研究多存在其在細胞壁的硬化和重金屬脅迫誘導等方面，而有關ABA信號途徑中，有關其與H2O2信號放大和ZmMPK5活化的關系，特別是CWPOD與ZmMPK5活化之間的關系，目前尚未見報道。為此本研究以玉米（Zea mays L.）幼苗葉片為材料，應用組織化學和生物化

3、學、酶活性分析和免疫沉淀凝膠激酶相結合的手段，進一步研究了玉米CWPOD是否參與ABA誘導的玉米葉片H2O2產生，及其在ABA信號通路中與MAPK和H2O2之間的相互關系。主要研究結果如下：
　　 100μMABA處理后，相對于對照組，玉米葉片CWPOD活性在ABA處理后30 min左右上升，在75 min左右達到最大值后開始下降，即外源ABA能夠誘導CWPOD酶活性的提高。
　　 DAB在過氧化物酶的催化下能與H2O2

4、反應生成深棕色的多聚化合物，本研究用DAB染色檢測H2O2的變化來揭示CWPOD在外源ABA誘導H2O2產生中的作用。從組織化學圖片中可以看出，外源ABA處理能迅速引起H2O2的大量積累。通過分別采用CWPOD的兩種抑制劑NaN3和KCN預處理后再用ABA誘導，以觀察他們對ABA誘導的玉米葉片H2O2積累的影響。結果表明不同濃度的兩種抑制劑（0.1，0.5，1.0 mM）均對ABA誘導的H2O2積累有一定的抑制作用，并且隨著時間的延長，

5、抑制效果越為明顯。
　　 為進一步探討H2O2積累與CWPOD的關系，本研究使用H2O2的兩種清除劑CAT和DMTU預處理后經ABA誘導，結果發(fā)現(xiàn)CWPOD的活性明顯受到抑制，而采用外源H2O2處理卻能使CWPOD活性增加，可以推測ABA可能是通過增加CWPOD活性來誘導H2O2積累，而積累的H2O2又可能來活化CWPOD，進一步放大H2O2信號。
　　 為探討ABA信號通路中CWPOD和ZmMPK5的關系，本研究采用了

6、免疫沉淀凝膠激酶和酶活分析的手段。用CWPOD抑制劑NaN3和KCN預處理再用H2O2誘導，結果發(fā)現(xiàn)CWPOD抑制劑明顯地抑制了它們的活化，而MAPKK專一性抑制劑PD98059和U0126預處理明顯地抑制了H2O2誘導的的CWPOD活性增加。當用CWPOD抑制劑處理后再用ABA誘導，CWPOD抑制劑預處理也在一定程度上抑制了ZmMPK5的活化，而且MAPKK專一性抑制劑PD98059和U0126預處理也能明顯地抑制ABA誘導的CWPO