擬南芥β-葡萄糖苷酶BG3與耐旱性研究.pdf

1、植物激素ABA在植物應(yīng)對(duì)干旱、鹽堿和冷害等多種脅迫環(huán)境的應(yīng)答過(guò)程中起著重要作用。同時(shí),它也調(diào)控種子休眠、萌發(fā)過(guò)程以及植株再生等發(fā)育過(guò)程。
　　ABA的這些生理作用是由植物細(xì)胞內(nèi)的ABA水平變化所決定的,植物體內(nèi)ABA水平取決于兩個(gè)相反的過(guò)程:合成和代謝途徑,它們分別提高和降低ABA水平。植物體主要通過(guò)羥基化代謝分解途徑以及與糖等物質(zhì)共價(jià)結(jié)合失活途徑來(lái)降低ABA水平的。植物體內(nèi)ABA含量的升高有三種途徑,其中最主要的是ABA的從頭合

2、成途徑。二是通過(guò)BG1介導(dǎo)的結(jié)合態(tài)的ABA-GE的水解作用來(lái)獲得游離態(tài)的ABA。三是通過(guò)BG2對(duì)ABA-GE的水解得到游離態(tài)ABA,進(jìn)而提高植物的抗逆性。但是否還有其他β-葡萄糖苷酶參與水解ABA-GE釋放ABA還有待研究。
　　本文鑒定并獲得擬南芥中β-葡萄糖苷酶家族成員BG3的T-DNA插入純合突變體bg3。研究發(fā)現(xiàn)bg3突變體在離體失水實(shí)驗(yàn)中失水率明顯高于野生型,且紅外熱像儀觀察的結(jié)果也顯示bg3突變體的葉表溫度低于野生型。

3、氣孔行為分析發(fā)現(xiàn),正常情況下bg3突變體氣孔開(kāi)度與野生型相當(dāng),但是脅迫處理時(shí)野生型氣孔明顯關(guān)閉而bg3突變體氣孔仍處于較大的開(kāi)放狀態(tài)。同時(shí),土培干旱脅迫情況下,該突變體的萎焉死亡速度快于野生型。隨后測(cè)定了正常和脅迫處理時(shí)突變體和野生型體內(nèi)游離ABA的含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),正常情況下,ABA含量并無(wú)差別,但是當(dāng)脫水處理12小時(shí)后,發(fā)現(xiàn)bg3突變體體內(nèi)游離ABA含量明顯低于野生型。同時(shí),BG3基因在擬南芥根、莖、葉、花等組織中都有表達(dá),并受多種非

4、生物脅迫誘導(dǎo)而上調(diào)。這些都暗示了BG3可能和之前的BG1,BG2一樣具有水解ABA-GE的能力,釋放游離ABA,并參與了擬南芥的抗旱性。
　　通過(guò)熒光共聚焦觀察BG3:GFP瞬時(shí)轉(zhuǎn)化的擬南芥葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體,發(fā)現(xiàn)BG3定位于細(xì)胞質(zhì)中。為了從蛋白水平上研究BG3的功能,我們篩選并鑒定獲得了BG3::MYC轉(zhuǎn)基因植株,為后續(xù)研究提供了材料。
　　總之,本研究為β-葡萄糖苷酶家族成員在調(diào)節(jié)ABA水平,并參與植物應(yīng)對(duì)非生物脅迫的作用