脫落酸ABA對氣孔運動的影響實驗

1、ABA對擬南芥氣孔運動的影響左【實驗?zāi)康摹?. 了解氣孔開閉對植物的意義。2. 了解氣孔開閉的調(diào)控機制。3. 驗證脫落酸（abscisic acid, ABA）促進氣孔關(guān)閉，抑制氣孔開放?！緦嶒炘怼繗饪祝╯tomata），葉、莖及其他植物器官上皮上許多小的開孔之一，高等陸地植物表皮 所特有的結(jié)構(gòu)。氣孔通常多存在于植物體的地上部分，尤其是在葉表皮上，在幼莖、花瓣上也可見到，但多數(shù)沉水植物則沒有。狹義上常把保衛(wèi)細(xì)胞之間形成的凸透鏡狀的小孔稱為氣孔。保衛(wèi)細(xì)胞區(qū)別于表皮細(xì)胞是結(jié)構(gòu)中含有葉綠體，只是體積較小，數(shù)目也較少，片層結(jié)構(gòu)發(fā)育不良，但能進行光合作用合成糖類物質(zhì)。有時也伴有與保衛(wèi)細(xì)胞相鄰的2-4個

2、副衛(wèi)細(xì)胞。把這些細(xì)胞包括在內(nèi)是廣義的氣孔（或氣孔器）。緊接氣孔下面有寬的細(xì)胞間隙（氣室）。氣孔在碳同化、呼吸、蒸騰作用等氣體代謝中，成為空氣和水蒸汽的通路，其通過量是由保衛(wèi)細(xì)胞的開閉作用來調(diào)節(jié)，在生理上具有重要的意義。脫落酸（abscisic acid, ABA 是由 PF.Wareing 和 于 1967 年命名的。ABA 是異 戊 二烯為基本單位的倍半砧竣酸，也是一種重要的植物激素，受到生物脅迫和非生物脅迫的調(diào)控，在植物對脅迫耐受性和抗性中發(fā)揮著重要作用。在脅迫條件下，ABA調(diào)控了氣孔關(guān)閉和基因表達。在擬南芥、豌豆等植物的保衛(wèi)細(xì)胞中ABA能夠誘導(dǎo)H2O2和NO的產(chǎn)生，在脅迫條件下，二者作為

3、信號分子調(diào)控了促進氣孔的關(guān)閉的生理過程。在干旱條件下 ，植物體內(nèi)的ABA 含量增高,ABA促進了開放的氣孔關(guān)閉和抑制了關(guān)閉的氣孔開放，最終結(jié)果是關(guān)閉氣孔，從而降低了植物水分的蒸發(fā)。Stomatai Openingaha 1-11 HATPaseAKT1 KAT1 KAT2AKT23A4KC1vacuoleNRT1.1(CHU)Stomatai Closurepump channel J-tran sporterFigure 1 氣孔開閉的調(diào)控(S. Pa ndey, et al. 20007)ABA調(diào)控氣孔開度的模式為：ABA與其保衛(wèi)細(xì)胞上受體相結(jié)合；ABA調(diào)控了保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中CR濃度的增加

4、；胞質(zhì)中CR濃度的增加抑制了質(zhì)膜上的H+泵;抑 制了控制k內(nèi)流的通道；激活了控制CI 一外流的通道，最終導(dǎo)致質(zhì)膜的去 極性化;質(zhì) 膜的去極性化激活了控制外流的通道，進一步抑制了控制K+內(nèi)流的通道；ABA引 起了胞質(zhì)中pH的升高；胞質(zhì)中pH的升高激活了控制K+外流的通 道，抑制了質(zhì)膜 上的H+泵；八和CI 一由液泡進入胞質(zhì)中。以上步驟的結(jié)果即是保 衛(wèi)細(xì)胞中和CI- 流出胞外，保衛(wèi)細(xì)胞的膨脹程度降低，氣孔關(guān)閉?！緦嶒灢牧?、試劑】擬南芥（46天）完全展開的年輕葉片、 開放緩沖液 opening solution (10 mM KCI, 7.5 mM iminodiacetic acid, 10 mM

5、 Mes-KOH, pH 6.15)閉 合緩沖液 closure solution (20 mM KCI, 1 mM CaCI 2,5 mM Mes-KOH, pH 6.15)ABA酒精溶液【操作步驟】1、ABA促進擬南芥氣孔關(guān)閉 在培養(yǎng)板上取2個孔，加入關(guān)閉緩沖液。 擬南芥葉片下表面浸于開放緩沖液中，置于強光下1小時，使氣孔開放。 其中一個孔加入50 M ABA,即Close_ABA,另一個做參照，即Close_ethanol 置于黑暗中1小時，觀察拍攝氣孔，統(tǒng)計孔徑。2、ABA抑制擬南芥氣孔開放 在培養(yǎng)板上取2個孔，加入開放緩沖液。 擬南芥葉片下表面浸于開放緩沖液中，置于黑暗中1小時，使氣

6、孔關(guān)閉。 其中一個孔加入50 M ABA,即Open_ABA另一個做參照，即Open_ethanol。 置于強光下1小時，觀察拍攝氣孔，統(tǒng)計孔徑。【實驗結(jié)果】ABA調(diào)控擬南芥氣孔的運動，使氣孔關(guān)閉，見 Figure 2Figure 2 ABA促進擬南芥氣孔關(guān)閉&ABA抑制擬南芥氣孔開放Close_ethanol, ABA促進擬南芥氣孔關(guān)閉的對照組，孔徑 6.10卩m,標(biāo)準(zhǔn)差1.47卩m,Close_ABA,實驗組，孔徑2.73卩m,標(biāo)準(zhǔn)差1.10卩與對照組有極顯著差異，p值為1.65174E-43;Open_ethanol, ABA抑制擬南芥氣孔開放的對照組，孔徑 5.29卩標(biāo)準(zhǔn)差1.31卩m,Open_ABA,實驗組，孔徑 2.77卩標(biāo)準(zhǔn)差0.95卩r與對照組有極顯著差異，p值為2.49421 E-35O每個皐均數(shù)都是102個氣孔孔徑的均值【討論】1、本