脫落酸(ABA)對(duì)氣孔運(yùn)動(dòng)的影響實(shí)驗(yàn)

1、植物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告星2011ABA對(duì)擬南芥氣孔運(yùn)動(dòng)的影響左【實(shí)臉目的】1.了解氣孔開(kāi)閉對(duì)植物的意義。2.了解氣孔開(kāi)閉的調(diào)控機(jī)制。3.驗(yàn)證脫落酸(abscisic acid, ABA)促進(jìn)氣孔關(guān)閉，抑制氣孔開(kāi)放。【實(shí)驗(yàn)原理】氣孔(stomata)，葉、莖及苴他植物器官上皮上許多小的開(kāi)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，尤英是在葉表皮上，在幼莖、花瓣上 也可見(jiàn)到，但多數(shù)沉水植物則沒(méi)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(chēng)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(jìn)行光合作用合 成糖類(lèi)物質(zhì)。有時(shí)也伴有

2、與保衛(wèi)細(xì)胞相鄰的 24 個(gè)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)。緊接氣孔下而有寬的細(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，英通過(guò)量是由保衛(wèi)細(xì)胞的開(kāi)閉作用來(lái)調(diào)肖，在 生理上具有重要的意義。脫落酸(abscisicacid,ABA)是由 P.F.Wareing 和 F.T.Addicott 于 1967 年命名的。ABA 是異 戊二烯為基本單位的倍半命撥酸，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(duì)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(dá)。在擬南芥、豌豆等植物的保衛(wèi)細(xì)胞

3、中 ABA 能夠誘導(dǎo)坷。?和 NO 的產(chǎn)生，在脅迫條 件下,二者作為信號(hào)分子調(diào)控了促進(jìn)氣孔的關(guān)閉的生理過(guò)程。在干旱條件下，植物體內(nèi)的 ABA 含量增髙,ABA 促進(jìn)了開(kāi)放的氣孔關(guān)閉和抑制了關(guān)閉的氣孔開(kāi)放，最終結(jié)果是關(guān)閉氣孔，從而植物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告星2011降低了植物水分的蒸發(fā)。ABA調(diào)控氣孔開(kāi)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C於濃度的增加;胞質(zhì)中Ca，濃度的增加抑制了質(zhì)膜上的出泵;抑制了控制K內(nèi)流的通道;激活了控制C1-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(jìn)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)

4、中pH的升高激活了控制K外流的通 道,抑制了質(zhì)膜上的屮泵;“和Cl-|!i液泡進(jìn)入胞質(zhì)中。以上步驟的結(jié)果即是保 衛(wèi)細(xì)胞中”和C1-流出胞外，保衛(wèi)細(xì)胞的膨脹程度降低，氣孔關(guān)閉?！緦?shí)驗(yàn)材料、試劑】 擬南芥（46 天）完全展開(kāi)的年輕葉片、 開(kāi)放緩沖液 opening solution (10 mM KClz7.5mM iminodiacetic acid, 10 mM Mes-KOH, pH 6.15)閉合緩沖液 closure solution (20 mM KCI, 1 mM CaCl2, 5 mM Mes-KOH, pH 6.15)ABA 酒精溶液【操作步驟】Stomatai OpeningF

5、igure 1 氣孔開(kāi)閉的調(diào)控(S. Pandey, et al. 20007)Stomatai Closurepump .channel專(zhuān)transporter植物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告星20111、ABA 促進(jìn)擬南芥氣孔關(guān)閉1在培養(yǎng)板上取 2 個(gè)孔，加入關(guān)閉緩沖液。2擬南芥葉片下表而浸于開(kāi)放緩沖液中，宜于強(qiáng)光下 1 小時(shí)，使氣孔開(kāi)放。3其中一個(gè)孔加入 50 pM ABA,即 Close_ABAt 另一個(gè)做參照，即 Close_ethanolo4置于黑暗中 1 小時(shí)，觀察拍攝氣孔，統(tǒng)汁孔徑。2、ABA 抑制擬南芥氣孔開(kāi)放在培養(yǎng)板上取 2 個(gè)孔，加入開(kāi)放緩沖液。2擬南芥葉片下表而浸于開(kāi)放緩沖液中，置于黑暗

6、中 1 小時(shí)，使氣孔關(guān)閉。3其中一個(gè)孔加入 50 pM ABA,即 0pen_ABAi 另一個(gè)做參照，即 Open_ethanolo4置于強(qiáng)光下 1 小時(shí)，觀察拍攝氣孔，統(tǒng)計(jì)孔徑?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)果】ABA 調(diào)控?cái)M南芥氣孔的運(yùn)動(dòng)，使氣孔關(guān)閉，見(jiàn) Figure 2。植物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告星2011Figure 2 ABA 促進(jìn)擬南芥氣孔關(guān)閉&ABA 抑制擬南芥氣孔開(kāi)放Close_ethanol, ABA 促進(jìn)擬南芥氣孔關(guān)閉的對(duì)照組，孔徑 6.10 u m,標(biāo)準(zhǔn)差Close.ABA,實(shí)驗(yàn)組，孔徑 2.73 u m,標(biāo)準(zhǔn)差 1.10pm,與對(duì)照組有極顯著差異，p 值為 1.65174E-43;Open_ethanolzABA 抑制擬南芥氣孔開(kāi)放的對(duì)照組，孔徑 5.29pm,標(biāo)準(zhǔn)差 1.31pmzOpen.ABA,實(shí)驗(yàn)組，孔徑 2.77 切/標(biāo)準(zhǔn)差 0.95 卩口與對(duì)照組有極顯著差異，p 值為 2.49421E-35o 每個(gè)平均數(shù)數(shù)都是都是 102 個(gè)氣孔孔徑的均值。均值。Close_ABAClose_ethanolOpenABAOpen_ethanol植物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告星2011【討論】1、 本實(shí)驗(yàn)，我