茉莉酸和脫落酸調(diào)控蠶豆氣孔運(yùn)動(dòng)作用的比較_簡(jiǎn)報(bào)_

1、收稿 2000 07 03 修定 2001 02 261 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目資助(G1*。2 現(xiàn)單位:山東萊陽農(nóng)學(xué)院(萊陽265200。3 聯(lián)系人。茉莉酸和脫落酸調(diào)控蠶豆氣孔運(yùn)動(dòng)作用的比較(簡(jiǎn)報(bào)1劉 新2林 萍 李 云 張蜀秋3(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院,農(nóng)業(yè)部植物生理生化重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,北京100094Comparison of Regulations of ( Abscisic Acid and (-Jasmonic Acid for Stomatal Movement of Vicia f abaL IU X in,LI N P ing ,L I Yun,ZHA NG Shu Qi

2、u (College of Biological Sciences,China A gr icultur al U niver sity ,Labor atory of Plant Phys iology Biochemistry ,Minis tr y of A gr icultur e,PR.China,Beij ing 100094 提要 一定濃度范圍內(nèi)的茉莉酸和脫落酸都可誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉。脫落酸誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉有明顯的濃度效應(yīng),在0.1100 mol L-1范圍內(nèi),作用效果隨著脫落酸濃度升高而增強(qiáng);但作用的時(shí)間效應(yīng)不明顯。茉莉酸則有明顯的時(shí)間效應(yīng)。在3h 內(nèi),其作用效應(yīng)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)。M

3、 ES 緩沖液對(duì)茉莉酸的恢復(fù)作用與脫落酸不同。茉莉酸和脫落酸調(diào)控蠶豆氣孔運(yùn)動(dòng)有一定的協(xié)同效應(yīng)。 關(guān)鍵詞 茉莉酸 脫落酸 氣孔運(yùn)動(dòng) 蠶豆茉莉酸(JA和脫落酸(ABA普遍存在于高等植物體內(nèi),都能抑制植物生長(zhǎng)、促進(jìn)離體葉片的衰老,參與對(duì)氣孔的調(diào)控等,但作用和效果有異。JA 促進(jìn)植物衰老比ABA 的作用大,茉莉酸類物質(zhì)的抑制植物生長(zhǎng)作用不如ABA 1。另外,兩者在生理效應(yīng)上有或無加合作用,甚至有拮抗作用。Tsai 等2指出,ABA 和茉莉酸甲酯(Me JA抑制水稻幼苗生長(zhǎng),前者是可逆的,后者則不可逆。Ranjan 和Lew ak3認(rèn)為在調(diào)控堿性脂肪酶活性上彼此相互獨(dú)立。而Moons 等4則報(bào)道,JA

4、和ABA 在水稻根系調(diào)控水分虧缺和防御反應(yīng)中彼此拮抗。還有報(bào)道表明,ABA 和JA 分別誘導(dǎo)和促進(jìn)葉片氣孔的開閉運(yùn)動(dòng)5,6。但對(duì)JA 和ABA 在調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)中的作用效應(yīng)及兩者之間關(guān)系尚未見報(bào)道。本文對(duì)此進(jìn)行了探討。材料與方法蠶豆(Vicia f aba 種子經(jīng)HgCl 2滅菌和以自來水浸種12h 后,于25 下催芽23d 。在12h d -1光照、光強(qiáng)為200 mol m -2 s -1、晝夜溫差24 /18 、50%60%相對(duì)濕度下培養(yǎng),34周后用于試驗(yàn)。測(cè)定氣孔開度時(shí),取34周齡蠶豆幼苗最上端完全展開的葉片,放入盛有蒸餾水的培養(yǎng)皿中,于光下誘導(dǎo)氣孔張開。撕取其下表皮,并用毛筆小心刷去上面

5、粘附的葉肉細(xì)胞。用顯微測(cè)微尺測(cè)量氣孔的初始孔徑,隨機(jī)選取5個(gè)視野,每個(gè)視野內(nèi)隨機(jī)選取10個(gè)氣孔。用不同濃度的(-JA 和( ABA (均為Sig ma 公司產(chǎn)品的緩沖液(10mmol L -1M es/KOH 、50mmol L -1KCl 、100mol L -1CaCl 2,pH 6.1,最終濃度分別為:0、0.1、1、10、100 mol L -1處理葉片表皮3h 后,記錄終態(tài)孔徑。每個(gè)處理重復(fù)3次以上。作恢復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí),將氣孔已張開的葉片表皮分別放入含1和100 mol L -1的(-JA 和( ABA 緩沖液中,于光下處理2h 后,測(cè)定氣孔開度。觀察記錄后立即分別放入上述緩沖液中,經(jīng)光誘

6、導(dǎo)2h 后,再測(cè)定氣孔孔徑大小。結(jié)果與討論1 (-JA 和( ABA 的效應(yīng)比較 從圖14可見:(1從兩者的濃度效應(yīng)來說,如圖1所示,光下,在0.1100 mol L -1范圍內(nèi),(-JA 和( ABA 都能誘導(dǎo)蠶豆氣孔關(guān)閉,但趨勢(shì)不同。( ABA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉有明顯的濃度效應(yīng),在一定范圍內(nèi),其作用效果隨著濃度的升高而增強(qiáng);(-JA 的濃度效應(yīng)則不明顯,10 mol L -1(-JA 的作用明顯低于0.1、1、100 mol L -1的(-JA 。此外,100 mol L -1的(-JA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的作用比同樣濃度的( ABA 強(qiáng)。300植物生理學(xué)通訊 第37卷第4期,2001年8月 圖1

7、(-JA 和( ABA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的濃度效應(yīng)(2(-JA 和( ABA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)程也有差異。圖2和圖3的結(jié)果表明,用100 mol L -1的(-JA 和( ABA 的緩沖液分別處理蠶豆下表皮,0.5h 后氣孔即開始關(guān)閉, 但兩者圖2 (-JA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)程圖3 ( ABA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)程 在時(shí)間進(jìn)程上有較大差異,( ABA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的速度明顯快于JA 。(3用1和100 mol L -1的(-JA 和( ABA 表皮條緩沖液處理蠶豆下表皮2h 后,立即分別放入緩沖液中,再在光下誘導(dǎo)2h,結(jié)果不同濃度(-JA 和( ABA 處理的表皮在緩沖液中的反應(yīng)不同。緩

8、沖液能完全逆轉(zhuǎn)1 mol L -1的(-JA 和( ABA 誘導(dǎo)蠶豆氣孔關(guān)閉的效應(yīng),但兩者促進(jìn)氣孔關(guān)閉作用的恢復(fù)能力有較大區(qū)別。緩沖液基本能逆轉(zhuǎn)( ABA 所誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉,(-JA 的此種作用明顯減弱(圖4。圖4 緩沖液對(duì)(-JA 和( ABA 誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的逆轉(zhuǎn)作用H erde 等7研究ABA 、JA 影響野生型和ABA缺失型突變體stitiens 的番茄離體葉片蒸騰速率的結(jié)果表明,JA 可降低野生型番茄的蒸騰速率,但對(duì)ABA 缺失型突變體的影響較弱;而ABA 既減弱野生型又影響ABA 缺失型突變體的蒸騰速率。據(jù)此,他們推測(cè)JA 與ABA 在調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)中存在一定差異。從我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看

9、,JA 和ABA 促進(jìn)氣孔關(guān)閉的作用類似,但二者的作用特征不同。這一結(jié)果與Bourbouloux 等8的結(jié)論相同。因此,不能簡(jiǎn)單地用JA 通過ABA 起作用9來解釋JA 的生理效應(yīng)。2 (-JA 和ABA 在調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)中的關(guān)系 從圖5可以看出,在( ABA 處理的同時(shí)加入0.01m mol L-1的(-JA,( ABA 促進(jìn)氣孔關(guān)閉的作用增強(qiáng)。( ABA 和(-JA 均加入時(shí)的氣孔開度明顯低于二者單獨(dú)加入時(shí)。這表明一301植物生理學(xué)通訊 第37卷第4期,2001年8月定濃度的(-JA 和( ABA 在誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉中 可能存在協(xié)同效應(yīng)。圖5 光下(-JA 對(duì)( ABA 誘導(dǎo)蠶豆氣孔關(guān)閉的影響近

10、來有報(bào)道認(rèn)為,茉莉酸類(茉莉酸及其甲脂促進(jìn)蘭花氣孔關(guān)閉的效應(yīng)與保衛(wèi)細(xì)胞胞質(zhì)堿化有關(guān)6,JA 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中需要?jiǎng)訂TCa2+10。還發(fā)現(xiàn)Me JA 的堿化作用與蘭花11和蠶豆12對(duì)ABA 反應(yīng)的程度和幅度都很相似。已有實(shí)驗(yàn)表明,Ca 2+信使參與ABA 對(duì)氣孔的調(diào)控13。(-JA 和( ABA 在調(diào)控氣孔中的作用機(jī)制,尤其與第二信使胞質(zhì)pH 和Ca2+的關(guān)系究竟怎樣,尚不清楚,值得進(jìn)一步探討。參考文獻(xiàn)1 江月玲,鄭燕玲,潘瑞熾.茉莉酸類物質(zhì)與脫落酸生理作用的比較.植物學(xué)通報(bào),1996,143(4:38412 T sai FY,Lin CC,Kao CH.A com parative study

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