茉莉酸和脫落酸調(diào)控蠶豆氣孔運動作用的比較_簡報_

1、收稿 2000 07 03 修定 2001 02 261 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目資助(G1*。2 現(xiàn)單位:山東萊陽農(nóng)學院(萊陽265200。3 聯(lián)系人。茉莉酸和脫落酸調(diào)控蠶豆氣孔運動作用的比較(簡報1劉 新2林 萍 李 云 張蜀秋3(中國農(nóng)業(yè)大學生物學院,農(nóng)業(yè)部植物生理生化重點開放實驗室,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氣孔關(guān)閉。脫落酸誘導氣孔關(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;但作用的時間效應(yīng)不明顯。茉莉酸則有明顯的時間效應(yīng)。在3h 內(nèi),其作用效應(yīng)隨著時間的延長而增強。M

3、 ES 緩沖液對茉莉酸的恢復作用與脫落酸不同。茉莉酸和脫落酸調(diào)控蠶豆氣孔運動有一定的協(xié)同效應(yīng)。 關(guān)鍵詞 茉莉酸 脫落酸 氣孔運動 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、促進離體葉片的衰老,參與對氣孔的調(diào)控等,但作用和效果有異。JA 促進植物衰老比ABA 的作用大,茉莉酸類物質(zhì)的抑制植物生長作用不如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,前者是可逆的,后者則不可逆。Ranjan 和Lew ak3認為在調(diào)控堿性脂肪酶活性上彼此相互獨立。而Moons 等4則報道,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。還有報道表明,ABA 和JA 分別誘導和促進葉片氣孔的開閉運動5,6。但對JA 和ABA 在調(diào)控氣孔運動中的作用效應(yīng)及兩者之間關(guān)系尚未見報道。本文對此進行了探討。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、光強為200 mol m -2 s -1、晝夜溫差24 /18 、50%60%相對濕度下培養(yǎng),34周后用于試驗。測定氣孔開度時,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、粘附的葉肉細胞。用顯微測微尺測量氣孔的初始孔徑,隨機選取5個視野,每個視野內(nèi)隨機選取10個氣孔。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。每個處理重復3次以上。作恢復實驗時,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2h 后,再測定氣孔孔徑大小。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 都能誘導蠶豆氣孔關(guān)閉,但趨勢不同。( ABA 誘導氣孔關(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;(-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 誘導氣孔關(guān)閉的作用比同樣濃度的( ABA 強。300植物生理學通訊 第37卷第4期,2001年8月 圖1

7、(-JA 和( ABA 誘導氣孔關(guān)閉的濃度效應(yīng)(2(-JA 和( ABA 誘導氣孔關(guān)閉的時間進程也有差異。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 誘導氣孔關(guān)閉的時間進程圖3 ( ABA 誘導氣孔關(guān)閉的時間進程 在時間進程上有較大差異,( ABA 誘導氣孔關(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 誘導蠶豆氣孔關(guān)閉的效應(yīng),但兩者促進氣孔關(guān)閉作用的恢復能力有較大區(qū)別。緩沖液基本能逆轉(zhuǎn)( ABA 所誘導的氣孔關(guān)閉,(-JA 的此種作用明顯減弱(圖4。圖4 緩沖液對(-JA 和( ABA 誘導氣孔關(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JA 與ABA 在調(diào)控氣孔運動中存在一定差異。從我們的實驗結(jié)果來看

9、,JA 和ABA 促進氣孔關(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)控氣孔運動中的關(guān)系 從圖5可以看出,在( ABA 處理的同時加入0.01m mol L-1的(-JA,( ABA 促進氣孔關(guān)閉的作用增強。( ABA 和(-JA 均加入時的氣孔開度明顯低于二者單獨加入時。這表明一301植物生理學通訊 第37卷第4期,2001年8月定濃度的(-JA 和( ABA 在誘導氣孔關(guān)閉中 可能存在協(xié)同效應(yīng)。圖5 光下(-JA 對( ABA 誘導蠶豆氣孔關(guān)閉的影響近

10、來有報道認為,茉莉酸類(茉莉酸及其甲脂促進蘭花氣孔關(guān)閉的效應(yīng)與保衛(wèi)細胞胞質(zhì)堿化有關(guān)6,JA 信號轉(zhuǎn)導過程中需要動員Ca2+10。還發(fā)現(xiàn)Me JA 的堿化作用與蘭花11和蠶豆12對ABA 反應(yīng)的程度和幅度都很相似。已有實驗表明,Ca 2+信使參與ABA 對氣孔的調(diào)控13。(-JA 和( ABA 在調(diào)控氣孔中的作用機制,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,值得進一步探討。參考文獻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.植物學通報,1996,143(4:38412 T sai FY,Lin CC,Kao CH.A com parative study

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