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植物的顶端分生组织是植物各种组织器官发育的源泉,在植物的茎顶端分生组织和根尖分生组织中存在着一群特殊的细胞叫做干细胞。干细胞具有有丝分裂不旺盛但可以不断自我更新的特征。拟南芥WUS-CLV所形成的反馈调节环参与调控茎顶端分生组织干细胞的发育以并且维持顶端分生组织干细胞的动态平衡。已经有大量的研究表明植物激素参与调控干细胞的发育过程,包括生长素和细胞分裂素。然而关于ABA与茎顶端分生组织干细胞的发育的研究还鲜有报道。ABA作为一种重要的植物激素,不仅参与了植物的生长发育过程,包括胚胎发育,种子休眠和萌发,以及植株的生长和衰老,而且ABA对植物抵抗非生物胁迫具有至关重要的作用。
本文通过对实验室WUS基因功能获得性突变体sef的研究发现,sef突变体种子萌发对外源ABA超敏感。而且外源施加ABA处理检测sef突变体中ABA响应基因的变化发现,ABA信号途径中受ABA诱导表达的基因的表达量明显要高于野生型。我们同时发现clv3-2突变体种子萌发也是对ABA超敏感的,而且检测ABA相关基因的变化发现clv3-2突变体中ABA响应基因的表达模式与sef突变体非常相似,这表明WUS基因可能是ABA信号途径的正调控因子。通过染色体免疫共沉淀和酵母单杂实验我们证明了WUS蛋白可以直接结合到ABA信号途径中的负调控因子ABI1和HAB1基因的启动子区,进一步通过原生质体瞬时转化实验表明WUS可以抑制ABI1和HAB1/基因的表达.此外,利用雌二醇处理pga6-1突变体诱导表达WUS基因也证明了WUS可以抑制爿ABI1和HAB1基因的表达。这说明WUS通过抑制ABA信号途径中的负调控因子ABI1和HAB1的表达来促进ABA信号。对sef abi1-1/双突变体表型分析发现,sef abi1-1双突变体对ABA不敏感,即表现出abi1-1突变体的表型。通过遗传杂交实验进一步证明了WUS位于ABI1基因的上游,通过外源施加ABA发现ABA可以抑制拟南芥茎顶端分生组织的生长,并且可以抑制WUS的表达,而ABA信号途径不敏感突变体abi1-1和ABA合成途径中的突变体aba2-3的茎顶端分生组织要大于野生型,说明ABA可以抑制茎顶端的生长发育而且可能是通过抑制WUS的表达来完成的。综上所述,WUS基因通过直接抑制ABI1和HAB1的表达正调控ABA信号,而ABA信号可能反馈抑制WUS基因的表达,我们的研究发现WUS基因和ABA信号之间可能存在着反馈调节的作用。