拟南芥磷酸肌醇-5-磷酸酶(5PTase)参与叶片衰老调控的研究

来源 :中国科学院上海生命科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:danyuhong
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磷脂酰肌醇信号转导途径广泛参与植物生长发育的调控,该途径中的多磷酸肌醇-5-磷酸酶(5PTase)家族已经被证明参与了植物细胞的微管形成,光形态建成,激素作用等重要生理过程。通过对拟南芥5ptl5pt25pt35pt13(fm)多突变的遗传学研究,进一步证明了多磷酸肌醇-5-磷酸酶家族参与了叶片衰老的调控。   fm突变体相较对照提前两周出现叶片的黄化,叶肉细胞的叶绿素含量下降,光系统II光化学效率下降,细胞膜离子泄露率上升,此外,衰老相关基因也提前表达。进一步观察分析表明,以Ins(1,4,5)P3为催化底物的5PT成员产生的多突变才表现出叶片早衰,并且早衰的程度与突变基因的数目相关,而且Ins(1,4,5)P3的直接下游钙离子被螯合后,突变体早衰的表型可以得到恢复,这些结果表明Ins(1,4,5)P3-Ca2+是引起植物早衰的主要原因。   随着叶龄的增加,fm中的ABA响应基因KIN2,COR15相较对照提前表达,表明fm体内ABA信号被提前激活,提前激活的ABA信号模拟了植物面临胁迫的状态,导致fm在正常生长条件下出现叶片提前衰老。fm叶片内ABA合成关键酶基因ABA1,ABA2,ABA3,AA03和NCED3的表达模式发生明显改变,暗示fm体内ABA的合成可能发生改变,表明5PT对于ABA的合成可能具有调控作用。此外,加叶片在ABA诱导下可积累更多的H202,并且fm叶片内衰老相关转录因子WRKY6,WRKY53的表达发生改变,表明fm出现的早衰是多种因素共同作用的结果。这些结果证明了5PT可能通过其底物Ins(1,4,5)P3-Ca2+调节ABA信号以调控植物衰老,也为叶片衰老的调控研究提供了新线索。
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