水分脅迫是植物生長發(fā)育過程中不可避免的不利因素，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減產(chǎn)的重要因素。植物由于自身限制，當(dāng)遭受逆境環(huán)境時(shí)無法逃避，只能選擇應(yīng)答外界脅迫，因此植物演化出一套復(fù)雜而精密的調(diào)控機(jī)制，來感應(yīng)外部脅迫并傳遞信號，最終在分子、細(xì)胞和整個(gè)植株水平上形成精確反應(yīng)。這種逆境脅迫首先被植物細(xì)胞膜上的感應(yīng)器所感受，然后信號被傳導(dǎo)到下游并且造成第二信使的產(chǎn)生，包括脫落酸（ABA）、過氧化氫(H2O2)和一氧化氮(NO)等。

　　中國科學(xué)院武漢植物園植物水分脅迫生物學(xué)學(xué)科組施海濤博士在產(chǎn)祝龍研究員的指導(dǎo)下，利用反向遺傳學(xué)的方法，研究了擬南芥谷氨酸羧肽酶AMP1在ABA介導(dǎo)的植物干旱脅迫中的作用。首先通過對AMP1的基因表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)ABA可以特異地下調(diào)AMP1基因的表達(dá)。進(jìn)一步分離了該基因失活的突變體amp1-1，發(fā)現(xiàn)該突變體在正常情況和干旱脅迫下激活了部分ABA信號下游基因的表達(dá)，激活了抗氧化酶的活性而減少H2O2的含量，增加脯氨酸的合成，從而表現(xiàn)為較強(qiáng)的抗旱性。研究結(jié)果鑒定了ABA介導(dǎo)的脅迫反應(yīng)中的一個(gè)新成員-AMP1，從而有助于ABA對植物脅迫抗性的分子機(jī)理研究。

　　研究結(jié)果以ArabidopsisALTEREDMERISTEMPROGRAM1negativelymodulatesplantresponsestoabscisicacidanddehydrationstress為題，在植物學(xué)國際期刊PlantPhysiologyandBiochemistry(67:209-216)上發(fā)表。

　　該研究獲得中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”、知識創(chuàng)新工程（No.54Y154761O01076）和國家自然科學(xué)基金（No.31200194）的支持。

 論文摘要

　Arabidopsis ALTERED MERISTEM PROGRAM 1 negatively modulates plant responses to abscisic acid and dehydration stress

Abscisic acid (ABA) is an important signaling molecule with multiple biological functions in seed germination, plant development and stress responses. ALTERED MERISTEM PROGRAM 1 (AMP1), encoding a putative glutamate carboxypeptidase, is involved in plant growth, morphogenesis and seed dormancy. In this study, we assigned new role for AtAMP1 in ABA signaling and dehydration stress. AtAMP1 was transcriptionally down-regulated by ABA. Loss-of-function mutant of AtAMP1 (amp1-1, encoding a premature stop codon in AtAMP1) resulted in hypersensitive phenotypes toward ABA-mediated seed germination and primary root elongation. The amp1-1 mutant also exhibited enhanced dehydration resistance, as evidenced by the changes of electrolyte leakage (EL), water loss rate and survival rate. Notably, the amp1-1 lines exhibited higher expression levels of ABA-responsive genes (RAB18, RD29A and RD29B), higher concentration of proline and lower reactive oxygen species (ROS) levels (H2O2 and ) after ABA and dehydration treatments than those of wild type. Taken together, these observations indicated a negative role for AtAMP1 in ABA-mediated seed germination, seedling development and dehydration stress response.

作 者：Haitao Shia, Tiantian Yea, b, Yanping Wanga, Zhulong Chana,
期刊名稱： Plant Physiology and Biochemistry-
期卷頁： 第卷 第期 頁
學(xué)科領(lǐng)域：生命科學(xué) ? 植物學(xué) ? 植物生理與生化
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原文鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942813001174
DOI： 10.1016/j.plaphy.2013.03.016
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