乙烯在水稻缺鐵信號(hào)途徑中的功能研究.pdf

1、鐵是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中重要的營(yíng)養(yǎng)元素。雖然鐵在土壤中含量豐富，由于有效性較低，植物缺鐵的情況相當(dāng)普遍。為了應(yīng)對(duì)土壤鐵營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足的狀況，植物進(jìn)化出了一套復(fù)雜的生理和發(fā)育適應(yīng)機(jī)制，這個(gè)過(guò)程同時(shí)受局部和系統(tǒng)信號(hào)的精確調(diào)控，深入了解植物缺鐵信號(hào)調(diào)控機(jī)制對(duì)于改善植物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)具有重要意義。
　　 植物對(duì)缺鐵的適應(yīng)機(jī)制包括了機(jī)制I和機(jī)制II二種。前人研究表明，乙烯參與調(diào)節(jié)機(jī)制I植物中的缺鐵反應(yīng)，但不參與機(jī)制II植物缺鐵反應(yīng)。典型的禾本科植物

2、通常只具有機(jī)制II鐵吸收方式，但水稻是唯一的一種除典型的機(jī)制II鐵吸收方式外，還同時(shí)能通過(guò)類(lèi)似機(jī)制I的方式吸收二價(jià)鐵。本研究發(fā)現(xiàn)，水稻缺鐵后會(huì)誘導(dǎo)乙烯合成的增加。乙烯合成前體ACC處理能夠快速誘導(dǎo)缺鐵響應(yīng)基因OsIRO2，OsIRT1，OsYSL15，OsNAS1和OsNAS2的表達(dá)，乙烯作用抑制劑則能抑制這些基因的表達(dá)，結(jié)果表明乙烯同時(shí)調(diào)節(jié)兩種吸收機(jī)制。通過(guò)對(duì)OsIRO2干涉株系的研究發(fā)現(xiàn)乙烯對(duì)Fe(III)相關(guān)基因OsYSL15、O

3、sNAS1和OsNAS2的誘導(dǎo)依賴(lài)于OsIRO2的活性。進(jìn)一步延長(zhǎng)ACC處理使得水稻缺鐵的耐受性增加。而大麥缺鐵后乙烯合成并沒(méi)有變化，缺鐵響應(yīng)基因也不受乙烯的影響。結(jié)果表明乙烯在水稻缺鐵反應(yīng)中的作用可能是機(jī)制II植物中的特例。
　　 乙烯不僅參與缺鐵反應(yīng)調(diào)控，還參與了植物缺磷信號(hào)反應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)，水稻在缺磷條件下乙烯的釋放量顯著減少，但缺磷并沒(méi)有抑制乙烯合成基因的表達(dá)，缺磷水稻植株轉(zhuǎn)回到正常供磷的營(yíng)養(yǎng)液后，短時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)乙烯的