玉米葉片細(xì)胞壁過(guò)氧化物酶在ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用.pdf

1、脫落酸（abscisic acid，ABA）是一種重要的植物激素，在植物生長(zhǎng)、發(fā)育以及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)中，參與調(diào)節(jié)多種生理反應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)。促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK）是真核細(xì)胞中普遍存在的信號(hào)組分，由逆境脅迫、細(xì)胞因子、植物激素、生長(zhǎng)因子等誘導(dǎo)，已知許多蛋白激酶參與了ABA信號(hào)途徑。已有的研究結(jié)果表明ABA能夠誘導(dǎo)過(guò)氧化氫（hydrogen peroxide，H2O2）

2、的產(chǎn)生和ZmMPK5的活化。細(xì)胞壁過(guò)氧化物酶（cell wall peroxidase，CWPOD）是一種含鐵的血紅素蛋白質(zhì)，是植物細(xì)胞產(chǎn)生H2O2的重要酶源之一。目前有關(guān)它的研究多存在其在細(xì)胞壁的硬化和重金屬脅迫誘導(dǎo)等方面，而有關(guān)ABA信號(hào)途徑中，有關(guān)其與H2O2信號(hào)放大和ZmMPK5活化的關(guān)系，特別是CWPOD與ZmMPK5活化之間的關(guān)系，目前尚未見(jiàn)報(bào)道。為此本研究以玉米（Zea mays L.）幼苗葉片為材料，應(yīng)用組織化學(xué)和生物化

3、學(xué)、酶活性分析和免疫沉淀凝膠激酶相結(jié)合的手段，進(jìn)一步研究了玉米CWPOD是否參與ABA誘導(dǎo)的玉米葉片H2O2產(chǎn)生，及其在ABA信號(hào)通路中與MAPK和H2O2之間的相互關(guān)系。主要研究結(jié)果如下：
　　 100μMABA處理后，相對(duì)于對(duì)照組，玉米葉片CWPOD活性在ABA處理后30 min左右上升，在75 min左右達(dá)到最大值后開(kāi)始下降，即外源ABA能夠誘導(dǎo)CWPOD酶活性的提高。
　　 DAB在過(guò)氧化物酶的催化下能與H2O2

4、反應(yīng)生成深棕色的多聚化合物，本研究用DAB染色檢測(cè)H2O2的變化來(lái)揭示CWPOD在外源ABA誘導(dǎo)H2O2產(chǎn)生中的作用。從組織化學(xué)圖片中可以看出，外源ABA處理能迅速引起H2O2的大量積累。通過(guò)分別采用CWPOD的兩種抑制劑NaN3和KCN預(yù)處理后再用ABA誘導(dǎo)，以觀察他們對(duì)ABA誘導(dǎo)的玉米葉片H2O2積累的影響。結(jié)果表明不同濃度的兩種抑制劑（0.1，0.5，1.0 mM）均對(duì)ABA誘導(dǎo)的H2O2積累有一定的抑制作用，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，

5、抑制效果越為明顯。
　　 為進(jìn)一步探討H2O2積累與CWPOD的關(guān)系，本研究使用H2O2的兩種清除劑CAT和DMTU預(yù)處理后經(jīng)ABA誘導(dǎo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CWPOD的活性明顯受到抑制，而采用外源H2O2處理卻能使CWPOD活性增加，可以推測(cè)ABA可能是通過(guò)增加CWPOD活性來(lái)誘導(dǎo)H2O2積累，而積累的H2O2又可能來(lái)活化CWPOD，進(jìn)一步放大H2O2信號(hào)。
　　 為探討ABA信號(hào)通路中CWPOD和ZmMPK5的關(guān)系，本研究采用了

6、免疫沉淀凝膠激酶和酶活分析的手段。用CWPOD抑制劑NaN3和KCN預(yù)處理再用H2O2誘導(dǎo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CWPOD抑制劑明顯地抑制了它們的活化，而MAPKK專一性抑制劑PD98059和U0126預(yù)處理明顯地抑制了H2O2誘導(dǎo)的的CWPOD活性增加。當(dāng)用CWPOD抑制劑處理后再用ABA誘導(dǎo)，CWPOD抑制劑預(yù)處理也在一定程度上抑制了ZmMPK5的活化，而且MAPKK專一性抑制劑PD98059和U0126預(yù)處理也能明顯地抑制ABA誘導(dǎo)的CWPO