PLDα1在擬南芥根毛生長及ABA和NaC1處理下主根伸長中作用的研究.pdf

1、磷脂酶D及其水解產(chǎn)物磷脂酸在植物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中具有重要作用，包括參與調(diào)控植物生長發(fā)育，如根毛的發(fā)生及生長、花粉管的萌發(fā)及伸長；介導(dǎo)植物對外界環(huán)境的響應(yīng)，如鹽脅迫、滲透脅迫、病原微生物感染等；參與多種植物激素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，如脫落酸、生長素等。目前已有研究證實PLDα1是ABA誘導(dǎo)擬南芥氣孔關(guān)閉過程中一個不可缺少的因素，PLDα1的缺失導(dǎo)致氣孔關(guān)閉對ABA處理不敏感。但是PLDα1在植物根系響應(yīng)ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈中的作用尚未見報道。此外，外施P

2、LD抑制劑抑制了根毛的發(fā)生和生長，但未見在突變體中驗證PLDα對于高等植物根毛發(fā)育的確切機(jī)制。本文以擬南芥PLDα1突變體（pldα1）和野生型（WT，Columbia生態(tài)型）為材料初步研究了PLDα1在植物根系響應(yīng)ABA、鹽脅迫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用以及PLDα1調(diào)控擬南芥根毛發(fā)育的機(jī)制。
　　 我們首先探討了PLDα1在擬南芥根毛尖端生長中的作用。結(jié)果顯示：pldα1突變體根毛長度小于WT，根毛尖端ROS和Ca2+濃度低于WT。p

3、ldα1突變體和野生型之間根毛密度沒有顯著差異。據(jù)此推測，PLDα1很可能是通過調(diào)控根毛尖端ROS的生成，影響Ca2+濃度梯度的形成和維持來調(diào)控根毛的尖端生長的，而與根毛的發(fā)生沒有直接關(guān)系。
　　 我們研究了PLDα1在ABA抑制擬南芥主根伸長過程中的作用，發(fā)現(xiàn)在ABA處理下，pldα1突變體主根伸長受抑制程度小于野生型。我們采用3H標(biāo)記的PC測定了根系PLDα1活性，實驗結(jié)果顯示，根系PLDα1活性在ABA處理下大幅度升高；用

4、H2DCF-DA作為胞內(nèi)ROS的熒光探針載入擬南芥根細(xì)胞原生質(zhì)體，用激光共聚焦顯微鏡檢測根細(xì)胞原生質(zhì)體中ROS含量，實驗結(jié)果顯示，根細(xì)胞原生質(zhì)體中ROS含量在ABA處理下升高，pldα1突變體升高程度小于WT。同樣以根細(xì)胞原生質(zhì)體為材料，用HO2·/O2-特異性染料XTT測定NADPH氧化酶產(chǎn)生的HO2·/O2-來表示NADPH氧化酶的活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)根系NADPH氧化酶活性在ABA處理下升高，pldα1突變體升高程度小于WT；外源加入1

5、0μmol/LPA后pldα1突變體NADPH氧化酶活性顯著升高，升高程度大于WT。外源加入H2O2可誘導(dǎo)WT和pldα1，主根伸長都受到抑制，且二者差異不明顯。這些結(jié)果表明，PLDα1產(chǎn)生的PA通過激活NADPH氧化酶產(chǎn)生ROS介導(dǎo)ABA調(diào)控的擬南芥主根伸長過程。
　　 我們還探討了PLDα1在NaCl處理下擬南芥主根伸長中的作用。發(fā)現(xiàn)在NaCl處理下，pldα1突變體主根伸長受抑制程度大于野生型；外源施加PA緩解pldα1突

6、變體主根伸長所受的抑制。我們采用3H標(biāo)記的PC測定了根系PLDα1活性，實驗結(jié)果顯示，根系PLDα1活性在NaCl處理下大幅度升高。提取根細(xì)胞原生質(zhì)體，用H2DCF-DA作為胞內(nèi)ROS的熒光探針標(biāo)記擬南芥根細(xì)胞原生質(zhì)體，用熒光顯微鏡檢測根細(xì)胞原生質(zhì)體中ROS含量，實驗結(jié)果顯示，根細(xì)胞原生質(zhì)體中ROS含量在NaCl處理下升高，pldα1突變體升高程度小于WT；外源施加DPI處理后WT和pldα1突變體根細(xì)胞原生質(zhì)體中ROS含量在NaCl處