周質(zhì)微管與ABA參與擬南芥幼苗細(xì)胞生長(zhǎng)的研究.pdf

1、微管（Microtubule，MTs）和脫落酸（abscisic acid，ABA）都在多個(gè)階段參與調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育。微管列陣的變化主要由微管結(jié)合蛋白（ Microtubule-associated proteins, MAPs）調(diào)控，但是ABA和MTs之間是否存在互作，缺乏明確的證據(jù)。如果存在的話，其具體的機(jī)制也未被闡明。為了解析ABA與MTs在植物生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控過程中潛在的分子聯(lián)絡(luò)機(jī)制，本文以擬南芥ABA相關(guān)突變體（sad2-2、ab

2、a3、abi1,2、abi4和 abi5）為實(shí)驗(yàn)材料分別從表型、細(xì)胞學(xué)和分子水平進(jìn)行篩選比較，以期找出ABA和MTs互作的潛在影響因子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　?。?）表型分析（根伸長(zhǎng)生長(zhǎng)）結(jié)果：將在MS培養(yǎng)基上生長(zhǎng)7天的擬南芥倒置培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)倒置后根日平均生長(zhǎng)速率，野生型為3.58 mm/d，ABA超敏感突變體sad2-2為4.40 mm/d，ABA合成缺失突變體aba3為0 mm/d，ABA不敏感突變體abi1,2、abi4和abi5

3、分別為3.57 mm/d、3.71 mm/d和3.96 mm/d。將在MS培養(yǎng)基上生長(zhǎng)7天的擬南芥轉(zhuǎn)移到添加0.3μmol/L微管特異性破壞藥物黃草消（oryzalin）的MS培養(yǎng)基上倒置培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)倒置后根日平均生長(zhǎng)速率，野生型為3.66 mm/d，突變體sad2-2為5.26 mm/d，突變體aba3為0 mm/d，ABA不敏感突變體abi1,2、abi4、abi5分別為3.66 mm/d、4.18mm/d和4.01mm/d。將在MS

4、培養(yǎng)基上生長(zhǎng)7天的擬南芥轉(zhuǎn)移到添加1μmol/L微管特異性穩(wěn)定藥物紫杉醇（taxol）的MS培養(yǎng)基上倒置培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)倒置后根日平均生長(zhǎng)速率，野生型為3.19 mm/d，突變體sad2-2為4.57 mm/d，突變體aba3為0.89 mm/d。
　　綜合以上結(jié)果，ABA超敏感的sad2-2突變體根伸長(zhǎng)過程對(duì)oryzalin不敏感，對(duì)taxol不敏感，ABA合成缺失突變體aba3對(duì)taxol敏感，說明ABA的存在影響了擬南芥根的伸長(zhǎng)生

5、長(zhǎng)。對(duì)ABA不敏感突變體的篩選發(fā)現(xiàn)abi4對(duì)oryzalin敏感。
　?。?）激光共聚焦檢測(cè)ABA相關(guān)突變體的微管列陣，結(jié)果如下：sad2-2突變體微管列陣相比于野生型表現(xiàn)較強(qiáng)的綠色熒光，排列較為致密，但排列走向均為與生長(zhǎng)軸方向垂直的方向排布，而突變體 aba3的微管呈彌散狀解聚或傾斜排列。在使用0.3μmol/L oryzalin處理1 h后觀察發(fā)現(xiàn)野生型微管出現(xiàn)明顯解聚，而sad2-2的微管則解聚不明顯，突變體aba3則仍呈現(xiàn)

6、彌散狀解聚。使用1μmol/L taxol處理1h后觀察發(fā)現(xiàn)，野生型微管出現(xiàn)典型的呈束狀排列的微管列陣，而 sad2-2則仍然保持與未處理相似的與生長(zhǎng)軸方向垂直的方向排布的列陣，突變體aba3則出現(xiàn)與野生型類似的呈束裝排列的微管列陣。對(duì)ABA不敏感突變體abi4的觀察發(fā)現(xiàn)，野生型與abi4突變體微管多數(shù)呈橫向排列。加入0.3μmol/L oryzalin處理后，野生型微管出現(xiàn)解聚，突變體abi4部分出現(xiàn)斜向排列，大部分仍為橫向排列。對(duì)a

7、bi4突變體下胚軸細(xì)胞微管骨架列陣觀察發(fā)現(xiàn)：對(duì)照組中野生型與 abi4突變體微管多呈橫向排列。加入0.3μmol/L oryzalin處理后野生型微管出現(xiàn)部分斜向（73％）排列的微管，abi4仍多數(shù)呈橫向排列。taxol處理后野生型多數(shù)呈橫向排列，abi4出現(xiàn)斜向（67%）排列排列的微管。
　　綜合以上結(jié)果說明：sad2-2和aba3組中，突變體aba3對(duì)oryzalin不敏感，而對(duì)taxol敏感，說明內(nèi)源ABA的含量影響了擬南芥

8、根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，并且此過程有微管的參與。ABA不敏感突變體中abi4對(duì)oryzalin不敏感。
　?。?）根據(jù)TAIR數(shù)據(jù)庫資料（微管結(jié)合蛋白MAP18的表達(dá)受ABA的調(diào)控），采用Real-time PCR技術(shù)分析目標(biāo)蛋白MAP18編碼基因的轉(zhuǎn)錄水平，選用在MS培養(yǎng)基上生長(zhǎng)7天的擬南芥突變體幼苗，使用5μmol/L ABA處理2h后，對(duì)其進(jìn)行了Real-time PCR檢測(cè)結(jié)果如下：突變體abi1,2、abi5、sad2-2和aba

9、3的MAP18基因表達(dá)量比野生型分別上調(diào)了2.95倍、1.98倍、2.45倍和3.97倍；而突變體abi4的MAP18基因表達(dá)量比野生型下降了，為野生型的0.6倍。ABA處理后野生型為對(duì)照組野生型的0.49倍，突變體abi1,2、abi5、sad2-2和aba3的MAP18基因表達(dá)量分別為對(duì)照組野生型的2.82倍，1.89倍，2.13倍和2.50倍；突變體abi4的MAP18基因表達(dá)量為對(duì)照組野生型的0.51倍。
　　綜合以上表型