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1、一、引言：胁迫激素的概述 二、ABA和胁迫信号转导 三、乙烯和胁迫信号转导 四、激素和植物的抗逆性,提 纲,一、引言：胁迫激素的概述,主要内容,（一） 胁迫和胁迫激素 （二）胁迫激素的功能 （三）研究激素功能的遗传学方法,植物“固定不动”的生长习性，一生绝大部分时间是生活在不利的环境中，如干旱、温度、盐、病害等。 世界干旱和半干旱地区面积占世界总面积1/3，而我国占据1/2,植物如何适应环境胁迫？,Stress tolerance is critical for crop production,ABA,ABA, Ethylene,ABA,植物抗性形成,植物株型 离子平衡 生长发育 基因表达,胁
2、迫激素： ABA,伤害激素： 乙烯,其它激素： JA, SA,胁迫激素作用,主要内容分析,合成及其调控 功能及其机制 激素间的互作,主要内容,（一） 胁迫和胁迫激素 （二）胁迫激素的功能 （三）研究激素功能的遗传学方法,Cheng, W.-H., et al. Plant Cell 2002;14:2723-2743,ABA合成缺失对生长的影响,The triple response to ethylene,6-day-old etiolated pea seedlings of grown for 2 days in air supplemented with ethylene,主要内容,（
3、一） 胁迫和胁迫激素 （二）胁迫激素的功能 （三）研究激素功能的遗传学方法,主要内容,1. ABA （1）萌发；（2）气孔反应； （3）ABA反应基因 2. 乙烯 （1）三重反应；（2）乙烯拮抗剂,遗传学方法,Gosti, F., et al. Plant Cell 1999;11:1897-1910,Phenotypic Criteria Used for the Mutant Screen,气孔开度（mm）,WT,mutant,mutant,WT,WT,mutant,cold4/aba2,RD29A promoter,LUC,Screening for gene regulation mu
4、tants by bioluminescence imaging,ABA反应的基因,ABRE,A,F,D,B,E,C,los5-1,los5-1,WT,WT,los5-1,WT,los5-1aba3,Cold,ABA,NaCl,Hua, J., et al. Plant Cell 1998;10:1321-1332,Ethylene-Insensitive Phenotypes of ein4 and ers2 Mutants,二、 ABA和胁迫信号转导,主要内容之例一：,主要内容,（一） ABA合成及其调控 （二） ABA信号转导途径 （三） ABA与及它激素的作用,Hetherington
5、 (1998) Cur. Biol.,ABA合成部位和如何运输？,Xiong, L., et al. Plant Cell 2002;14:165-S183,植物如何合成ABA？,（1） 胁迫调节：ZEP，NCED，ABA3和AAO （2） ABA正向反馈：ZEP，ABA3和AAO,如何调节ABA合成途径？,（1） ABA水平的变化 （2） ABA代谢：降解、结合物合成,植物为什么代谢ABA，如何代谢？,主要内容,（一） ABA合成及其调控 （二） ABA信号转导途径 （三） ABA与及它因子的互作,主要内容,ABA信号转导的重要成分 受体；第二信使；反应 2. ABA重要生理功能的机制 气孔
6、反应；基因表达,ABA信号转导途径,Abscisic acid in bloom？,细胞如何感受ABA？,寻找ABA的历程？,主要内容（1）,ABA受体：GCR2, G蛋白偶联的受体,Ca2+作为第二信使调节气孔运动,Ca2+,ABA,气孔关闭,调控的反应器？,Ca2+,ABA,气孔关闭,Membrane potential (mV),K+,ABA,是否有其它第二信使分子？,Ca2+,ABA,气孔关闭,H2O2,IP3,气孔运动的分子机制,主要内容（2）,ABA调节气孔运动机制,ABA调节基因表达,主要内容（2）,Wang PC, et al. J Integrative Plant Biol
7、ogy, 2006,ABA顺式作用元件,ABA反应的基因,EmBP-1,ABA反应基因的顺式作用元件,ABA顺式作用元件(ABRE)，G-box的基序：CACGTG,ABA抑制基因表达的染色质重塑分子机制,Song CP and Galbraith DW, Plant Mol. Biol. 2006,组蛋白去乙酰化反应,主要内容,（一） ABA合成及其调控 （二） ABA信号转导途径 （三） ABA与其它因子的互作,ABA和气孔反应,Beaudoin, N., et al. Plant Cell 2000;12:1103-1116,ABA和乙烯,abi1-1,ein2-45,ACC,ABA/G
8、A比例调控种子休眠,GA缺陷型的回复突变,ABA缺陷型突变,三、乙烯和胁迫信号转导,主要内容,（一）乙烯生物合成和调节 （二）乙烯信号转导 （三）乙烯和非生物胁迫,Wang, K. L.-C., et al. Plant Cell 2002;14:131-S151,乙烯合成途径和调节,乙烯合成途径的关键步骤,MET,SAM,乙烯,ACC,多胺,SAMS,ACS,ACO,主要内容,（一）乙烯生物合成和调节 （二）乙烯信号转导 （三）乙烯和非生物胁迫,Wang, K. L.-C., et al. Plant Cell 2002;14:131-S151,乙烯信号转导途径的模式图,乙烯感受,胞质内信号
9、转导,核内信号转导,乙烯信号转导途径的模式图,乙烯,ERF1,ETR1,ETR1,ERS1,ERS2,EIN4,CTR1,EIN3/EILs,拟南芥乙烯信号转导模式图,主要内容,（一）乙烯生物合成和调节 （二）乙烯信号转导 （三）乙烯和非生物胁迫,主要内容,乙烯的生物合成：机制和调节 2. 乙烯信号转导 3. 乙烯和非生物胁迫,Masaru Ohme-Takagi et,al. Plant Cell Physiol.41(11),乙烯和植物抗病反应,Susan Y et al. The Plant Cell, Vol. 12, 393404, March 2000,乙烯和植物非生物胁迫反应,W
10、ang, K. L.-C., et al. Plant Cell 2002;14:131-S151,Interactions among Ethylene, JA, and SA in Abiotic Stresses,四、激素和植物抗逆性：从实验室到大田,Fujita, Y., et al. Plant Cell 2005;17:3470-3488,Enhanced Drought Tolerance in 35S-AREB1dQT Plants,烟草中超表达pvNCED,Tang et al. Plant Physiology, June 2005, vol. 138, pp. 1018-
11、1026,Regulation of Plant Disease Resistance, Stress Responses, Cell Death, and Ethylene Signaling in Arabidopsis by the EDR1 Protein Kinase,Modulation of Ethylene Responses Affects Plant Salt-Stress Responses,Cao et al. Plant Physiology, February 2007, Vol. 143, pp. 707719,Effect of antisense-oxidas
12、e genes on ripening and spoilage of tomato fruits,在开始成熟时采摘，室温下贮藏3周 左：转反义EFE基因的果实，其乙烯生成量为正常量的5，果实可以完全成熟，但不会过度成熟和腐败 右：野生型的果实,主要文献,Fedoroff NV. Cross-talk in abscisic acid signaling. Sci STKE. 2002，9;2002(140):RE10 Xiong et al., Cell signaling during cold, drought, and salt stress. Plant Cell 2002;14:165-S183,谢 谢!,