干旱可誘導植物體內(nèi)脫落酸(ABA)增加,以減少失水,但干旱促進ABA合成的機制尚不明確。研究者發(fā)現(xiàn)一種分泌型短肽(C)在此過程中起重要作用。
(1)C由其前體肽加工而成,該前體肽在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的
核糖體
核糖體
合成。
(2)分別用微量(0.1μmol?L-1)的C或ABA處理擬南芥根部后,檢測葉片氣孔開度,結(jié)果如圖1。據(jù)圖1可知,C和ABA均能夠 降低氣孔開度
降低氣孔開度
,從而減少失水。
?
(3)已知N是催化ABA生物合成的關(guān)鍵酶。研究表明C可能通過促進N基因表達、進而促進ABA合成。圖2中支持這一結(jié)論的證據(jù)是,經(jīng)干旱處理后 C基因缺失突變體中的N基因表達量和ABA含量均顯著低于野生型
C基因缺失突變體中的N基因表達量和ABA含量均顯著低于野生型
。
(4)實驗表明,野生型植物經(jīng)干旱處理后,C在根中表達遠高于葉片;在根部外施的C可運輸?shù)饺~片中。因此設(shè)想,干旱下根合成C運輸?shù)饺~片促進N基因的表達。為驗證此設(shè)想,進行了如下表所示的嫁接實驗(圖3),干旱處理后,檢測接穗葉片中C含量,又檢測了其中N基因的表達水平。以接穗與砧木均為野生型的植株經(jīng)干旱處理后的N基因表達量為參照值,在表中填寫假設(shè)成立時,與參照值相比N基因表達量的預期結(jié)果(用“遠低于”、“遠高于”、“相近”表示)。①遠低于
遠低于
;②相近
相近
。
接穗 |
野生型 |
突變體 |
突變體 |
砧木 |
野生型 |
突變體 |
野生型 |
接穗葉片中N基因的表達量 |
參照值 |
① |
② |
注:突變體為C基因缺失突變體
(5)研究者認為C也屬于植物激素,作出此判斷的依據(jù)是
植物根產(chǎn)生的C能夠運輸?shù)饺~片,微量即可調(diào)節(jié)氣孔開度的變化
植物根產(chǎn)生的C能夠運輸?shù)饺~片,微量即可調(diào)節(jié)氣孔開度的變化
。這一新發(fā)現(xiàn)擴展了人們對植物激素化學本質(zhì)的認識。