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脱落酸(ABA)是植物体内具有广泛生理作用的一种植物激素,其最重要的生理功能之一为调控气孔运动,表现为诱导气孔关闭以及抑制气孔开张。一氧化氮(NO)是植物体内一种重要的信号分子,参与了植物多种生理过程。最近研究证明NO是保卫细胞信号转导的新成员。植物异三聚体G蛋白介导的细胞信号转导是植物细胞信号转导机制中最为保守的信号转导机制之一。大量的实验结论已经阐明了ABA调节气孔关闭机制,同时证实部分G蛋白信号组分蛋白以及NO参与了ABA调控气孔运动过程,但关于其他G蛋白信号组分蛋白在ABA信号转导途径中的功能却知之较少,且G蛋白在保卫细胞NO信号转导途径中的功能还未见报道。本文以拟南芥野生型Col以及AtGPA1、AtAGB1、AtGPA1/AtAGB1、AtRGS1、AtGCR1、AtRACK1蛋白缺失突变体gpa1-4、agb1-2、αβ36、rgs1-2、gcr1-5、rack1为研究材料,利用表皮条生物分析和荧光显微技术探讨了G蛋白参与保卫细胞NO和ABA信号转导中的功能,主要研究结果总结如下:1)野生型拟南芥表皮经30μmol/LABA处理后气孔关闭,证明外源ABA诱导了野生型拟南芥气孔关闭。在此过程中,gpa1-4对ABA不敏感,说明AtGPA1介导了ABA对气孔关闭的诱导作用;rgs1-2、gcr1-5对ABA敏感,我们推测AtRGS1和AtGCR1蛋白在AtGPA1介导的ABA诱导拟南芥气孔关闭信号转导途径中起负调控功能;agb1-2、rack1对ABA敏感,结合本实验室前人的研究结果推测Gβ亚基、AtRACK1蛋白在触发ABA合成过程中可能起到负调控作用。2)外源ABA可以抑制野生型拟南芥气孔开张运动。在此过程中,gpa1-4、agb1-2对ABA敏感,αβ36双突变体对ABA不敏感,说明AtGPA1和AtAGB1共同介导了该过程,且二者可能是ABA下游两个平行信号转导途径中的组分;rgs1-2、gcr1-5对ABA敏感,我们推测AtGCR1和AtRGS1蛋白在AtGPA1介导的ABA抑制拟南芥气孔开张过程中起负调控作用。rack1能够响应ABA,再次证明AtRACK1蛋白在触发ABA合成过程中可能起负调控作用。3)野生型拟南芥表皮经50μmol/L SNP(NO供体)处理后气孔关闭,说明外源NO可以诱导野生型拟南芥气孔关闭。在此过程中,gpa1-4对NO敏感,推测AtGPA1蛋白可能位于NO上游;rgs1-2、gcr1-5对NO不敏感,据此推测AtGCR1和AtRGS1蛋白参与了NO诱导气孔关闭过程,并可能起着正调控作用;agb1-2、rack1对NO敏感,推测AtAGB1和AtRACK1蛋白在NO诱导气孔关闭过程中可能发挥负调控作用。4)外源NO抑制了野生型拟南芥气孔开张运动,对所有突变体亦产生相同的效应,说明G蛋白没有参与NO抑制气孔开张过程,或者是在该过程中起着负调控作用。5) ABA、NO促进气孔关闭和抑制气孔开张均是由不同的机制或程序所控制的,而不是简单的互逆过程,并且其中的信号转导组分也不完全相同。6) GPA1、AGB1蛋白参与了ABA诱导的拟南芥保卫细胞NO合成过程。其中,RGS1可能起正调控功能,GCR1、RACK1可能发挥负调控作用。