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植物激素在调控植物的生长发育中扮演着重要作用,并且各种植物激素并非独立发挥作用,不同的植物激素间以协同或拮抗的方式共同调控植物的某一性状。ABA和乙烯是植物内重要的两种激素,二者在调控植物种子的萌发及衰老中都有重要作用。研究人员已经深入研究了ABA和乙烯的信号转导机制,发掘了多个信号组分的功能基因,基本阐明了 ABA和乙烯调控植物生长的机理。报道显示ABA可以影响乙烯的释放,但在植物发育的不同时期,ABA发挥的作用不同。例如番茄果实成熟时期,外源ABA处理可以提高乙烯的释放,促进番茄果实的成熟。但是ABA处理会降低拟南芥幼苗乙烯的释放。因此,研究ABA影响乙烯释放的机理将帮助我们更深入认识其作用和调控的机制。为了鉴定相关的调控因子,我们在拟南芥野生型Columbia(Col-0)材料中筛选了对0.5 μM ABA处理条件下有抗性且乙烯含量变化的突变体。经过筛选,我们获到了种子萌发时对ABA具有抗性,且乙烯释放量降低的突变体abi152。通过图位克隆方法,我们将突变定位在第2号染色体长臂一个大约86 kb大小的区间内。对该区间的DNA测序分析结果表明,基因ABI4的第313个密码子由Trp突变为终止密码子,导致突变体编码的ABI4C端缺失16个氨基酸。同时,还获得了 ABI4的另外两个突变体ab4-102和abi4-103,它们编码的AB14缺失C端的激活区域,是AB14的功能缺失突变体。与我们分离得到的突变体abi4-152的乙烯含量下降不同,突变体abi4-102和abi4-103乙烯释放量高于Col-0。另外,暗中培养4天的幼苗,突变体abi4-102和abi4-103的根和下胚轴长度比Col-0短,突变体abi4-152的根和下胚轴长度比Col-0长。这说明ABI4负调控乙烯的合成。检测突变体中乙烯合成基因的表达显示,与Col-0相比,突变体abi4-102和abi4-103中ACS4和ACS8的表达量是野生型的两倍高,突变体abi4-152中ACS和ACS8的表达量比野生型低。ABA处理降低Col-0中ACS4、ACS8和AC02的表达。ABA处理下,突变体abi4-102和abi4-103中ACS4及ACS8的表达仍高于Col-0,并且ABA处理不能降低突变体abi4-102和abi4-103中ACO2的表达。与基因表达的结果一致,ABA处理降低Col-0的乙烯释放量,而突变体abi4-102和abi4-103对5μMABA的抑制作用不敏感。进·步的染色质免疫共沉淀(ChIP)实验证明ABI4可以结合到ACS4、ACS8和ACO2基因的启动子上,并且ABA处理能增强ABI4与这三个基因启动子的结合。实验证据表明,ABI4在植物体内不稳定,受转录后水平的调控。用蛋白印迹实验检测过表达ABI4的转基因材料OE(OE,ABI4全长过表达)和OEM(OEM,ABI4-152过表达)中ABI4蛋白水平,发现OEM材料中ABI4蛋白水平显著积累。AB14融合GFP的转基因材料中不能检测到荧光信号,而ABI4-152融合GFP的转基因材料中检测到稳定的荧光信号,说明ABI4C端的16个氨基酸负调控ABI4蛋白的稳定性。以上结果说明,突变体abi4-152由于表达更稳定的蛋白,增强了 ABI4抑制乙烯合成的能力,使得乙烯释放降低。这些结果与结合功能缺失突变体的研究结果都表明,ABA通过其下游信号ABI4转录抑制基因表达的作用负调控乙烯的合成。