ABA影响植物体细胞胚胎发生及其在环境信号转导中的作用

高等植物的个体发育从受精开始，通过细胞增大、分裂、分化和凋亡；经过胚胎发生，器官形成等事件，形成一个非常复杂而有序的过程，其形态建成过程既受控于生物个体的基因型，也是其内在遗传机制同环境条件相互作用的结果。研究表明，重要的调控因子的形成和相互作用与环境存在密切相关性。这种控制不仅决定了基因表达的数量，而且决定了基因表达的时空秩序性。其中，植物激素在植株发育和形态建成过程中起着必不可少的作用。本申请拟在现有基础上，以胡萝卜和水稻为模式材料，以植物激素ABA为主要研究对象，利用胡萝卜体细胞胚调控培养体系，研究ABA在植物种子萌发和胚胎发生中的合成、运输和识别，乃至相关调控网络，逐步认识ABA参与植物形态建成和环境信号应答的分子机制。

利用胡萝卜体细胞胚调控培养系统，获得同步生长的体细胞胚，分离获得胡萝卜bZIP类转录因子CAREB1和CAREB2, 利用ABA合成抑制剂Fluridone研究ABA在胡萝卜体细胞胚发生过程中的调控作用， 研究表明植物激素ABA通过bZIP类转录因子CAREB1调控胡萝卜体细胞胚发生过程。构建带有生长素和ABA应答元件的报告基因表达载体，转化胡萝卜胚并利用GUS和GFP对胡萝卜体细胞胚内源生长素和ABA合成和运输过程进行分析。以水稻为材料，利用ABA免疫抗体对ABA在水稻幼胚中的分布进行了研究，从水稻中分离获得与ABA受体PYR1蛋白立体结构高度相似的ARL1和ARL2，研究表明ARL1可以与ABA结合， FRET实验表明ARL1与PP2C1之间在靠近细胞膜的位置存在着相互作用，由此完成ABA信号转导过程。通过对水稻bZIP转录因子基因家族的功能研究分析发现，植物激素ABA信号通过调节bZIP基因的表达介导植物的干旱胁迫耐受性，而不同水稻 bZIP成员可能通过不同的磷酸化途径参与ABA信号转导通路。由此，我们分别从植物激素ABA信号的感知、转导以及介导形态建成和环境应答等方面进行了探索，部分工作还有待进一步深入。