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2012 年 第57 卷 第33 期：3147 ~ 3153 《中国科学》杂志社 论 文 SCIENCE CHINA PRESS ATHK1 位于过氧化氢下游并通过调节钙通道介导保卫 细胞ABA 信号转导 ①② ①② ①②* 吕东 , 王伟 , 苗琛 ① 棉花生物学国家重点实验室, 开封 475004; ② 河南大学植物逆境生物学重点实验室, 开封 475004 * 联系人, E-mail: miaochen928@ 2012-01-25 收稿, 2012-04-09 接受 国家重点基础研究发展计划(2012CB114301)和国家自然科学基金资助 摘要 植物通过不断进化增强对环境中水分缺乏的抵抗能力. 脱落酸在植物干旱和渗透胁迫 关键词 反应中起到重要的作用. 组氨酸激酶也被认为是作为感受子和调节子对水分亏缺作出反应. 本 组氨酸激酶1 研究结果显示, 组氨酸激酶 1 介入了拟南芥脱落酸诱导的气孔信号转导, 该酶此前被认为是一 过氧化氢 种渗透调节因子. ATHK1 基因缺失突变体不能表现保卫细胞中正常的脱落酸反应, 包括气孔关 脱落酸 钙通道 闭、过氧化氢产生以及钙内流. 膜片钳及激光共聚焦结果显示, ATHK1 在脱落酸诱导的气孔关 保卫细胞 闭过程中可能位于过氧化氢下游, 并通过调节钙通道和保卫细胞钙震荡来起作用. 气孔控制着植物体的氧气和二氧化碳交换以及 ATHK1 mRNAs 含量在根部十分丰富, 远高于其他 蒸腾作用. 当环境发生变化时, 植物通过复杂的系统 组织. 当盐分和渗透压变化时, 该基因表达被迅速 来调控并维持自身生长, 其中调节气孔运动也是 诱导并富集其表达产物. 因此, 它是一种对环境变 一种重要的调控过程. 保卫细胞中存在多种信号 化非常敏锐高效的感受子[8,12,13]. 最近研究发现, 转导途径, 并且这些途径可以通过气孔开放或关 ATHK1 在调节种子形成的干燥过程中扮演着独一 闭来区分. 因此, 气孔成为科学研究中的理想细胞 无二的角色, 因为超表达该基因会增强呼吸作用和 [1] 模型 . 脱落酸合成的相关基因. 所以, ATHK1 可能参与了 [14] 在高等植物中, 植物激素脱落酸(abscisic acid, 脱落酸信号途径 . 尽管有研究发现 ATHK1 与 ABA)诱导的气孔关闭是抵抗干旱的一种重要的应激 ABA 间存在某些联系, 但是ATHK1 在ABA 信号转 [2] 反应 . 在 ABA 诱导的气孔关闭过程中, 有几种信 导中究竟处于哪个位置尚缺乏明确证据. 此前我们 号组分参与其中, 包括过氧化氢(h