外源ALA缓解ABA抑制草莓根系伸长生长的机理研究

作者：饶智雄; 安玉艳; 曹荣祥; 唐泉; 汪良驹^*

来源：园艺学报, 2023, 50(03): 461-474.

DOI：10.16420/j.issn.0513-353x.2021-1215

• 草莓
• 根系
• 生长
• 5–氨基乙酰丙酸
• 脱落酸
• 生长素

以栽培草莓‘红颜’（Fragaria×ananassa Duch.‘Benihoppe’）为材料，探讨5–氨基乙酰丙酸（ALA）与脱落酸（ABA）以及生长素（IAA）之间的关系，以期为ALA在草莓生产上应用提供理论依据。结果显示，外源ABA处理抑制草莓根系伸长生长，而ALA缓解ABA的抑制效应。ABA处理降低草莓根尖内源生长素含量，ALA则促进内源ABA含量提高。ABA和（或）ALA处理对草莓根尖ABA生物合成关键基因NCED1、NECD2，以及ABA氧化代谢基因CYP707A的表达没有显著影响。但ABA处理诱导其受体基因PYL4和PYL8以及ABA信号通路关键蛋白激酶基因SnRK2.1、SnRK2.2、SnRK2.3、SnRK2.4、SnRK2.5和SnRK2.6表达上调，而ALA却没此效应，说明ALA-ABA调控草莓根系伸长生长效应不涉及ABA信号途径。另一方面，ABA和（或）ALA处理对IAA合成基因YUC1表达没有影响；ABA处理下调YUC2和YUC3以及IAA内向运输基因AUX1表达，但是这种效应不能被ALA逆转。值得关注的是，IAA外向运输蛋白编码基因PIN1在ABA处理后表达下调，而ALA可以逆转ABA效应，暗示该基因可能参与ALA-ABA调控草莓根系生长。利用携带绿色荧光蛋白（GFP）基因的转基因拟南芥植株研究发现，ABA抑制AtPIN1-GFP表达，而ALA逆转ABA的抑制效应。生物信息分析表明，栽培草莓PIN1氨基酸序列与其他蔷薇科植物的同源性较高，蛋白质两端存在多个跨膜区域。将带有GFP的FaPIN1转入本氏烟草，其荧光信号分布于细胞质膜。克隆FaPIN1全长，构建到雌二醇诱导表达载体上并转入拟南芥。这种超表达FaPIN1植株根系生长对ABA处理的敏感性下降，ALA缓解效应也下降。以上结果说明，ALA缓解ABA抑制草莓根系生长的关键点在于IAA极性运输蛋白基因PIN1的表达，即ALA通过促进IAA极性运输来缓解ABA抑制草莓根系生长。

• 单位
  南京农业大学; 江苏丘陵地区南京农业科学研究所