近日，浙师大生命科学学院张可伟教授团队在国际植物生理顶级期刊（一区TOP，5 年影响因子8.97）Plant Physiology在线发表了题为Abscisic acid root-to-shoot translocation by transporter AtABCG25 mediates stomatal movements in Arabidopsis的研究论文，揭示了ABC转运蛋白AtABCG25负责由根向地上组织运输脱落酸（ABA）和脱落酸葡萄糖脂（ABA-GE）并调控气孔运动的分子机制。
脱落酸（ABA）是最重要的植物抗逆激素之一，ABA可以从植物根部通过导管运输到地上组织，但是其运输的分子机理以及根源ABA对气孔的调控作用尚不清楚。该研究发现ABC转运蛋白编码基因AtABCG25在维管束鞘、木质部和韧皮部特异表达。abcg25突变体的遗传分析、同位素示踪和嫁接实验等方法协同证明AtABCG25参与ABA和ABA-GE由根向地上组织运输。
与野生型相比，abcg25突变体根部ABA和ABA-GE向地上组织运输受阻，为研究根源ABA运输及其作用提供了理想的遗传材料。研究人员分别在非干旱和干旱条件下测定野生型、abcg25突变体的地上组织和根部ABA和ABA-GE含量，结果显示非干旱条件下，与野生型相比abcg25突变体地上组织ABA和ABA-GE减少而根部积累，而干旱条件无显著差异；表型分析发现，与野生型相比非干旱条件下abcg25突变体气孔变大、叶温降低，而干旱条件下无显著差异。以上结果表明根源ABA和ABA-GE在非干旱条件下被运输到地上组织调节气孔运动，而在干旱条件下所起作用较小。
为了更好地研究根源ABA在干旱过程中的功能，研究人员利用低光照条件延长植物干旱持续时间，发现干旱5天后abcg25突变体的叶温开始逐渐趋近野生型，到9天后与野生型无显著性差异，表明在干旱条件下根源ABA在气孔关闭中发挥作用较小。与该本研究结果相互对应，前人研究报道在干旱条件下小肽激素CLE25参与根部信号向地上组织传递并诱导地上组织ABA合成调控气孔关闭，而正常条件下cle25突变体气孔与野生型相比无显著差异。
因此，研究人员推测在非干旱条件下，AtABCG25负责根部ABA和ABA-GE由根向地上组织运输，而干旱条件下小肽激素CLE25由根向地上组织运输诱导地上组织ABA合成。该研究阐明了ABA和ABA-GE由根向地上组织长距离运输的分子机制，明确了根源ABA在地上组织中的调控功能，解决了一个在ABA运输领域内长期存在的科学问题。
A proposed working model for long-distance transport of ABA and ABA-GE by AtABCG25 under non-drought and drought conditions.
万喜堂·(中国)责任有限公司为该论文第一单位和唯一通讯单位。生命科学学院张可伟教授和赵江哲副教授为共同通讯作者，张可伟团队硕士生杨琴和已毕业硕士生邓笑娟、刘婷为该论文的共同第一作者；朱恩高博士、朱晓仙老师、博士生张鹏鸿、硕士生钱佳云、王婧绮以及俄罗斯科学院UFA生物研究所Guzel Kudoyarova教授等为共同作者。该研究得到了浙江省自然科学基金重点项目和国家自然科学基金的支持。
编辑：盛灿灿
