Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tham gia của ABA rễ và dẫn xuất thủy lực trong việc kiểm soát mối quan hệ nước ở cây lúa mạch chịu điều kiện yêu cầu bay hơi tăng cao
Tóm tắt
Chúng tôi đã nghiên cứu sự tham gia có thể có của ABA trong việc kiểm soát mối quan hệ nước dưới điều kiện nhu cầu bay hơi tăng cao. Việc làm ấm không khí lên 3°C đã làm tăng độ dẫn khí khổng và nâng cao tỷ lệ thoát hơi nước của cây Triticum durum trồng thủy canh, đồng thời gây ra sự mất nước tạm thời (RWC) và dừng lại ngay lập tức sự kéo dài của lá. Tuy nhiên, cả RWC và ánh sáng kéo dài đều phục hồi trong vòng 30 phút mặc dù tỷ lệ thoát hơi nước vẫn cao. Việc phục hồi độ ẩm của lá và sự phát triển đã được thực hiện nhờ vào độ dẫn thủy lực rễ tăng lên sau khi nhiệt độ không khí tăng. Việc sử dụng thủy ngân clorua (một chất ức chế kênh nước) để can thiệp vào sự gia tăng độ dẫn thủy lực rễ đã cản trở việc phục hồi sự kéo dài. Việc làm ấm không khí đã làm tăng hàm lượng ABA ở rễ và giảm ở chồi. Chúng tôi đề xuất sự phân bố lại của ABA nghiêng về phía rễ, điều này đã làm tăng độ dẫn thủy lực rễ đủ để cho phép phục hồi nhanh độ ẩm của chồi và tốc độ kéo dài lá mà không cần đóng khí khổng. Đề xuất này dựa trên khả năng đã biết của ABA trong việc tăng độ dẫn thủy lực được xác nhận trong các thí nghiệm này bằng cách đo hiệu ứng của ABA ngoại sinh lên dòng chảy thẩm thấu của nhựa xylem từ rễ. Sự tích lũy ABA ở rễ chủ yếu là kết quả của việc xuất khẩu từ chồi. Khi giao thông phloem ở cây được làm ấm không khí bị ức chế bằng cách làm mát gốc chồi, điều này đã ngăn chặn sự làm phong phú ABA ở rễ và khuynh hướng tích lũy ABA ở chồi. Do đó, các khí khổng đã đóng lại.
Từ khóa
#ABA #độ dẫn thủy lực #cây lúa mạch #thoát hơi nước #môi trường tăng nhiệt độTài liệu tham khảo
Bramley H, Turner NC, Turner DW, Tyerman SD (2007) Comparison between gradient-dependent hydraulic conductivities of roots using the root pressure probe: the role of pressure propagations and implications for the relative roles of parallel radial pathways. Plant Cell Environ 30:861–874
Caputo C, Barneix AJ (1999) The relationship between sugar and amino acid export to the phloem in young wheat plants. Ann Bot 84:33–38
Carvajal M, Cooke DT, Clarkson DT (1996) Responses of wheat plants to nutrition deprivation may involve the regulation of water-channel function. Planta 199:372–381
Christmann A, Hoffmann T, Teplova I, Grill E, Muller A (2005) Generation of active pools of abscisic acid revealed by in vivo imaging of water-stressed Arabidopsis. Plant Physiol 137:209–219
Collins NC, Tardieu F, Tuberosa R (2008) Quantitative trait loci and crop performance under abiotic stress: where do we stand? Plant Physiol 147:469–486
Davies WJ, Kudoyarova G, Hartung W (2005) Long-distance ABA signalling and its relation to other signalling pathways in the detection of soil drying and the mediation of the plant’s response to drought. J Plant Growth Regul 24:285–295
Dodd IC (2003) Hormonal interactions and stomatal responses. J Plant Grow Regul 22:32–46
El Hafid R, Smith DH, Karrou M, Samir K (1998) Physiological responses of spring durum wheat cultivars to early-season drought in a mediterranean environment. Ann Bot 81:363–370
Else MA, Davies WJ, Malone M, Jackson MB (1995) A negative hydraulic message from oxygen-deficient roots of tomato plants? Influence of soil flooding on leaf water potential, leaf expansion, and synchrony between stomatal conductance and root hydraulic conductivity. Plant Physiol 109:1017–1024
Else MA, Tiekstra AE, Croker SJ, Davies WJ, Jackson MB (1996) Stomatal closure in flooded tomato plants involves abscisic acid and a chemically unidentified anti-transpirant in xylem sap. Plant Physiol 112:239–247
Freundl E, Steudle E, Hartung W (2000) Apoplastic transport of abscisic acid through roots of maize: effect of exodermis. Planta 210:222–231
Guenther JF, Chanmanivone N, Galetovic MP, Wallace IS, Cobb JA, Roberts DM (2003) Phosphorylation of soybean nodulin 26 on serine 262 enhances water permeability and is regulated developmentally and by osmotic signals. Plant Cell 15:981–991
Harris MJ, Outlaw WH Jr, Mertens R, Weiler EW (1988) Water-stressinduced changes in the abscisic acid content of guard cells and other cells of Vicia faba L. leaves as determined by enzyme-amplified immunoassay. Proc Natl Acad Sci USA 85:2584–2588
Hartung W, Sauter A, Hose E (2002) Abscisic acid in the xylem: where does it come from–where does it go to? J Exp Bot 53:27–32
Hose E, Steudle E, Hartung W (2000) Abscisic acid and hydraulic conductivity of maize roots: a root cell and pressure probe study. Planta 211:874–882
Jackson MB (1993) Are plants hormones involved in root to shoot communication? Adv Bot Res 19:103–187
Jeschke WD, Holobrada M, Hartung W (1997) Growth of Zea mays L. plants with their seminal roots only. Effects on plant development, xylem transport, mineral nutrition and the flow and distribution of abscisic acid (ABA) as a possible shoot to root signal. J Exp Bot 48:1229–1239
Jiang F, Jeschke WD, Hartung W (2004) Abscisic acid (ABA) flows from Hordeum vulgare to the hemiparasite Rhinanthus minor and the influence of infection on host an parasite abscisic acid relations. J Exp Bot 55:2323–2329
Jones HG (1983) Plants and microclimate. A quantitative approach to environmental plant physiology. Cambridge University Press, Cambridge
Jones HG (1998) Stomatal control of photosynthesis and transpiration. J Exp Bot 49:387–398
Kudoyarova GR, Veselov DS, Faizov RG, Veselova SV, Ivanov EA, Farhutdinov RG (2007) Stomata response to changes in temperature and humidity in wheat cultivars grown under contrasting climatic conditions. Russ J Plant Physiol 54:46–49
Lopez F, Bousser A, Sissoeff I, Gaspar M, Lachaise B, Hoarau J, Mahe A (2003) Diurnal regulation of water transport and aquaporin gene expression in maize roots: contribution of PIP2 proteins. Plant Cell Physiol 44:1384–1395
Lu Z, Percy R, Qualset C, Zeiger E (1998) Stomatal conductance predicts yields in irrigated pima cotton and bread wheat grown at high temperatures. J Exp Bot 49:453–460
Mansfield TA, McAinsch MR (1995) Hormones as regulators of water balance. In: Davies PJ (ed) Plant hormones. Kluwer Academic Publisher, Dordrecht, pp 598–616
Miyamoto N, Steudle E, Hirasawa T, Lafitte R (2001) Hydraulic conductivity of rice roots. J Exp Bot 52:1835–1846
Morillon R, Chrispeels MJ (2001) The role of ABA and the transpiration stream in the regulation of the osmotic water permeability of leaf cell. Proc Natl Acad Sci USA 98:14138–14143
Okamoto M, Tanaka Y, Abrams SR, Kamiya Y, Seki N, Nambara E (2009) High humidity induces abscisic acid 8’-hydroxylase in stomata and vasculature to regulate local and systemic abscisic acid responses in Arabidopsis. Plant Physiol 149:825–834
Parent B, Hachez C, Redondo E, Simonneau T, Chaumont F, Tardieu F (2009) Drought and abscisic acid effects on aquaporin content translate into changes in hydraulic conductivity and leaf growth rate: a trans-scale approach. Plant Physiol 149:2000–2012
Passioura JB, Munns R (2000) Rapid environmental changes that affect leaf water status induce transient surges or pauses in leaf expansion rate. Aust J Plant Physiol 27:941–948
Sabirzhanova IB, Sabirzhanov BE, Chemeris AV, Veselov DS, Kudoyarova GR (2005) Fast changes in expression of expansin gene and leaf extensibility in osmotically stressed maize plants. Plant Physiol Biochem 43:419–422
Sauter A, Hartung W (2000) Radial transport of abscisic conjugates in maize roots: its implication for long distance stress signals. J Exp Bot 51:929–935
Schäffner AR (1998) Aquaporin function, structure, and expression: are there more surprises to surface in water relations? Planta 204:131–139
Steudle E, Peterson CA (1998) How does water get through roots? J Exp Bot 49:775–788
Thompson AJ, Andrews J, Mulholland BJ, McKee JMT et al (2007) Overproduction of abscisic acid in tomato increases transpiration efficiency and root hydraulic conductivity and influences leaf expansion. Plant Physiol 143:1905–1917
Timergalina LN, Vysotskaya LB, Veselov SYu, Kudoyarova GR (2007) Effect of increased irradiance on the hormone content, water relations, and leaf elongation in wheat seedlings. Russ J Plant Physiol 54:633–638
Tyerman SD, Bohnert SJ, Maurel C, Steudle E, Smith JAC (1999) Plant aquaporines: their molecular biology, biophysics and significance for plant relations. J Exp Bot 50:1055–1071
Veselov S, Kudoyarova G, Egutkin N, Gyuli-Zade V, Mustafina A, Kof E (1992) Modified solvent partitioning scheme providing increased specificity and rapidity of immunoassay for indole 3-acetic acid. Physiol Plant 86:93–96
Veselova S, Farkhutdinov R, Veselov D, Kudoyarova G (2006) Role of cytokinins in the regulation of stomatal conductance of wheat seedlings under conditions of rapidly changing local temperature. Russ J Plant Physiol 53:756–761
Vysotskaya LB, Arkhipova TN, Timergalina LN, Dedov AV, Veselov SU, Kudoyarova GR (2004a) Effect of partial root excision on transpiration, root hydraulic conductance and leaf growth in wheat seedlings. Plant Physiol Biochem 42:251–255
Vysotskaya LB, Kudoyarova GR, Veselov S, Jones HG (2004b) Unusual stomatal behaviour on partial root excision in wheat seedlings. Plant Cell Environ 27:69–77
Weatherley PE (1982) Water uptake and flow into roots. In: Lange OL, Nobel PS, Osmond CB, Ziegler H (eds) Encyclopaedia of Plant Physiology, vol 12B. Springer, Berlin, pp 79–109