AMI1参与非生物胁迫下生长素与ABA信号交互学术资讯

来源：植物生物学

植物进化的成功，很大程度上取决于其适应环境变化的能力。植物平衡自身生长和外界环境胁迫之间的关系是其适应能力的具体体现。

2020年10月17日，来自西班牙马德里理工大学的Stephan Pollmann课题组在Journal of Experimental Botany杂志发表题为“Endogenous indole-3-acetamide levels contribute to the crosstalk between auxin and ABA, and trigger plant stress responses in Arabidopsis thaliana”一文。在该文中，作者指出酰胺酶1（AMI1）在植物生长及植物适应非生物胁迫的过程中起到关键作用。AMI1催化吲哚-乙酰胺（IAM）转化为主要的植物生长素吲哚-3-乙酸（生长素合成的IAM途径）。文中结果显示，AMI1的功能缺失增加了植物的胁迫状态，使突变体植株更容易受到非生物胁迫的影响。转录组数据分析结果显示，在ami1突变体中许多与应激相关基因的表达量发生了明显改变。ami1突变体表现出生长略微受到了抑制的表型。激素测定结果显示ami1中ABA明显积累，这表明了AMI1起到维持生长素和ABA正常水平的功能。

在该文章中，作者首先使用GUS报告基因检测了AMI1的组织水平表达情况。GUS染色结果显示，AMI1在种子萌发的早期阶段表达很弱，在生长迅速的组织（比如幼苗和花中）表达很强。接下来，作者外源施加IAA和IAM诱导了AMI1基因的表达。该实验说明AMI1能够控制细胞内IAM的水平。为了探究AMI1对生长素的影响，作者获得了两个ami1的T-DNA插入突变体，命名为ami1-1和ami1-2。4周苗龄的ami1突变体叶片和莲座直径都小于野生型植株。为了进一步探究该基因的功能，作者选取生长12天的WT、ami1以及AMI1ind-2（AMI1过表达植株）植株，进行了转录组分析。分析结果显示，在ami1-2突变体中，大量与胁迫相关的基因（比如盐胁迫，渗透胁迫，损伤等）表达量发生了变化。那么作者推测可能突变体中IAM的积累与非生物胁迫相关。为了证实此观点，作者检测了ami1突变体对不同胁迫的响应。结果显示，ami1对渗透胁迫非常敏感，并且ami1突变体中ABA的含量是非常高的。前人研究结果显示ABA对种子的休眠和萌发至关重要，ami1突变体中胚的缩小也证实了其与ABA的密切关系。以上结果表明AMI1参与协调植物生长与胁迫之间的关系，维持生长素和ABA的水平。

图：AMI1分子功能模式图

来源：PlantBiotech 植物生物学

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