ABA在发育中的作用和生理效应3——ABA促进种子贮藏物质积累和脱水抗性提高

在胚胎发生中晚期,种子中ABA水平达到最高,这时种子中积累贮藏物质以保证种子萌发后幼苗的生长。在发育的种子中,ABA的另一个重要作用是促使种子获得脱水抗性( desiccation tolerance)。脱水能够严重损害膜和其他细胞成分。当正在成熟的种子开始失水时,胚积累糖和所谓的胚胎发育后期丰富蛋白,人认为这些分子相互作用,形成类似玻璃的状态(高度黏性的液体,扩散能力非常低,因此限制了化学反应),参与对脱水的抵抗。

生理和遗传学研究表明,ABA影响贮藏蛋白、脂类及LEA的合成。例如,外源ABA促进许多植物培养胚中贮藏蛋白和LEA的积累,而一些ABA合成缺陷或不敏感突变体中这些蛋白质的积累变少,甚至用ABA处理植物营养组织也能诱导一些LEA或相关家族成员蛋白质的合成。这些结果说明,大多数LEA蛋白的合成受到ABA控制。然而,在具有正常ABA水平和ABA反应的其他种子发育突变体中,贮藏蛋白和LEA蛋白的合成水平也降低了,说明ABA仅是胚胎发生过程中控制这些基因表达的信号之一。胚胎发生时,ABA不仅调节贮藏蛋白和脱水保护物质的积累,还维持成熟胚处于休眠状态直至环境条件适于生长。种子的休眠是植物能够适应不利环境的重要因素。正如我们将在下面几节中讨论的那样,植物已经进化出一系列维持种子休眠的机制,其中有些与ABA有关。