全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第5期，2006年10月 855
茉莉酸甲酯和脱落酸对绿豆下胚轴质膜H+-ATPase 水解活性的影响
文彬* 宾金华 王小菁
华南师范大学生命科学学院，广东省植物发育生物工程重点实验室，广州 510631
提要 茉莉酸甲酯(MeJA)促进绿豆下胚轴质膜 H+-ATPase 水解活性。活体条件下，50 mmol·L-1 MeJA 处理 7 h 的酶活性提
高 30%；离体条件下，10 mmol·L-1 MeJA 处理 2 h 的酶活性最大，即提高 30%。壳梭孢素(FC)和 MeJA 在离体条件下对
H+-ATPase 活性的促进效应相同，均提高 30% 左右，无协同效应；活体条件下，FC 促进质膜 H+-ATPase 水解活性可达
70%，而 MeJA 仅为 30%。离体条件下，脱落酸(ABA)对 H+-ATPase 水解活性无明显促进 ；而活体条件下则有一定的抑制。
关键词 茉莉酸甲酯；壳梭孢素；脱落酸；质膜 H+-ATPase
Effects of Methyl Jasmonate and Abscisic Acid Treatments on the Hydrolysis
Activity of Plasma Membrane H+-ATPase in Mung Bean (Vigna radiata L.)
Hypocotyls
WEN Bin*, BIN Jin-Hua, WANG Xiao-Jing
College of Life Science, South China Normal University, Guangdong Key Laboratory of Biotechnology of Plant Development,
Guangzhou 510631, China
Abstract Application of methyl jasmonate (MeJA, 50 mmol·L-1) and fusicoccin (FC, 10 mmol·L-1) to 3-d-old
seedlings of mung bean (Vigna radiata L.) resulted in an increase in plasma membrane H+-ATPase activity in
vivo. Plasma membrane H+-ATPase hydrolysis activity increased 30% and 70% comparing to the control
respectively. In vitro, the levels of stimulation by 10 mmol·L-1 MeJA and FC also showed about 30% increase of
the enzyme activity. The combination of MeJA and FC did not show significant additive effect on the enzyme
activity. Abscisic acid (ABA) had no effect on plasma membrane H+-ATPase hydrolysis activity in vitro but
inhibited enzyme activity in vivo.
Key words methyl jasmonate (MeJA); fusicoccin (FC); abscisic acid (ABA); plasma membrane H+-ATPase
收稿 2006-04-24 修定 　2006-08-04
资助 国家自然科学基金(39970079)。
* E-mail: wen_bin04@yahoo.com.cn, Tel: 020-36585453
植物质膜H+-ATPase (EC.3.6.1.35)参与细胞分
裂、生长、器官和气孔的运动，对植物许多生
理功能均有调控作用，有人称之为植物生命活动
的“主宰酶”(master enzyme)。茉莉酸类化合物
(JAs)是植物伤害信号转导中必不可少的信号因子
(刘新和张蜀秋 2000；Kenton 等 1999)，高浓度
的 JAs 能抑制植物生长和其物质的贮藏，而低浓
度的JAs则有促进作用(宾金华和潘瑞炽1998；甘
立军等 2001；曾晓春和周燮 1999)。目前，对
JAs的信号转导途径知之甚少。脱落酸(abscisic
acid, ABA)在许多方面与JAs有类似的功能，ABA
影响质膜H+-ATPase活性已有所报道(黄建中和陈
子元1996；Goh 等 1996；Blum 等 1988)，如 ABA
可以促进质膜H+-ATPase活性，而IAA则抑制(黄
建中和陈子元1996)。Goh等(1996)也报道ABA对
蓝光依赖的质子泵(blue-light-dependent H+-pumping)
有抑制作用。本文比较了茉莉酸甲酯( m e t h y l
jasmonate, MeJA)和ABA对质膜H+-ATPase活性的
影响。
材料与方法
绿豆(Vigna radiata L.)种子在54℃下浸种2 h
后，再用蒸馏水冲洗2遍，放在25℃的人工气候
箱中，暗催芽 72 h 后，取下胚轴弯钩下 1~2 cm
长的材料，用两相法提取质膜微囊。
质膜微囊的提取参照Lassron和Morre (1990)
的方法。称取 100 g 绿豆下胚轴，加 200 mL 提
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取缓冲液[5 mmol·L-1 乙二胺四乙酸(EGTA)、1
mmol·L-1苯甲基磺酰氟(PMSF)、25 mmol·L-1 Tris-
Mes、0.25 mol·L-1 蔗糖、1 mmol·L-1 MgSO4、0.2%
(W/V)牛血清白蛋白(BSA)、0.5% (W/V)聚乙烯吡
咯烷酮(PVP)、10% (W/V)甘油、2 mmol ·L-1
ATPNa2、15 mmol·L-1 巯基乙醇、1 mmol·L-1 二
硫苏糖醇(DTT)]。冰浴中研磨后，用 4层纱布过
滤，滤液于4℃下以12 000×g 离心15 min。取上
清液，再在4℃下80 000×g离心30 min；倒去上清
液，取沉淀，加入1 mL悬浮缓冲液[含25 mmol·L-1
Tris-Mes、0.25 mol·L-1 蔗糖、0.2% (W/V) BSA、
1 mmol·L-1 DTT]，小心溶解沉淀物。将悬浮液加
入8 g两相系统[20% (W/W)葡聚糖(DextranT500)、
40% (W/W)聚乙二醇3350 (PEG3350)、120 mmol·L-1
KCl、1 mmol·L-1 DTT、0.25 mol·L-1 蔗糖、pH 7.8
的磷酸缓冲液]，上下摇匀40次，于4℃下以4 200×g
离心 5 min，取上相。下相继续加入两相系统，
分离 3 次，合并上相，稀释 3~ 5 倍后，4℃下，
以80 000×g 离心30 min。加入 1~2 mL 保存缓冲
液[25 mmol·L-1 Tris-Mes、0.25 mol·L-1蔗糖、0.2%
(W/V) BSA、1 mmol·L-1 DTT、10% (W/V)甘露
醇]悬浮沉淀、分装，然后迅速放入液氮中，置
于 -70℃冰箱中保存。
蛋白质含量的测定参照Bradford (1976)以及汪
家政和范明(2000)的方法。
质膜 H+-ATPase 水解活性的测定采用钼蓝
法，以质膜 H+-ATPase 水解 ATP 所释放的无机磷
的量来测定酶活性(Ames 1966)。在酶反应缓冲体
系(pH 7.0的 30 mmol·L-1 Tris-Mes、50 mmol·L-1
KCl、3 mmol·L-1 MgSO4、50 mmol·L-1 NaNO3、
0.1 mmol·L-1 Na2MoO4、10 mmol·L-1 NaN3、3
mmol·L-1 ATPNa2)中加入20~60 mg绿豆下胚轴质膜
蛋白，终体积为1 mL，加入ATPNa2 时开始计时，
在37℃恒温下反应30 min 后，加入200 mL l0%
SDS 终止反应，加入 1 mL 显色液[1 g 维生素 C、
0.252 g (NH4)2MoO4、1.716 mL H2SO4，最后加
水定容至 70 mL]，测定波长 820 nm 处 OD 值，
活性单位以mmol (Pi)·mg-1 (蛋白)·min-1表示。
MeJ A 和 AB A 离体处理时，取 25℃、黑暗
条件下培养3 d的绿豆幼苗，截下胚轴弯勾下1~2
cm 下胚轴提取质膜，在酶反应体系中分别加入不
同浓度的 MeJA、ABA 和壳梭孢素(fusicoccin，
FC)处理质膜微囊，一定时间后，测定H+-ATPase
活性。活体处理时，分别用不同浓度的 M e J A、
ABA和 FC处理于 25℃和黑暗条件下培养3 d的绿
豆幼苗，继续培养一定时间后，取 1~2 cm 下胚
轴提取质膜，并测定 H+-ATPase 活性。以未用生
长调节剂处理的绿豆幼苗的下胚轴所提取的质膜
H+-ATPase 活性作为对照。
FC 几乎促进所有植物质膜 H+-ATPase 活性
(Marre 1979)，我们先分别用不同浓度MeJA、FC
和 ABA 处理幼苗不同时间后，筛选和确定各物质
的最适作用时间和作用浓度，结果发现以 5 0
mmol·L-1 MeJA处理5 h绿豆幼苗的质膜H+-ATPase
水解活性最强(增加约30%)，100 mmol·L-1 MeJA
的促进作用反而下降；不同浓度FC处理绿豆幼苗
1 h的酶活性即增强(增加约60%)，随着浓度的再
增加和处理时间的再延长，酶活性均不再变化，
3 h 后均提高 70% 左右。
实验结果
1 MeJA 和 ABA 对活体绿豆下胚轴质膜 H+-ATP-
ase 水解活性的影响
分别用10 mmol·L-1 FC和50 mmol·L-1 MeJA处
理绿豆幼苗5 h 的结果(图 1)表明，MeJA 处理的
图1 MeJA和 FC对活体绿豆下胚轴质膜
H+-ATPase 水解活性的影响
Fig.1 Effects of MeJA and FC on the hydrolysis
activity of plasma membrane H+-ATPase
in mung bean hypocotyls in vivo
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下胚轴质膜 H+-ATPase 受到的促进作用最强(约
30% 左右)，FC 的促进比 MeJA 大，达 70%。ABA
则抑制 H +- A T P a s e 水解活性，在活体条件下，
ABA处理4~7 h的质膜H+-ATPase水解活性均受到
抑制，50 mmol·L-1处理6 h的抑制作用最大(图2)。
水解活性无明显影响。
在离体条件下，用 FC 和 MeJA 最适浓度(10
mmol·L-1)和最适时间(2 h)处理质膜微囊后，检测
质膜 H+-ATPase 活性受到促进的程度，结果表
明，两者均促进质膜H+-ATPase 水解活性(30% 左
右)，且两者之间无协同效应(图 3)。
表1 离体下ABA对绿豆下胚轴质膜
H+-ATPase水解活性的影响
Table 1 Effects of ABA on hydrolysis activity of plasma
membrane H+-ATPase in mung bean hypocotyls in vitro
mmol (Pi)·mg-1 (蛋白)·min-1

ABA浓度/
处理时间/h

mmol·L-1 1 2 3 4
0 1.028 1.083 1.022 0.983
25 1.039 1.117 1.067 1.005
50 1.044 1.083 1.022 1.006
100 1.044 1.156 1.061 1.067
　　P> 0 . 0 5，无显著性差异。
图3 MeJA和 FC对离体绿豆下胚轴质膜
H+-ATPase 水解活性的影响
Fig.3 Effects of MeJA and FC on the hydrolysis
activity of plasma membrane H+-ATPase in
mung bean hypocotyls in vitro
2 MeJA 和 ABA 对离体绿豆下胚轴质膜H+-ATP-
ase活性的影响
在 pH 7.0 的酶反应体系中，25℃下，分别
用25、50、100 mmol·L-1的ABA处理质膜微囊1~4
h，37℃下测定质膜H+-ATPase 活性的结果(表 1)
表明，在离体条件下，ABA 对质膜 H+-ATPase 的
讨　　论
作为植物生长调节物质的 MeJA 与 ABA 有类
似的作用，能抑制向日葵(Corbineau等1988) 、水
稻(宾金华等2001)、花生(宾金华和潘瑞炽1998)
等种子的萌发以及向日葵、花生下胚轴和根的生
长。徐曲毅等(2003)的实验表明，高浓度(100
mmol·L-1)的外源MeJA和(1~100 mmol·L-1) ABA对
绿豆下胚轴的生长均有抑制作用， ABA 的抑制效
果比MeJA明显；低浓度(1~100 nmol·L-1)的 MeJA
有轻微的促进作用，ABA 则有轻微的抑制作用。
植物质膜 H+-ATPase 是植物生命活动的“主宰
酶”，它在细胞、组织、器官水平上都可调控
植物的生长。我们用低浓度(10 mmol·L-1)的MeJA
分别处理绿豆幼苗和质膜微囊的结果表明，MeJA
可以促进质膜 H+-ATPase 的水解活性。在离体的
条件下，FC 和 MeJA 影响质膜 H+-ATPase 水解活
性的程度相同，都约为 3 0 % 。两者没有协同效
应，这可能是作用位点相同。在活体条件下，FC
图2 ABA对活体绿豆下胚轴质膜
H+-ATPase 水解活性的影响
Fig.2 Effects of ABA on the hydrolysis activity of plasma
membrane H+-ATPase in mung bean hypocotyls in vivo
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促进质膜H+-ATPase 的程度可达70%，而 MeJA 对
离体或活体的效应都相同，都为 3 0 % 左右，这
说明，二者的作用机理可能有相同和不同之处。
Goh 等(1996)报道，ABA 可抑制蓝光依赖的
质子泵活性(达65%)。黄建中和陈子元(1996)的研
究表明，离体的条件下，ABA可促进大豆质膜H+-
ATPase 的水解和质子泵活性。我们的实验表明，
离体的情况下，用 A B A 处理质膜微囊后，检测
不出ABA对质膜H+-ATPase的水解活力的促进或抑
制效应；活体条件下，ABA 抑制质膜 H+-ATPase
水解活性，以50 mmol·L-1 的 ABA处理6 h的质膜
H+-ATPase水解活性受到的抑制程度最大，抑制程
度可达 50%。这一点与 FC 和 MeJA 的作用不同，
说明三者促进质膜的信号通路可能是不相同的。
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