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Roles of Mitogen-activated Protein Kinase Cascades in ABA Signaling Regulation of Plant Development

MAPK级联途径参与ABA信号转导调节的植物生长发育过程



全 文 :植物科学学报  2014ꎬ 32(5): 531~539
Plant Science Journal
    DOI:10􀆰 11913 / PSJ􀆰 2095-0837􀆰 2014􀆰 50531
MAPK级联途径参与 ABA信号转导调节的植物生长发育过程
李 坤ꎬ 王鲜萍ꎬ 杨凤博ꎬ 许守明∗
(河南大学生命科学学院植物逆境生物学重点实验室ꎬ 河南开封 475004)
摘  要: 植物激素 ABA 参与调控植物生长发育和生理代谢以及多种胁迫应答过程ꎬ 促分裂原活化蛋白激酶
(MAPK)级联途径应答于多种生物和非生物胁迫ꎬ 广泛参与调控植物的生长发育ꎮ MAPK级联途径与 ABA 信号
转导协同作用参与调控植物种子萌发、 气孔运动和生长发育ꎬ 本文主要归纳了植物中受 ABA 调控激活的 MAPK
级联途径成员ꎬ 阐述了它们参与 ABA信号转导调控植物生理反应和生长发育的过程ꎬ 并对 MAPK 级联途径与
ABA信号转导的研究方向作出了展望ꎬ 指出对 MAPK下游底物的筛选是完善 MAPK级联途径的重要组成部分ꎮ
关键词: 促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联途径ꎻ 脱落酸(ABA)ꎻ 信号转导ꎻ 拟南芥
中图分类号: Q945􀆰 78          文献标识码: A          文章编号: 2095 ̄0837(2014)05 ̄0531 ̄09
      收稿日期: 2014 ̄03 ̄20ꎬ 退修日期: 2014 ̄05 ̄15ꎮ
  基金项目: 国家自然科学基金(U1304303)ꎻ 棉花生物学国家重点实验室开放课题(CB2013A28)ꎮ
  作者简介: 李坤(1981-)ꎬ 男ꎬ 博士研究生ꎬ 从事植物生理与分子生物学方向研究(E ̄mail: likun1998@163􀆰 com)ꎮ
  ∗通讯作者(Author for correspondence): 许守明(1976-)ꎬ 男ꎬ 博士ꎬ 副教授ꎬ 硕士生导师ꎬ 研究方向为植物分子生物学(E ̄mail:
xushouming@henu􀆰 edu􀆰 cn)ꎮ
Roles of Mitogen ̄activated Protein Kinase Cascades in
ABA Signaling Regulation of Plant Development
LI Kunꎬ WANG Xian ̄Pingꎬ YANG Feng ̄Boꎬ XU Shou ̄Ming∗
(College of Life Scienceꎬ Key Lab of Plant Stress Biologyꎬ Henan Universityꎬ Kaifengꎬ Henan 475004ꎬ China)
Abstract: The plant hormone abscisic acid ( ABA ) plays a pivotal role in a variety of
developmental processes and adaptive stress responses to environmental stimuli in plants.
Mitogen ̄activated protein kinase (MAPK) cascades are key signaling modules for responding
to various biotic and abiotic stresses in plants. MAPK cascades are involved in ABA signaling
in seed germinationꎬ stomatal movementꎬ plant growth and development. We summarized the
ABA ̄induced gene expressions and protein kinases activation of components in the MAPK
cascades pathwayꎬ as well as the regulation of MAPK cascades implicated in ABA signaling.
We also discuss research prospects of the roles played by MAPK cascades in ABA signalingꎬ
and the screening of MAPK substrates in the study of MAPK cascade responses to various
stimuli.
Key words: MAPK cascadeꎻ Abscisic acidꎻ Signaling transductionꎻ Arabidopsis thaliana
    促分裂原活化蛋白激酶 (Mitogen ̄Activated
Protein Kinaseꎬ MAPK)是一类广泛存在于真核生
物中的丝氨酸 /苏氨酸蛋白激酶ꎮ 与动物和酵母中
的 MAPK类似ꎬ 植物中的 MAPK 级联途径也是由
MAPKs、 MAPKKs、 MAPKKKs三种类型的激酶组
成ꎻ MAPKKKKs存在于 MAPKKKs 上游ꎬ 且能磷
酸化激活 MAPKKKsꎬ MAPK家族成员的识别与分
类主要取决于激酶的功能和进化关系ꎮ 目前已经从
植物中鉴定了一些 MAPKs、 MAPKKs 和 MAP ̄
KKKsꎬ 它们广泛参与调节植物激素、 生物胁迫及
非生物胁迫过程的信号传导ꎬ 存在于植物生长发育
的各个时期ꎮ
为了响应发育周期和环境刺激的信号ꎬ 植物基
因组长期的进化产生了许多细胞内的信号转导途
径ꎬ 而磷酸化作为蛋白修饰的一种方式ꎬ 是重要的
信号转导模式ꎬ 其中 MAPK 级联途径是高度保守
的ꎬ 是将信号传递到细胞内引起胞内应答反应的一
种信号转 导 方 式ꎮ 拟 南 芥 MAPKKK ̄MAPKK ̄
MAPK信号级联途径的三个组分是由多个基因家
族编码的ꎬ 且许多基因的同源性较高ꎬ 因此有些
基因的功能是冗余性的ꎬ 表现为一个 MAPKK 激
活多个 MAPKsꎬ 或者多个 MAPKKs 激活同一个
MAPK[1ꎬ 2]ꎬ 说明参与 MAPK信号级联途径的组分
可能有多重组合方式ꎬ 这些复杂的组合方式增加了
研究 MAPK信号转导机制的难度ꎬ 而且信号的交
联激活作用使部分 MAPK 信号转导失去了特异
性[3]ꎮ 信号传导的特异性取决于参与信号传导组
分的组织表达定位ꎬ 即在细胞中定位的器官是否相
同ꎬ 上下游蛋白之间能否相互作用[1]ꎮ 同时ꎬ 信
号转导的特异性也与上游传递信号组分的特异性、
空间分布及形成的多酶复合体等有关[4]ꎮ
MAPK级联途径信号转导的一般模式为: 在应
答外在环境刺激时ꎬ 质膜上的 MAPKKKs 或 MAP ̄
KKKKs 被激活ꎬ 活化的 MAPKKKs 通过磷酸化激
活 MAPKKsꎬ 而 MAPKK通过磷酸化 MAPKs 传递
信号ꎬ 然后 MAPK 再磷酸化下游靶蛋白或转录因
子ꎬ 从而调控植物生长发育[5] (图 1)ꎮ MAP ̄
KKKKs是将外界刺激信号传递给 MAPK级联途径
Stress signal
Receptor kinase
Plasma membrane
MAPKKK MAPKKK
P
MAPKKKK?
Stress signal
MAPKK MAPKK
P P
MAPK
PP S/T
P
Protein kinase
Phospholipases….
TF
P
P
Gene expression
Nuclear
Cytosol
MAPK
S/T-X -S/T3-5
T-X-Y
TF
MAPKKKK: Mitogen ̄activated protein kinase kinase kinase ki ̄
naseꎻ MAPKKK: Mitogen ̄activated protein kinase kinase kinaseꎻ
MAPKK: Mitogen ̄activated protein kinase kinaseꎻ MAPK: Mito ̄
gen ̄activated protein kinaseꎻ TF: Transcription factor.
图 1  磷酸化介导的 MAPK级联途径信号传递模式图
Fig􀆰 1  Model of phosphorylation ̄dependent
MAPK cascade
的转接器ꎬ MAPKKKs是苏氨酸 /丝氨酸蛋白激酶ꎬ
能够磷酸化 MAPKK 激活区域的 S / T ̄X3 ̄5 ̄S / T(S
为丝氨酸ꎬ T 为苏氨酸ꎬ X 为其它氨基酸)元件上
的丝氨酸与苏氨酸ꎬ 而 MAPKs 响应不同刺激对底
物的不同选择是 MAPK 信号转导特异性的又一因
素ꎮ MAPKs激活区域中ꎬ 保守 T ̄X ̄Y (Y 为酪氨
酸)基序上的苏氨酸和酪氨酸能被 MAPKKs 磷酸
化激活[6] ꎬ 依据 T ̄X ̄Y 基序序列的不同ꎬ MAPK
被分为四类ꎬ 其中三类含有 T ̄E ̄Y(E 为谷氨酸)基
序ꎬ 另一类含 T ̄D ̄Y ( D 为天冬氨酸 ) 基序ꎮ
MAPKs能磷酸化下游激酶或转录因子ꎬ 完成外界
刺激信号向核内的传递过程ꎬ 从而响应外界刺激ꎮ
在植物中ꎬ MAPK信号级联途径能被多种生物
胁迫和非生物胁迫因素激活ꎬ 非生物胁迫包括:
冷、 盐、 触摸、 创伤、 紫外光、 高温、 渗透胁迫和
重金属等ꎮ 本文主要介绍植物 MAPK 级联途径参
与 ABA信号转导ꎬ 它们协同作用调控植物的生长
发育过程ꎮ
1  植物 MAPK级联途径的组分在转录水平
受 ABA调控
    目前发现的 ABA 受体 ( ABA Receptorꎬ
ABAR) 有 PYR / PYL / RCARs ( Pyrabactin Resis ̄
tanceꎬ PYRꎻ PYR1 ̄likeꎬ PYLꎻ Regulatory Com ̄
ponent of ABA Receptorꎬ RCAR)ꎬ 它们是植物中
ABA信号网络的核心调节组分ꎬ 参与信号转导早
期对 ABA的感知过程ꎮ 即 ABA与 ABAR结合并改
变 ABAR的构象ꎬ 然后与 PP2C( type 2 C Protein
Phosphatases)结合形成三元复合体ꎬ 抑制 PP2C
蛋白磷酸酶的活性ꎬ 从而使 PP2C 抑制的 SnRK2s
(SNF1 ̄Related Protein Kinases)能够自磷酸化ꎮ
自磷酸化的 SnRK2s 可通过调控 NADPH(β ̄Nico ̄
tinamide Adenine Dinucleotide 2’ ̄ Phosphate Re ̄
duced Tetrasodium Salt)氧化酶和离子通道的活
性来调控植物许多基因的表达和蛋白激酶的活性ꎻ
还可通过调节含有亮氨酸拉链(basic leucine Zip ̄
perꎬ bZIP)结构的 ABA 应答转录因子(Transcrip ̄
tion Factorsꎬ TFs)的表达水平[7ꎬ8]ꎮ
ABA信号转导所调控的蛋白激酶中ꎬ 有很多
参与了 MAPK级联途径ꎬ 表明 MAPK 级联途径在
235 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
ABA信号转导中起重要的调控作用(图 2)ꎮ 很多
研究发现ꎬ MAPK级联途径参与植物多种 ABA 应
答的调控ꎬ 如种子萌发、 气孔运动和抗氧化胁迫
等[9-12]ꎮ 拟南芥中约有 10%基因的转录水平受
ABA调控[13]ꎬ 其中参与 MAPK级联途径的基因有
MPK3、 MPK5、 MPK6、 MPK7、 MPK18、 MPK20、
MAPKKK10、 MAPKKK14、 MAPKKK15、 MAPKKK16、
MAPKKK17、MAPKKK18、 MAPKKK19、 Raf6、 Raf12、
Raf35[14ꎬ15]ꎮ 水稻中也发现了转录水平受 ABA调控
的类似基因ꎬ 如OsMPK2 (Oryza sativa)、 OsMPK5、
OsMSRMK2 (Multiple Stress Responsive MAP Ki ̄
nase)、 OsMSRMK3、 OsBIMK1 (Benzothiadiazole ̄
induced MAP Kinase 1)、 DMS1 (Deffective in Meri ̄
stem Silencing 1)、 OsEDR1 ( Enhanced Disease
Resistance 1)、 OsMPK44、 OsSIPK(Salicylic acid ̄
induced Protein Kinase)、 OsWJUMK1 (Wound and
JA ̄uninducible MAP Kinase )、 OmMKK1 (Oryza
minuta)[16-29]ꎬ 其中 ABA诱导的 OsMPK5在非生物
胁迫中起正调控作用ꎬ 而在广谱抗病性和抗病基因
的表达上起负调控作用[23]ꎮ 玉米 ZmMPK3(Zea
mays)、 ZmMPK7、 ZmMPK17、 ZmSIMK1、 Zm ̄
MKK3的表达受 ABA 诱导[11ꎬ30-32]ꎬ 同时在其它植
物中也发现有 MAPK 级联途径的组分被 ABA 诱
导ꎬ 如 CbMPK3 ( Chorispora bungeana )、 Cs ̄
NMPK(Cucumis sativus L. ‘Xintaimici’)、 AhMPK3
(Arachis hypogaea)、 BnOIPK (Brassica napus)、
BnMPK3、 MdMPK1 ( Malus domestica Borkh.
‘Golden Delicious’)、 RaMPK1 ( Rheum aus ̄
trale)、 RaMPK2、 RsMPK2(Reaumuria soongori ̄
ca)、 StMPK1 (Solanum tuberosum)及桑树的 9
个 MnMPKs(Morus sp.) [33-41]ꎮ 另外ꎬ 在烟草中
超表达棉花 GhMKK4(Gossypium hirsutum)增强
了烟草植株对 ABA的敏感性[42]ꎮ 在不同植物中发
现的类似于MAPK级联途径成员也受ABA诱导ꎬ
Ca2+
C
ortical m
icrotubule
1
Cold
MKK2
MKKK?
MKK1
Ca2+
Ca2+
AP2C1
MPK3/4/6
20 MAPK
R
eceptor
kinase
CRLK
Ca2+
MEKK1
MPK4
CAT2 CAT1
ABA
SnRKs
MPK6
H O2 2
ROS
Stress
tolerance
Glucose
ABA
MKK?
MKKK?
SLAC1
Stomatal
closure
SOS1
MPK9 MPK12
PHS1
MPK18
Seed
Germination
IBR5
Root
development
PP2C5
?10 MAP2K
80 MAP3K
PYR/PYL/RCAR
PP2Cs
CRLK: Calmodulin ̄regulated receptor ̄like kinaseꎻ MAP3K / MKKK / MEKK: Mitogen ̄activated protein kinase kinase kinaseꎻ
MKK: Mitogen ̄activated protein kinase kinaseꎻ MPK / MAPK: Mitogen ̄activated protein kinaseꎻ CAT: Catalaseꎻ ROS: Reac ̄
tive oxygen speciesꎻ PP2C: Type 2 C protein phosphatasesꎻ PYR: Pyrabactin resistanceꎻ PYL: PYR1 ̄likeꎻ RCAR: Regula ̄
tory component of ABA receptorꎻ SnRK2s: SNF1 ̄related protein kinaseꎻ SLAC1: Slow anion channel ̄associated 1ꎻ SOS1:
Salt overly sensitive 1ꎻ PHS1: Propyzamide ̄hypersensitive 1ꎻ IBR5: Indole ̄3 ̄butyric acid response 5ꎻ AP2C1: Clade B of
the PP2C ̄superfamily member.
图 2  拟南芥 MAPK级联途径参与 ABA信号转导调控模式图
Fig􀆰 2  General schematic presentation of MAPK cascade involved in regulating ABA signaling transduction
335  第 5期                李 坤等: MAPK级联途径参与 ABA信号转导调节的植物生长发育过程
表明 MAPK级联途径可能广泛参与 ABA 应答的各
种生理反应的调控ꎮ 目前ꎬ 对这些在转录水平受
ABA调控的 MAPK 级联途径中的基因及功能已有
部分报道ꎬ 但许多激酶的功能和它们受 ABA 信号
转导调控的机制还知之甚少ꎮ
2  ABA能激活植物 MAPK级联途径中的蛋
白激酶
    植物 MAPK 级联途径的很多组分受 ABA 诱
导ꎬ 目前已经发现了一些活性受 ABA激活的蛋白激
酶ꎬ 参与调控 ABA 应答的不同生理过程[9ꎬ10ꎬ43ꎬ44]ꎮ
如 ABA 激活大麦糊粉层原生质体中一些分子量为
40 ~ 43 kD 的 MAPK 激酶[45]ꎬ 苔藓 PK38 和
PK46[46]ꎬ 还有玉米的 ZmMPK5[44ꎬ47ꎬ48] 被 Zm ̄
CPK11(Calcium Dependent Protein Kinase 11)激
活ꎬ 参与 ABA诱导的抗氧化防御反应[49]ꎻ 在豌豆
中发现 PsMAPK(Pisum sativum)受 ABA激活并参
与保卫细胞信号转导的调控[50ꎬ51]ꎻ 水稻 OsMPK5
受 ABA 激活并参与植物对病害和非生物胁迫抗性
的调控[23]ꎮ
在拟南芥中已经发现多种 MAPK 受 ABA 激
活ꎬ 如 MPK4和 MPK6 受不同的外界信号刺激激
活ꎬ 参与调控不同的信号转导途径ꎬ 其中包括
ABA信号转导途径[52]ꎻ MPK3同时受 ABA和过氧
化氢(H2O2)激活ꎬ 参与种子的萌发和生长发育的
调控[43]ꎻ MPK6受 ABA 激活依赖于 MKK1ꎬ 它通
过调节 CAT1(Catalase 1ꎬ CAT1)基因的表达调控
植物活性氧的稳态ꎻ 两种在保卫细胞中表达的
MAPK(MPK9和 MPK12)受 ABA激活ꎬ 参与 ABA
对气孔运动的调控过程[9]ꎻ 与 MAPK 互作的负调
控因子 PP2C5 和 AP2C1(clade B of the PP2C ̄
superfamily)ꎬ 参与 ABA 激活 MPK3 和 MPK6 活
性的调控[53]ꎻ MPK1和 MPK2受 ABA激活参与植
物对免疫反应的调控[54ꎬ55]ꎮ
3  MAPK 级联途径参与 ABA 信号转导的
调控
    植物激素 ABA 参与许多生理过程ꎬ 包括胚的
发育、 种子休眠与萌发、 植物适应水分胁迫和根系
的形态建成等ꎮ 对豌豆表皮细胞上气孔的研究中发
现ꎬ MAPK的抑制剂 PD98059能降低 ABA诱导的
气孔关闭效应ꎬ 表明 ABA 参与了 MAPK 级联信号
途径[50]ꎮ
拟南芥中 MPK3 能被 ABA 和过氧化氢激活ꎬ
从而调控气孔运动ꎮ MPK3 的 RNAi 转基因沉默植
株中 ABA刺激产生过氧化氢ꎬ 但气孔张开受过氧
化氢和 ABA抑制相对于野生型拟南芥不敏感ꎬ 而
ABA 处理下表现正常的气孔关闭表型ꎬ 表明
MPK3参与了保卫细胞中的 ABA 信号转导ꎬ 位于
过氧化氢下游[56]ꎮ 拟南芥中编码过氧化氢酶的基
因有 3 个: CAT1、 CAT2 和 CAT3[57]ꎬ ABA 能诱
导 CAT基因的表达ꎻ mkk1 突变体丧失了 ABA 诱
导叶片 CAT1 和 CAT3 基因表达的功能ꎬ 同时
CAT2 基因也不能响应 ABA 的诱导表达ꎬ 致使
mkk1突变体的种子萌发和气孔运动受 ABA 抑制
的敏感性减弱ꎻ 超表达 MKK1 能显著增强植物体
内 CAT1的表达水平和过氧化氢的产生ꎮ MPK6 受
ABA激活ꎬ 但 MPK6 受 ABA 激活的活性在 mkk1
中受到抑制ꎬ 表明 MKK1 ̄MPK6 的级联途径参与
了 ABA诱导的过氧化氢积累过程ꎬ 从而调节种子
萌发和植物抗逆性[9ꎬ 58]ꎮ 有趣的是ꎬ CAT1 在
mpk4 突变体中受 ABA 诱导表达ꎬ 而 MEKK1 ̄
MKK1 / 2 ̄MPK4级联途径在植物抗病原菌侵害中与
维持活性氧稳态有关[59-62]ꎬ 因此 ABA 激活的
MKK1 ̄MPK6 级联途径与 H2 O2 激活的 MKK1 ̄
MPK4级联途径受不同的 MAPKKK 激活ꎬ 处于不
同的信号通路中ꎮ 在 mpk4突变体中 CAT2的表达
量下调ꎬ CAT1和 CAT3 的表达量无明显变化ꎬ 而
在 mkk1 / mkk2双突变体中 CAT2 的表达量没有变
化[61]ꎬ 表明三种过氧化氢酶受两种不同的 MAPK
级联途径调控ꎮ
拟南芥中 mpk9 / mpk12 双突变体表现出失水
快ꎬ 气孔运动对 ABA和 H2O2不敏感ꎬ 其调控机制
与保卫细胞中几丁聚糖调节的气孔关闭有关[10ꎬ63]ꎬ
表明MPK9/ 12是保卫细胞中 ABA信号传导的正调
控因子ꎮ MPK9/ 12的活性受钙离子螯合剂的抑制ꎬ
表明MPK9/ 12处于钙离子的下游ꎻ MPK9/ 12激活
ABA信号转导中的关键成分 SLAC1(Slow Anion
Channel ̄Associated 1) [10]ꎬ 但两者(MPK9/ 12 与
SLAC1)之间的具体调控机制尚不清楚ꎮ ABA 在气
435 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
孔对细菌入侵的先天免疫反应中起调节作用ꎬ 研究
发现 MPK3 / 6和 SA(Salicylic Acid)参与 flag22引
起的气孔关闭调节ꎬ 而 MPK9 / 12 与 OST1(Open
Stomata 1)在此过程中的 ABA 信号转导中起调节
作用[64]ꎮ 此外ꎬ MPK6能激活 Na+ / H+反向运输体
SOS1(Salt Overly Sensitive 1) [65]ꎬ 钙离子依赖蛋
白激酶 CPK3 / 6 可能与 MAPK 途径共同调节气孔
运动[66-69]ꎬ MPK6 可能通过影响钙离子依赖的
SOS1活性调控拟南芥根系的形态建成[70]ꎮ
MKPs(MAPK phosphatases)是一类对 MAPK
级联途径起负调控作用的蛋白磷酸酶ꎮ 拟南芥中已
经发现了 5 种 MKPsꎬ 其中 PHS1(Propyzamide ̄
Hypersensitive 1)能与 MPK18 相互作用ꎬ 调控皮
层微管的稳定性[71]ꎻ 突变体 ph1 ̄3 的种子萌发对
ABA不敏感[72]ꎬ 表明 PH1 ̄3 可能参与了 ABA 信
号转导和 MAPK 级联途径的调控ꎻ 蛋白磷酸酶
IBR5( Indole ̄3 ̄Butyric Acid Response 5)对 ABA
抑制的种子萌发和根生长不敏感[73]ꎬ 它能与
MPK12相互作用并使其去磷酸化[74]ꎬ 表明 IBR5
负调控 MAPK级联途径ꎬ 参与 ABA 信号转导的调
节ꎮ 除了 MKPs 类的蛋白磷酸酶ꎬ PP2Cs 类的蛋
白磷酸酶也参与 MAPK 级联途径的调控ꎬ 其中
ABI1(ABA Insensitive 1)能与MPK6相互作用[75]ꎬ
但其调控机制还不清楚ꎻ PP2C5 能与 MPK3 / 4 / 6
相互作用ꎬ pp2c5 突变体中 MPK3 / 6 活性因受
ABA激活而增强[53]ꎻ AP2C1 与 PP2C5 的同源性
很高ꎬ 它们的单突变体都表现出气孔开度大和种子
萌发对 ABA不敏感的特性[53]ꎮ
4  展望
ABA除了应答植物对生物和非生物胁迫外ꎬ
还参与植物生长发育的很多过程ꎬ 包括种子的发
育ꎬ 调节种子的干燥、 休眠和萌发ꎬ 幼苗的发育ꎬ
营养生长和增殖ꎮ 促分裂原活化蛋白激酶级联途径
是植物长期进化中保守的信号传导方式ꎬ 它通过
MAPKKK ̄MAPKK ̄MAPK的级联效应广泛参与植
物对各种生物胁迫和非生物胁迫的应答ꎬ 从而将外
界的刺激传递到细胞内ꎬ 激活下游激酶或调控转录
因子ꎬ 调控植物的生长发育ꎮ 基因表达分析和酶活
性检测表明ꎬ MAPK 级联途径参与 ABA 信号转导
并与其协同作用ꎬ 应答各种非生物胁迫和调节植物
的生长发育ꎮ 然而ꎬ 由于 MAPK 级联途径的基因
家族成员较多ꎬ 基因功能的冗余性和其信号转导的
收敛和发散形式ꎬ 限制了研究 MAPKs 信号级联途
径的进程ꎻ 同时ꎬ ABA信号转导的组分多为多基因
家族成员ꎬ 基因功能的冗余性限制了 ABA信号转导
的研究进展ꎻ 磷酸化作用是 MAPK级联途径与 ABA
信号转导共同的信号传递方式ꎬ 然而ꎬ 参与 ABA信
号转导的蛋白磷酸酶、 蛋白激酶与 MAPK级联途径
的蛋白激酶间的关系如何ꎬ 目前还知之甚少ꎮ
MAPK下游的激活底物差别很大ꎬ 一个 MAPK
可能有多个底物ꎬ 不同的底物受不同的刺激激活ꎬ
因此ꎬ 对 MAPK下游底物的筛选是完善 MAPK 级
联途径的任务之一ꎮ 目前研究已经表明ꎬ MAPK级
联途径与 ABA 信号转导协同调控植物种子萌发、
气孔运动和根的生长发育ꎬ MAPK 级联途径以
ABA依赖与非依赖的方式调控气孔运动ꎬ 一些信
号分子如一氧化氮和过氧化氢参与 MAPK 级联途
径调控的气孔运动ꎬ 但其具体的调控机制还不清
楚ꎮ MAPK级联途径的抑制因子 PHS1、 IBR5 等
受 ABA 信号转导调控ꎬ 使 MAPKs 去磷酸化ꎬ 但
它们在 ABA信号转导中的功能还是未知的ꎬ 各种
刺激因素是否调节 MAPK 上游参与磷酸化传递的
MAPKKK和 MAPKKꎬ 下游底物有哪些等ꎬ 这些问
题都需要更多的研究来解答ꎮ
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(责任编辑: 刘艳玲)
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