拟南芥芥子酸酯对uv-b辐射的响应

芥子酸酯(sinapateesters)是拟南芥和其他十字花科植物中大量存在的一类具有紫外吸收作用的羟基肉桂酸衍生物,有研究表明其紫外吸收能力甚至强于类黄酮。以模式植物拟南芥(arabidopsisthaliana)为实验材料,通过施加低强度(40μw/cm2)、相对长时间(7d)的uv-b辐射,考察了拟南芥幼苗和成苗芥子酸酯组分(芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸)和含量及合成途径关键酶编码基因表达水平对uv-b辐射的响应。经过7d的uv-b辐射处理,拟南芥幼苗和成苗的芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸含量均高于对照植株,芥子酸酯表现为响应uv-b辐射而积累。无论是幼苗还是成苗,叶片中芥子酰苹果酸的含量都要比芥子酰葡萄糖高出一个数量级,而且在uv-b处理过程中观察到芥子酰葡萄糖含量减少而芥子酰苹果酸含量增加,催化芥子酰葡萄糖生成芥子酰苹果酸的芥子酰葡萄糖苹果酸转移酶编码基因的表达水平也显著提高,说明芥子酰苹果酸在拟南芥叶片响应uv-b辐射过程中起重要作用并优先合成。另外,拟南芥幼苗中两种芥子酸酯的含量是成苗中的数十倍之多,芥子酸酯合成途径关键酶编码基因fah1和sng1的相对表达量也显著高于成苗。同时,在响应uv-b辐射的过程中,幼苗中芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸含量的变化幅度(分别是7.01％、6.05％)远远低于成苗叶片中芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸含量的变化幅度(分别是21.88％、70.63％),这可能意味着拟南芥叶片中芥子酸酯对于uv-b辐射的防护作用,幼苗属于组成型防御(constitutivedefense),而到成苗则转变为诱导型防御(inducibledefense)。