逆境条件下植物体内脱落酸含量

在逆境条件下，植物体内脱落酸（ABA，Abscisic Acid）的含量通常会显著升高。脱落酸作为植物体内重要的 “应激激素”，在响应干旱、高盐、低温、高温、重金属胁迫等多种非生物逆境及部分生物逆境（如病原菌侵染）中发挥关键作用，其含量变化与植物抗逆性密切相关。以下是具体分析：

一、逆境诱导 ABA 含量升高的普遍现象

1. 干旱胁迫
   当植物遭受水分亏缺时，根系和叶片会迅速合成 ABA。例如，叶片缺水时，保卫细胞周围的 ABA 浓度升高，通过信号转导促使气孔关闭，减少蒸腾作用，维持水分平衡。研究表明，干旱处理数小时内，植物叶片 ABA 含量可增加数十倍甚至上百倍。
   

2. 高盐胁迫
   盐胁迫下，植物细胞内离子失衡引发渗透胁迫，激活 ABA 合成途径。ABA 通过调控离子通道（如促进 Na⁺外排、抑制 Na⁺吸收）和增强渗透调节物质（如脯氨酸、可溶性糖）的积累，减轻盐离子对细胞的损伤。
   

3. 低温与高温胁迫
   低温环境中，ABA 含量上升可诱导抗冻基因（如 COR 基因）表达，促进细胞膜稳定性；高温胁迫下，ABA 参与调控热激蛋白合成，增强细胞耐热性。
   

4. 其他逆境
   重金属、紫外线、机械损伤等逆境也会通过激活 ABA 合成关键酶（如 NCED，9 - 顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶）的活性，导致 ABA 快速积累。
   

二、ABA 合成与代谢的调控机制

• 合成途径：ABA 主要在叶绿体和细胞质中通过类胡萝卜素降解途径合成。逆境条件下，编码 NCED 等关键酶的基因表达上调，加速 ABA 前体（如玉米黄质）转化为 ABA。
• 代谢平衡：ABA 的失活依赖于 ABA 8'- 羟基化酶（CYP707A）介导的降解过程。逆境初期，合成速度远超降解，导致 ABA 含量骤升；逆境缓解后，降解途径增强，ABA 水平逐渐回落。

三、ABA 含量升高的生理意义

1. 调控气孔行为：通过抑制保卫细胞质子泵活性、促进阴离子外流，快速关闭气孔，减少水分散失（干旱时尤为重要）。
2. 诱导抗逆基因表达：ABA 作为信号分子，激活下游转录因子（如 AREB/ABF 家族），调控脯氨酸合成酶、LEA 蛋白等抗逆相关基因的表达，增强细胞渗透调节能力。
3. 抑制生长与促进休眠：逆境下，ABA 通过抑制细胞分裂和伸长，将能量优先分配至抗逆过程；同时，促进种子休眠，避免不利环境下发芽。
4. 维持细胞稳态：通过调节离子转运、抗氧化系统（如增强 SOD、POD 活性），减轻氧化损伤和离子毒害。

四、特殊情况与争议

尽管多数逆境诱导 ABA 含量升高，但不同植物种类、器官或逆境强度可能存在差异。例如：

• 某些耐逆品种在轻度逆境下 ABA 增幅较小，但信号响应更高效；
• 淹涝胁迫初期，部分植物根系 ABA 含量可能短暂下降（因缺氧抑制合成），随后随胁迫加剧而升高。

总结

逆境条件下，植物通过快速积累脱落酸，启动一系列抗逆反应，是长期进化形成的重要生存策略。ABA 含量的动态变化不仅是逆境胁迫的 “信号指标”，更是植物整合环境信号、协调生理响应的核心调控机制。这一过程涉及复杂的基因表达调控、信号转导和代谢网络，是当前植物抗逆分子生物学研究的热点领域之一。