H2O2 mediates the crosstalk of brassinosteroid and abscisic acid in tomato responses to heat and oxidative stresses.
H2O2 mediates the crosstalk of brassinosteroid and abscisic acid in tomato responses to heat and oxidative stresses.
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DOI：
10.1093/jxb/eru217
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发表时间：
2014-08
影响因子：
6.9
通讯作者：
Yu JQ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou J;Wang J;Li X;Xia XJ;Zhou YH;Shi K;Chen Z;Yu JQ
油菜素类固醇诱导 RBOH1-NADPH 氧化酶积累 H2O2，首先诱导 ABA 生物合成和胁迫耐受性，进而导致质外体和叶绿体中 H2O2 的产生延长以及胁迫耐受性。 H2O2 的产生对于油菜素类固醇 (BR) 和脱落酸 (ABA) 诱导的植物胁迫耐受性至关重要。在本研究中，研究了番茄中 BR 和 ABA 在诱导 H2O2 产生中的关系及其在响应热和百草枯 (PQ) 氧化应激中的作用。 BR 和 ABA 均诱导野生型植物中 RBOH1 基因表达、NADPH 氧化酶活性、质外体 H2O2 积累以及热和 PQ 胁迫耐受性的增加。与野生型植物相比，BR 只能在 ABA 生物合成突变体 notabilis (not) 中诱导这些反应的短暂增加，而 ABA 在 BR 生物合成突变体 d ^im 中诱导这些反应的强烈和持久的增加。 BR 生物合成突变体中 ABA 水平降低，但外源 BR 可使 ABA 水平升高。 RBOH1 沉默会损害 BR 诱导的质外体 H2O2 产生、ABA 积累和 PQ 应激反应；然而，在 RBOH1 沉默的植物中，ABA 诱导的 PQ 胁迫反应基本没有变化。 BR 诱导应激耐受性，涉及正反馈机制，其中 BR 诱导 NADPH 氧化酶快速瞬时产生 H2O2。该过程反过来会触发 ABA 生物合成的增加，导致 H2O2 产量进一步增加并延长胁迫耐受性。 ABA 诱导质外体和叶绿体区室中 H2O2 的产生。
Brassinosteroids induce H2O2 accumulation from RBOH1-NADPH oxidase, which first induces ABA biosynthesis and stress tolerance, in turn leading to prolonged H2O2 production in both apoplast and chloroplast and stress tolerances. The production of H2O2 is critical for brassinosteroid (BR)- and abscisic acid (ABA)-induced stress tolerance in plants. In this study, the relationship between BR and ABA in the induction of H2O2 production and their roles in response to heat and paraquat (PQ) oxidative stresses were studied in tomato. Both BR and ABA induced increases in RBOH1 gene expression, NADPH oxidase activity, apoplastic H2O2 accumulation, and heat and PQ stress tolerance in wild-type plants. BR could only induced transient increases in these responses in the ABA biosynthetic mutant notabilis (not), whereas ABA induced strong and prolonged increases in these responses in the BR biosynthetic mutant d ^im compared with wild-type plants. ABA levels were reduced in the BR biosynthetic mutant but could be elevated by exogenous BR. Silencing of RBOH1 compromised BR-induced apoplastic H2O2 production, ABA accumulation, and PQ stress responses; however, ABA-induced PQ stress responses were largely unchanged in the RBOH1-silenced plants. BR induces stress tolerance involving a positive feedback mechanism in which BR induces a rapid and transient H2O2 production by NADPH oxidase. The process in turn triggers increased ABA biosynthesis, leading to further increases in H2O2 production and prolonged stress tolerance. ABA induces H2O2 production in both the apoplastic and chloroplastic compartments.
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