2017-07-19
SlARF10，番茄生长素响应因子，受Sl-miR160的转录调控。通过表达SlARF10（mSlARF10），发现其小叶叶片比较窄，叶片上有较大的气孔但密度比较低。35S：mSlARF10-6植株和野生型WT相比， 其窄型离体叶片失水较多。研究发现了之前未识别到的一个叶片失水调控因素，以及在这个重要过程中生长素和ABA信号协调作用的互作网络关系。miR160调控ARF10，来维持叶片中的水平衡，以保证正常的植株生长和环境适应性。
1、研究发现在35S：mSlARF10-6植株和野生型WT中，实际的失水量和计算的气孔的失水量是不一致的，表明他们存在导水率差异。过表达mSlARF10可能会通过蒸腾作用增加了转基因植株的叶片的失水量。35S:mSlARF10-6叶片的导水率要比WT中显著提高（图1b）。结果显示mSlARF10过表达不仅改变叶片性状，而且影响导水率。
图1，过表达mSlARF10增加了叶片失水。a：叶片失水率，b：叶片导水率
2、用ABA（脱落酸）和HgCl2做预处理，验证在35S：mSlARF10中有较高的导水率，这和其有较大的气孔和较高活性水通道蛋白相关（AQPs）。ABA处理的条件下，35S：mSlARF10-6有着较高的敏感性，气孔会迅速关闭。在WT的0-24h的脱水处理中，内源性ABA的积累逐渐增加。ABA敏感性实验检测SlARF10是否和ABA信号传导相关。在35S:mSlARF10-6和WT叶片中，ABA处理可能减少了失水（图2）。ABA处理的35S:mSlARF10-6中叶片的失水很大程度的下降，将近20%。ABA处理的WT的叶片失水量在脱水处理6h后，比脱水处理6h前还低。35S:mSlARF10-6中失水速度比WT中要高，但是ABA处理后，在脱水处理6h前要比WT中要慢很多。这表明在早期的脱水处理中，ABA在35S:mSlARF10-6叶片中对失水的抑制作用要比WT中要大。
图2，不同处理条件下，叶片的失水率
3、RNA测序表明5种AQP相关的基因，14种ABA合成/信号传导基因和2种气孔发育基因，在35S：mSlARF10-6植株中明显被改变，这一结果被qRT-PCR验证。用WT和35S:mSlARF10-6的15个叶片做RNA测序，检测35S:mSlARF10-6叶片对整体ABA合成，信号传导，和AQP基因表达的影响。结果发现在35S:mSlARF10-6样本中发现5个显著上调的QP基因，2个ABA合成和12个信号/响应显著上调或下调的基因（表1）。
表1，叶片中差异性上调的AQPs，ABA和气孔发育相关的基因
4、实验发现，SlARF10通过调节气孔开合度来缓和失水现象，增强了ABA合成/信号响应；也通过影响气孔的形成和AQP的表达来影响水的运输，二者一起协调控制番茄叶片的失水。
构建互作反应的网络图，说明miR160在ARF10在植物水压环境中的调控作用中的精确作用（图3）。该模式说明ABA-植物生长素相互作用对控制失水的影响。当生长素信号被激活，Aux/IAA被分解，ARF10被高水平转录。尽管ARF10可以通过ABA合成基因活跃的表达增强ABA含量，通过ABI5表达增强ABA信号，最后导致干旱是气孔关闭。适当表达水平受miRNA160调控的ARF10，可能在叶片发育中维持叶片水平衡和适应水压中有着重要的作用。
图3，针对miR160调控的ARF10在对叶片失水的响应中起的作用提出了一种互作模式
结论：
1、 mSlARF10的过表达导致叶片变窄和更高的失水率
2、 mSlARF10的过表达通过影响ABA合成和信号传导调控气孔关闭
3、 mSlARF10的过表达诱导叶片表皮的AQP表达
4、 受miR160调控的SlARF10控制叶片中生长素和ABA对失水现象的响应
