影响其他生理过程。研究证实,水分胁迫能引起叶片ABA增多,一般接近中度水分胁迫时开始增多,在Ψp接近于零时大量增加。
干旱时ABA积累的主要生理效应是促使气孔关闭,防止水分进一步丢失。根系(特别是根尖)在缓慢脱水的情况下能合成大量ABA,并随蒸腾流转运到地上,直接作用于保卫细胞,促使气孔关闭,因此来自根部的ABA作为一种信号(称为根源信号)转导到地上部分,引起茎叶作出相应的防卫反应,防止水分的进一步流失。也有实验证明,ABA积累能够增加根系对水分的透性,促使离子转入木质部,因而有利于根的吸水和离子转运。
水分胁迫促使根部CTK的合成减少,地上部分CTK的化学转化加快,因而使CTK的含量迅速下降。已知CTK能维持和促进气孔的开放,减少根细胞对水分的透性。因此水分胁迫下CTK/ABA值降低可能是植物的一种保护性反应,有利于植物保持较好的水分状况。此外,水分胁迫也能刺激多种植物的叶片、幼果释放大量的乙烯,引起落叶落果。乙烯引起的这种落叶落果虽然有利于植物减轻损伤,但对生产是不利的。
气孔保卫细胞中ABA信号转导机制:
当ABA与质膜上的受体结合后,诱导细胞产生活性氧(ROS),如过氧化氢和超氧阴离子,它们作为第二信使激活质膜的钙离子通道,使胞外钙离子流入胞内;同时ABA还使细胞内的cADPR(环化ADP核糖)和IP3水平升高,它们又激活液泡膜上的钙离子通道,使液泡向胞质释放Ga2+;另外,胞外Ga2+的流入还可以启动胞内发生钙震荡并促使Ga2+从液泡中释放出来。胞外Ga2+的流入和胞内液泡Ga2+的释放使胞质中Ga2+浓度增加10倍以上。Ga2+浓度升高会阻断K+流入的通道,促进质膜Cl-通道的开放,Cl-流出导致质膜产生去极化(depolarization);Ga2+浓度的升高还抑制质膜质子泵,细胞内pH升高,进一步发生去极化作用。去极化导致向外流出的K+通道活化,K+和Cl-先从液泡释放到胞质中,进而又通过质膜上的钾离子和阴离子通道向胞外释放,降低保卫细胞膨压,导致气孔的关闭。
ABA使气孔关闭。ABA通过增加胞质Ca2+浓度,间接地激活K+、Cl- 流出和抑制K+流入,降低保卫细胞膨压。IAA 、CTK促进气孔开放。
植物生理的分子生物学研究趋势和进展
目前,以分子生物学的思想、方法和技术研究植物生命活动规律方面的主要进展大致可概括为三点:
一是运用基因克隆技术获得了许多与植物生命活动过程有关的基因,如与光合作用有关的RUBP羧化酶大、小亚基基因、在生长发育过程中有重要作用的光敏色素和钙调素基因、在植物氮代谢中起重要作用的硝酸还原酶基因及与果实成熟有关的聚半乳糖醛酸酶基因等;
二是利用植物细胞转化及基因转移技术获得一大批转基因植物,使得对基因表达的调控进行分析研究成为可能;
三是各种转化植物和突变体的获得为深入研究某一特定基因产物在有关生理过程中的作用提供了一种有力手段。
由上述几方面进展可以看到,分子生物学不仅没有取代植物生理学,反而为其研究
提供了新的技术、新的观念和新的思考问题的方式,使传统植物生理学方法难以解决的问题得到解决,丰富了植物生理学的研究内容,强化了植物生理学的研究方法, 极其有力的推动了植物生理学的发展。

