シロイヌナズナの野生型およびABI1およびABI2変異体のガード細胞スローアニオンチャネルの微分アブシジン酸調節

アブシジン酸（ABA）は重要な生理学的反応を調節し、ABAシグナル伝達カスケード内の多くのイベントがまだ特定されていません。遺伝的シグナル伝達変異体の定量分析を可能にするために、野生型およびABA無関心な（ABI）変異体から以前にアクセスできなかったシロイヌナズナのガード細胞を使用して、パッチクランプ実験を開発し、実行しました。ABA誘発気孔閉鎖において、速度制限の役割を果たすために、スローアニオンチャネルが提案されています。現在、ABAが野生型ガード細胞のスローアニオンチャネルを強く活性化することを直接実証しています。さらに、ABA誘発性アニオンチャネルの活性化と気孔の閉鎖は、タンパク質ホスファターゼ阻害剤によって抑制されました。ABI1-1およびABI2-1変異体ガード細胞では、ゆっくりとアニオンチャネルのABA活性化とABA誘発性気孔閉鎖が廃止されました。ABAシグナル伝達のこれらの障害は、ABI1のキナーゼ阻害剤によって部分的に救助されましたが、ABI2ガード細胞では救助されませんでした。これらのデータは、ABI2軌跡が初期ABAシグナル伝達を破壊し、ABI1とABI2がカスケードのさまざまなステップでABAシグナル伝達に影響し、プロテインキナーゼがシロイヌナズナのABAシグナル伝達の陰性調節因子として作用するという細胞の生物学的証拠を提供します。ABAシグナル伝達経路の新しいモデルとABI1、ABI2、およびプロテインキナーゼとホスファターゼの役割について説明します。

Abscisic acid (ABA) regulates vital physiological responses, and a number of events in the ABA signaling cascade remain to be identified. To allow quantitative analysis of genetic signaling mutants, patch-clamp experiments were developed and performed with the previously inaccessible Arabidopsis guard cells from the wild type and ABA-insensitive (abi) mutants. Slow anion channels have been proposed to play a rate-limiting role in ABA-induced stomatal closing. We now directly demonstrate that ABA strongly activates slow anion channels in wild-type guard cells. Furthermore, ABA-induced anion channel activation and stomatal closing were suppressed by protein phosphatase inhibitors. In abi1-1 and abi2-1 mutant guard cells, ABA activation of slow anion channels and ABA-induced stomatal closing were abolished. These impairments in ABA signaling were partially rescued by kinase inhibitors in abi1 but not in abi2 guard cells. These data provide cell biological evidence that the abi2 locus disrupts early ABA signaling, that abi1 and abi2 affect ABA signaling at different steps in the cascade, and that protein kinases act as negative regulators of ABA signaling in Arabidopsis. New models for ABA signaling pathways and roles for abi1, abi2, and protein kinases and phosphatases are discussed.