24.0 朵,降低花性雄雌比由 5.11 至 3.22 (Banerjee and Basu, 1992)。四葉期苦瓜苗 株處理 2.5、5、10 mg・L-1 GA3促進苦瓜生成雌花、降低雌花始花節位及降低花性 雄雌比 (Akter and Rahman, 2010)。於苦瓜六至八葉期苗株施用 10、100、500、1000 mg・L-1 GA3皆使雌花百分率較控制組增加,其中以 100 mg・L-1 GA3效果最佳,使雌 花百分率由 15 增加至 23 (Thomas, 2008)。外施 20、40、80 mg・L-1 GA3於八到十 葉期苦瓜‘Uchche’或‘Karela’植株可增加總雌花量、增加雄花始花節位、降低雌花始 花節位及降低花性雄雌比 (Ghosh and Basu, 1982)。於未處理之苦瓜,其內生激勃 素含量隨發育天數逐漸升高,而花性雄雌比也隨之降低,顯示內生激勃素含量與雌 花之生成相關 (Ghosh and Basu, 1983)。
七、 激勃素訊息傳遞於花器分化之研究
激勃素訊息傳遞起始於激勃素與其受體 GA insensitive dwarf 1 (GID1) 之結合,
並促進 GID1 與 DELLA 蛋白之交互作用,而 DELLA 蛋白為下游激勃素反應基因 (GA responsive genes) 之轉錄抑制子 (transcriptional repressor),GID1 與 DELLA 之 複合物 (complex) 會被 SLEEPY1 (SLY1) 辨識並泛素化 (ubiquitinated),藉由 26S 蛋白酶體 (26S proteasome) 途徑降解之,以啟動下游激勃素反應基因 (Dill et al., 2004; Ito and Sun, 2005; McGinnis et al., 2003; Murase et al., 2008)。阿拉伯芥激勃素 缺陷突變體 (GA-deficient mutant) ga1-3 之花器發育遲緩,尤其是雄蕊敗育,導致 雄不稔性 (male sterility) (Hou et al., 2008; Yu et al., 2004)。gid1a gid1b gid1c 三重突 變體 (triple mutant),花絲 (filament) 及花葯 (anther) 因缺乏分化而導致雄蕊敗育 (abortion) (Griffithsa et al, 2006)。
(一) 激勃素藉由 GAMYB 及 micro RNA 調控花器發育
AtMYB33、AtMYB65 及 AtMYB101 具 GAMYB-like 之活性,並具有結合於 LEAFY (LFY) 啟動子上 8 個特異性 (specific) 核苷酸序列之能力,可能參與調控激 勃素誘導開花之訊息傳遞途徑 (Gocal et al., 2001)。myb33 myb65 雙突變株花粉母 細胞萎縮,導致花葯發育缺陷 (Millar and Gublera, 2005)。水稻 Oryza sativa GAMYB (OsGAMYB) 主要表現於糊粉層 (aleurone)、花序莖頂組織 (inflorescence shoot apical region)、雄蕊原基及絨氈層 (tapetum),顯示 OsGAMYB 為花器及發粉發育之
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重要因子 (Kaneko et al., 2004)。microRNA 159 (miR159) 會導致編碼 GAMYB 之 mRNA 降解,而 miR159 會受激勃素抑制 DELLA 蛋白所調控;增加 miR159 之表 現量會導致 LFY 表現量下降、延緩開花及花葯發育受阻 (Achard et al., 2004)。
(二) 激勃素抑制花器同源異型基因
突變 rga-t2 及 rgl2-1 可大幅恢復 ga1-3 突變體之花器發育,外施激勃素可迅速 提升 ga1-3 突變體之 AP3、PI 及 AGAMOUS (AG) 的轉錄量;花器同源異型 (homeotic) 基因會受 RGA 之表現所抑制,但 LFY 及 AP1 則不受影響;過量表現 AG 可部分回復 ga1-3 突變體之花器發育,顯示激勃素藉由拮抗 DELLA 蛋白之作 用,使花器能持續發育 (Yu et al., 2004)。
(三) 激勃素藉由茉莉酸調控雄蕊發育
阿拉伯芥 R2R3-MYB 轉錄因子 MYB21、MYB24 及 MYB57 為雄蕊發育必要 之轉錄因子,myb21-t1 myb24-t1 myb57-t1 三重突變會導致雄蕊萎縮、雄不稔等性 狀,而 DELLA 蛋白會抑制 MYB21、MYB24 及 MYB57 之表現 (Cheng et al., 2009;
Mandaokar et al., 2006);MYB21、MYB24 及 MYB57 於茉莉酸 (jasmonate, JA) 不足 突變體 (JA-deficient mutant) oxophytodienoate reductase 3 (opr3) 表現量降低,而外 施茉莉酸能成功誘導三者之表現 (Mandaokar et al., 2006)。外施激勃素於 opr3 無法 誘導 MYB21、MYB24 及 MYB57 之表現,而外施茉莉酸於 ga1-3 gai-t6 rgat2 rgl1-1 rgl2-1 五重突變體 (penta mutant) 能成功誘導 MYB21、MYB24 及 MYB57 之表現,
其中激勃素反應基因 GA3ox1、GA20ox1 及 GA2ox1 表現量無顯著變化,顯示外施 茉莉酸並非藉由誘導激勃素之生成調控 MYB21、MYB24 及 MYB57 之表現 (Cheng et al., 2009)。lipoxygenase 1 (LOX1) 於 ga1-3 表現量顯著降低,而於 ga1-3 gai-t6 rga-t2 rgl1-1 四重突變體 (quadruple mutants) 則恢復其表現量,顯示 LOX1 為激勃 素誘導型基因;defective anther dehiscence 1 (DAD1) 於 ga1-3 及 ga1-3 gai-t6 rga-t2 rgl1-1 之表現量約為 20%野生型表現量,而於 ga1-3 gai-t6 rgat2 rgl1-1 rgl2-1 之表 現量約為 60%野生型表現量,顯示激勃素可能藉由抑制 RGL2 調控 DAD1 之表現 (Cheng et al., 2009)。
Coronatine insensitive1 (COI1) 接 受茉 莉酸訊 號後, 結合至 jasmonate-ZIM
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domain proteins (JAZs),並誘導 26S 蛋白酶體途徑降解之,進而調解各種茉莉酸反 應 (Katsir et al., 2008)。以酵母菌雙雜合系統 (yeast two-hybrid system) 篩選阿拉伯 芥中與 JAZs 具交互作用之蛋白,其中 MYB21、MYB24 及 MYB57 與 JAZ1、JAZ8 及 JAZ11 具交互作用 (Song et al., 2011)。myb21 myb24 雙突變株 (double mutant) 於花粉成熟、花葯開裂 (anther dehiscence) 及花絲伸長 (filament elongation) 具缺 陷,因此導致雄不稔性;過量表現 MYB21 於茉莉酸受體突變株 coi1-1,可部分回 復雄稔性,但無法回復其他茉莉酸所調控之性狀,推測 JAZ 與 MYB21、MYB24 及 MYB57 相互作用以降低 MYB21、MYB24 及 MYB57 之調控功能 (Song et al., 2011)。
施用1 μM 激勃素或 1 μM 巴克素 (paclobutrazol, PAC) 於阿拉伯芥 35S:JAZ1-GUS 轉殖株,顯示茉莉酸誘導之 JAZ1-35S:JAZ1-GUS 並無受到激勃素或巴克素之影響,而 激勃素或巴克素卻會影響茉莉酸反應基因 (JA-responsive genes) 於 coi1-1 突變株 之表現;in vitro pull-down assay 顯示 His-MYC2 與 JAZ1 之交互作用會受 GST-RGA 之影響,而 His-MYC2 亦降低 GST-GST-RGA 與 His-JAZ1 之交互作用,顯示 DELLA 蛋白會與 MYC 競爭結合至 JAZ 而調控茉莉酸訊息傳遞 (Hou et al., 2010)。
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參、 材料與方法