Abstract During their life cycles, plants are often subjected to periods of fluctuation between water deficit and re-irrigation events. Efficient communication and rapid signaling between the shoot and root systems are needed for adaptive stress responses. Abscisic acid (ABA) and the hydraulic signal are the main long-distance signals responsive to water deficit. Nevertheless, ABA is susceptible to interactions with electrical signals and may not be sufficient as a sign of stress in plants. Therefore, we aimed to investigate the relationship between hydraulic, chemical and electrical signals after a re-irrigation stimulus to induce changes in gas exchange of ABA mutant microtomato plants. Three genotypes of tomato, cultivar Micro-Tom (MT) (MTwt), the isogenic mutant MTnotabilis (MTnot) and transgenic MTsp12::NCED (MTNCED), were exposed to 7, 4 and 11 days under simulated drought conditions, respectively. Then, the plants were re-irrigated and we simultaneously evaluated gas exchange, electric potential and the propagation of action potentials. We found that water deficit affected the water potential of the plants and induced increased depolarization of the plasma membrane electric potential in Mtwt and MTnot. In response to re-irrigation, all genotypes propagated action potentials from root to shoot. In MTwt, the electrical signal induced increases in photosynthesis, stomatal conductance and transpiration rate. By contrast, in ABA-mutants, the gas exchange variables were reduced. These results were related to the effect of ABA and possibly JA on stomatal control and pH changes inactivating photosynthesis.

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动作电位传播对再灌刺激后ABA突变型小番茄气体交换的影响

摘要 在其生命周期中，植物经常经历水分亏缺和再灌溉事件之间的波动时期。适应性应激反应需要芽和根系统之间的有效通信和快速信号传递。脱落酸 (ABA) 和水力信号是响应缺水的主要长距离信号。然而，ABA 易受电信号相互作用的影响，可能不足以作为植物胁迫的标志。因此，我们旨在研究重新灌溉刺激后水力、化学和电信号之间的关系，以诱导 ABA 突变微番茄植物的气体交换变化。番茄的三种基因型，栽培品种 Micro-Tom (MT) (MTwt)、同基因突变体 MTnotabilis (MTnot) 和转基因 MTsp12::NCED (MTNCED)，暴露于 7, 分别在模拟干旱条件下 4 天和 11 天。然后，重新灌溉植物，同时评估气体交换、电位和动作电位的传播。我们发现水分亏缺会影响植物的水势，并导致 Mtwt 和 MTnot 质膜电位的去极化增加。为响应重新灌溉，所有基因型都从根部到芽部传播动作电位。在 MTwt 中，电信号诱导光合作用、气孔导度和蒸腾速率增加。相比之下，在 ABA 突变体中，气体交换变量减少了。这些结果与 ABA 和可能的 JA 对气孔控制和 pH 变化抑制光合作用的影响有关。重新灌溉植物，我们同时评估气体交换、电势和动作电位的传播。我们发现水分亏缺会影响植物的水势，并导致 Mtwt 和 MTnot 质膜电位的去极化增加。为响应重新灌溉，所有基因型都从根部到芽部传播动作电位。在 MTwt 中，电信号诱导光合作用、气孔导度和蒸腾速率增加。相比之下，在 ABA 突变体中，气体交换变量减少了。这些结果与 ABA 和可能的 JA 对气孔控制和 pH 变化抑制光合作用的影响有关。重新灌溉植物，我们同时评估气体交换、电势和动作电位的传播。我们发现水分亏缺会影响植物的水势，并导致 Mtwt 和 MTnot 质膜电位的去极化增加。为响应重新灌溉，所有基因型都从根部到芽部传播动作电位。在 MTwt 中，电信号诱导光合作用、气孔导度和蒸腾速率增加。相比之下，在 ABA 突变体中，气体交换变量减少了。这些结果与 ABA 和可能的 JA 对气孔控制和 pH 变化抑制光合作用的影响有关。我们发现水分亏缺会影响植物的水势，并导致 Mtwt 和 MTnot 质膜电位的去极化增加。为响应重新灌溉，所有基因型都从根部到芽部传播动作电位。在 MTwt 中，电信号诱导光合作用、气孔导度和蒸腾速率增加。相比之下，在 ABA 突变体中，气体交换变量减少了。这些结果与 ABA 和可能的 JA 对气孔控制和 pH 变化抑制光合作用的影响有关。我们发现水分亏缺会影响植物的水势，并导致 Mtwt 和 MTnot 质膜电位的去极化增加。为响应重新灌溉，所有基因型都从根部到芽部传播动作电位。在 MTwt 中，电信号诱导光合作用、气孔导度和蒸腾速率增加。相比之下，在 ABA 突变体中，气体交换变量减少了。这些结果与 ABA 和可能的 JA 对气孔控制和 pH 变化抑制光合作用的影响有关。电信号引起光合作用、气孔导度和蒸腾速率的增加。相比之下，在 ABA 突变体中，气体交换变量减少了。这些结果与 ABA 和可能的 JA 对气孔控制和 pH 变化抑制光合作用的影响有关。电信号引起光合作用、气孔导度和蒸腾速率的增加。相比之下，在 ABA 突变体中，气体交换变量减少了。这些结果与 ABA 和可能的 JA 对气孔控制和 pH 变化抑制光合作用的影响有关。