保卫细胞能感知多种环境刺激，通过改变气孔孔径来调节气体和水分进出植物。植物激素ABA调控着植物生长、发育及其对逆境的响应。蛋白磷酸酶2C的A类酶，包括HAB1、ABI1、ABI2、PP2CA等蛋白，被认为是ABA的负调控因子，影响了种子萌发和营养生长。然而，微管在气孔运动中的作用还存在争议，而且PP2CA在ABA介导的气孔运动中与微管的相互关系也研究甚少。本文以拟南芥野生型(WT，生态型Columbia)、T-DNA插入法获得的AtPP2CA敲除突变体(pp2ca)、含绿色荧光蛋白(GFP)标记微管结合蛋白的转基因植株(GFP∷TUA6)，及转GFP∷TUA6的pp2ca突变体为实验材料，选用6天左右的拟南芥子叶，运用药理学、生理学和细胞生物学等方法系统地研究了拟南芥中微管、AtPP2CA、气孔运动三者的相互关系。　　 研究结果表明微管状态与气孔运动密切相关，部分地参与了光诱导的气孔开放过程。一方面，光照诱导微管不断聚合、增多，促使气孔开放。外源加入微管稳定剂taxol后，通过抑制微管解聚、稳定微管并使其排列更有序，促进了光照诱导的气孔开放、抑制了黑暗或ABA诱导的气孔关闭。taxol的效应均具有浓度依赖性，当其浓度达到20μM时，气孔孔径与对照相比具有显著差异。另一方面，在光诱导的气孔开放中，完整的微管结构不是必需的。因为光照下，微管解聚剂oryzalin使微管完全解聚，但气孔仍然保持开放状态。　　 微管参与了黑暗或ABA诱导的气孔关闭。气孔的关闭需要微管解聚，可是微管的解聚不一定引起气孔关闭。ABA或黑暗处理均促使大部分微管解聚成小碎片，呈现随机分布和松散排列状态，最终导致气孔关闭，但气孔关闭程度与微管解聚程度并不相关。当在ABA或黑暗处理中同时加入oryzalin时，发现微管由部分解聚变为全部解聚，但气孔关闭程度仍与ABA单独处理或黑暗处理相似，并没有促进气孔的进一步关闭。ABA与taxol共同或相继处理时，因taxol促使保卫细胞微管重新有序排列，气孔不能关闭。可见，外源ABA或黑暗处理必然诱导保卫细胞微管的解聚；但是，微管的解聚不直接导致或促进气孔关闭。总而言之，微管解聚是气孔关闭的必要条件。　　 杂交并筛选出转GFP∷TUA6的pp2ca突变体的纯合体。qRT-PCR结果表明，GFP蛋白的超表达不会影响AtPP2CA转录。ABA处理拟南芥幼苗实验发现，GFP蛋白的超表达也不会对PP2CA的特性造成影响，可用于研究拟南芥气孔运动中PP2CA与微管的关系。在ABA处理下，突变体pp2ca的气孔关闭程度大于WT，表明PP2CA负调控ABA介导的气孔运动。　　 利用微管专一性药物(taxol和oryzalin)与ABA单独或共同处理WT、pp2ca、pldal来研究拟南芥PP2CA在气孔运动中与微管的关系。对照组中，pp2ca的气孔状态与微管结构与WT、pldal相类似，说明正常状态下，pp2ca在气孔运动及微管状态方面并没有特殊表型。当ABA单独处理时，pldal的气孔开度不变，其保卫细胞微管也排列整齐有序；而pp2ca的气孔较WT更敏感，即气孔关闭程度较WT大。但两者的微管均大部分解聚，并无显著差异。oryzalin单独处理促使三者的微管完全解聚，但气孔均不关闭。taxol单独处理后，通过抑制微管解聚和稳定微管，促进了三者的气孔开放。oryzalin与ABA共同处理时，pldal的微管解聚、气孔关闭；pp2ca和WT的微管状态相同，均完全解聚，但气孔开度与ABA单独处理基本一致，并没有因微管解聚的加剧而减小。taxol缓解ABA诱导的气孔关闭时，WT的气孔开度恢复到接近对照水平，与对照无显著差异；但taxol对pp2ca的作用没有对WT的明显，尽管气孔开度有所恢复，但仍与对照成显著差异。上述实验结果说明PLDa1和PP2CA都是ABA信号通路的重要调节蛋白，但是PP2CA负调控ABA的作用可能并不是通过调控细胞骨架--微管的形态实现的。　　 由此可知，虽然不能编码PP2CA蛋白，但pp2ca与WT在各种处理下，无论气孔运动有无差异，其微管状态都一致，说明在拟南芥中PP2CA并不像PLDa1一样参与微管控制的气孔运动，相反，它可能是与微管并列地、各自独立地调控着气孔运动，它们间无直接作用。