H2O2参与水杨酸诱导丹参培养细胞中丹酚酸B合成的信号转导
2012-02-09陈红艳刘连成董娟娥夏广东
陈红艳,刘连成,董娟娥,夏广东
1 西北农林科技大学生命科学学院,陕西 杨凌 712100
2 西安陆军学院,陕西 西安 710108
药材丹参为唇形科鼠尾草属植物丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge) 的干燥根及根茎,具有祛瘀止痛、活血通经、清心除烦等功效[1]。丹酚酸B (Sal B) 是丹参中的一种酚酸类物质,以Sal B为代表的酚酸类成分被认为是丹参中发挥药效的活性物质[2]。Sal B的生物合成是植物体细胞内一系列相关信号、酶及基因调控的复杂的生理过程,其合成积累具有可调控性。目前普遍认为,丹参酚酸类次生代谢物主要合成于两条代谢途径——苯丙烷代谢途径和迷迭香酸代谢途径。苯丙氨酸解氨酶 (PAL) 是苯丙烷途径的第一关键酶[3]。在各种生物逆境胁迫下,植物细胞的特征反应之一是苯丙烷代谢途径的激活[4]。L-苯丙氨酸被 PAL催化合成肉桂酸,再由肉桂酸-4-羟化酶 (Cinnamate-4-hydroxylase,CHA) 催化形成4-香豆酸,再转化成咖啡酸;L-酪氨酸被酪氨酸氨基转移酶 (TAT) 催化生成3,4-二羟基苯丙氨酸,由羟苯基丙酮酸还原酶 (Hydroxyphenylpyruvate reductase,HPPR) 催化生成3,4-二羟基苯乳酸,3,4-二羟基苯乳酸和咖啡酸在迷迭香酸合成酶(Rosmarinic acid synthase,RAS) 催化下合成迷迭香酸,再进一步合成Sal B。
水杨酸 (Salicylic acid,SA) 是一种存在于植物体内的酚酸类物质,被认为是一种内源信号调控细胞内氧化物水平从而抵御外界胁迫[5]。当病原体侵害植物时,SA可以快速积累到较高水平,且与 CAT结合并抑制其活性,从而导致细胞内H2O2含量迅速升高。H2O2可以作为信号分子诱导病原相关性蛋白表达以及激活系统获得性抗性活化[6]。已有研究表明,SA在激活植物对抗各种外界胁迫的抗性方面具有重要作用,如外源施加SA可以有效提高芥菜的耐高温性[7],增加黄瓜的耐寒性[8]、抗盐性[9]及抗重金属胁迫能力[10]等。……
