新疆小拟南芥烯醛双键还原酶基因对转基因烟草耐盐性的影响
2018-08-30周童杨立飞夏新宇肖衡黄先忠
石河子大学学报(自然科学版) 2018年3期
周童,杨立飞,夏新宇,肖衡,黄先忠*
(石河子大学生命科学学院,特色植物基因组学实验室,新疆 石河子 832003)
植物在生长过程中会受到多种非生物或生物胁迫,如盐碱、干旱、低温等非生物胁迫因子都是限制植物生长发育和作物产量的重要因素,其中土地盐碱化影响作物的产量、蛋白质合成、光合作用以及能量代谢。盐碱地分布广泛,目前全球盐渍土面积高达10亿hm2,在世界干旱和半干旱地区,约有50%的灌溉土地受到次生盐碱化影响[1]。我国土地盐碱化严重,盐渍化土地约占全球盐渍面积的1/10,其中有3.6×107hm2的盐碱地有待开垦利用[2-3]。因此,研究植物抗盐机理以培育耐盐新品种已成为当代科学工作者的重要课题之一。
在高等植物中有多种抗氧化剂,除谷胱甘肽、抗坏血酸,单宁、醌类、黄酮类以外,许多还原酶也发挥着重要的作用[4]。在盐胁迫条件下,植物体内的活性氧(ROS)会增加,当ROS水平超出防御机制所及范围,细胞就将处于氧化胁迫状态,引发脂质过氧化、蛋白质氧化、核酸损伤和酶失活,并能激活细胞程序性死亡[5-6]。近年来发现的一类碳碳双键还原酶(Alkenal reductase,AER),被证实能通过消除在高浓度ROS环境中产生的α,β-不饱和羰基化合物及丙二醛等有毒亲电子羰基化合物(RCs),参与植物在胁迫条件下的解毒过程[7-10]。例如,火炬松PtPPAER基因编码的双键还原酶通过参与苯基丙酸类的合成在植物防御过程中发挥作用[11-13];拟南芥AtAER1通过催化不饱和双键的还原,消除RCs活性α-碳的亲电性以有效降低RCs的毒害作用[14]。……
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