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蛋白酶抑制剂对含水生菜种子耐冻性的影响

2021-04-06鲍红艳邓佳宝刘宝林韩颖颖

亚热带植物科学 2021年6期

鲍红艳,于 影,邓佳宝,刘宝林,韩颖颖

(上海理工大学健康科学与工程学院/生物医学技术研究院,上海 200093)

植物种子根据贮藏特性的不同可以分为3类:正常型、顽拗型和中间型[1]。正常型种子含水量较低,不易被低温所影响,因此种子自身对于低温胁迫具有一定的抵抗能力[2]。相反,顽拗型种子在发育末期不经历成熟脱水,脱落时水分含量较高,对低温和脱水较敏感,因此脱水和低温对其影响较大[3]。顽拗型种子长期贮藏困难较大,对顽拗型种子贮藏的研究具有重要意义。生菜(Lactuca sativa)种子是正常型种子,但含水生菜种子能模拟顽拗型种子的含水状况,是研究种子含水量和低温保存关系的模式材料[4]。

植物种子在低温条件下会产生一定的抗冷反应,通过调控相关基因转录表达,调节有关蛋白质合成,提高种子内超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性、产生新的蛋白成分、积累更小分子量球蛋白多肽等,进而提高种子抗冻性[5]。当种子受到低温冷害时,种子内的变化最先且主要发生在细胞膜上[6]。研究表明,提高种子内SOD活性以及提高羟自由基清除能力有利于维持机体内自由基平衡,稳定植物细胞膜[7—8]。Laskowski等[9]研究表明,蛋白酶抑制剂可阻止生物细胞膜发生不良蛋白水解反应。许雷等[10]提出蛋白酶抑制剂的靶标主要是植物体内的半胱氨酸蛋白酶,即巯基蛋白酶。半胱氨酸蛋白酶负责逆境胁迫下受损或者变性蛋白的降解,为新蛋白合成提供肽段或游离氨基酸[11]。……

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