陆地棉脂氧合酶家族基因的生物信息学及表达分析
2021-05-24韩立军刘萌萌刘宝玲王志龙薛金爱李润植
山西农业科学 2021年5期
韩立军,刘萌萌,刘宝玲,王志龙,薛金爱,李润植
(山西农业大学分子农业与生物能源研究所,山西太谷030801)
脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX)广泛存在于动植物及真菌中,属氧化还原酶,是一种含非血红素铁的蛋白,酶蛋白由单肽链组成,专一催化具有顺,顺-1,4 戊二烯结构的不饱和脂肪酸的加氧反应[1]。在植物中,LOX 的作用底物主要是亚油酸和亚麻酸[2],其中,9-LOX 和13-LOX 分别能够催化底物生成9S- 氢过氧化十八碳二烯酸(9-HPOD)和13S- 氢过氧化十八碳二烯酸(13-HPOD),之后又经过一系列代谢途径和酶促反应,最终生成氧脂素(Oxylipins)[3],氧脂素可增强植物抗逆性[4]。研究发现,LOX具有促进种子萌发过程中储藏脂质(TAG)的降解、调控植物营养器官的生长发育、增强植物抵抗生物与非生物胁迫以及产生植物特有香气等功能[5]。LOX 是茉莉酸(JA)合成途径中的第1 个关键酶[6-7],进而诱导抗逆基因表达以抵御环境胁迫。研究还发现,LOX 基因在植物的根、茎、叶、花、果实、种子等组织中均有差异表达[8];番茄中14 个LOX 在热、冷、干旱、盐4 种非生物胁迫下呈现出不同的表达量[9],其中,冷胁迫是影响农作物产量和品质的重要因素之一。
棉花是我国重要的纤维作物和油料作物,在我国经济发展中具有不可或缺的作用[10]。研究表明,棉花起源于亚热带,适合生长在温暖的气候环境中,而在我国北方棉区,气候寒凉,在棉花生长早期可能会遇到倒春寒等低温天气,不仅会使植物细胞膜流动性减弱,细胞通透性增大,导致内容物流失,严重影响棉花发育,而且会造成植物死亡[11-13];……
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