小麥葉綠體過氧化物氧還酶基因TaBAS1的功能研究.pdf

1、小麥?zhǔn)侵匾霓r(nóng)作物，然而小麥屬于甜土植物，對高鹽的耐受性低，因此鑒定耐逆相關(guān)基因，并應(yīng)用于小麥分子育種非常重要。實驗室前期，將小麥漸滲系耐鹽品種山融3號(SR3)及其親本濟(jì)南177(JN177)的全蛋白質(zhì)組和葉綠體蛋白質(zhì)組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了SR3的耐逆基礎(chǔ)是較強的氧化還原平衡維持能力，并且葉綠體與這個耐逆基礎(chǔ)密切相關(guān)。
　　本論文基于葉綠體和SR3耐逆基礎(chǔ)間的密切聯(lián)系，鑒定了一個在SR3和JN177間差異表達(dá)的氧化還原相關(guān)蛋白過氧化

2、物氧還酶2-Cys peroxiredoxin基因TaBAS1，開展了以下工作。
　　利用在擬南芥原生質(zhì)體和煙草葉片中瞬時表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)TaBAS1定位于葉綠體。定量PCR分析顯示，TaBAS1能夠響應(yīng)高鹽和氧化等脅迫，暗示它參與非生物脅迫應(yīng)答通路。
　　為了驗證TaBAS1的生物學(xué)功能，我們構(gòu)建了TaBAS1異源過表達(dá)擬南芥轉(zhuǎn)基因植株。結(jié)果顯示，在萌發(fā)以及幼苗階段，TaBAS1過表達(dá)株系均增強了對鹽脅迫的耐受性。鹽脅迫能夠

3、誘導(dǎo)滲透脅迫、ABA大量合成及ROS過度富集引起的氧化脅迫。TaBAS1過表達(dá)不改變擬南芥對滲透脅迫的耐受性及ABA的敏感性，但提高了對甲基紫精(MV)處理模擬的氧化脅迫。與野生型相比，TaBAS1過表達(dá)系中部分ROS清除酶編碼基因表達(dá)量增加，但鹽脅迫下ROS水平降低。結(jié)果顯示，TaBAS1通過增強ROS清除能力、提高氧化脅迫抗性來增強耐鹽能力。但是，TaBAS1過表達(dá)不增強對外源H2O2的抗性，暗示TaBAS1對不同ROS的抗性特異性

4、。
　　與野生型相比，TaBAS1過表達(dá)系中ROS產(chǎn)生相關(guān)酶NADPH氧化酶(NOX)編碼基因表達(dá)上調(diào);NOX抑制劑抑制NOX活性時，TaBAS1過表達(dá)系的耐鹽和抗MV誘導(dǎo)的氧化能力與野生型無顯著差異。結(jié)果表明，TaBAS1改變了ROS合成和清除相關(guān)酶組成的氧化還原平衡，并且TaBAS1的耐逆能力依賴NOX。
　　葉綠體中的2-Cys peroxiredoxin與NADPH依賴性硫氧還蛋白還原酶C(NTRC)可以發(fā)生相互作用

5、，是葉綠體氧化還原系統(tǒng)的核心組分。與野生型相比，正常條件下TaBAS1過表達(dá)系中NTRC表達(dá)無明顯變化，但NaCl和MV處理下表達(dá)量明顯較高。NTRC抑制劑抑制NTRC活性時，TaBAS1過表達(dá)系的耐鹽和抗MV誘導(dǎo)的氧化能力與野生型無顯著差異。結(jié)果表明，TaBAS1的耐逆能力依賴NTRC，并暗示TaBAS1可能和NTRC協(xié)同作用，改變了脅迫條件下葉綠體氧化還原系統(tǒng)，并進(jìn)一步影響了整個細(xì)胞的氧化還原穩(wěn)態(tài)，提高耐鹽能力。
　　綜上，我