谷氧還蛋白GRX在番茄溫度脅迫響應(yīng)中的作用.pdf

1、番茄（Solanum lycopersicum）是茄科的重要代表植物，由于它較高的產(chǎn)量和豐富的番茄紅素，經(jīng)濟(jì)利用范圍廣泛，是目前設(shè)施栽培面積最大的蔬菜之一，生長(zhǎng)發(fā)育易受到不利環(huán)境條件的影響，溫度脅迫是影響番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因子之一，因此，研究如何克服和緩解這些逆境脅迫，特別是溫度脅迫對(duì)保證番茄生產(chǎn)，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)具有十分重要的指導(dǎo)意義。
　　利用病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)VIGS獲得谷氧還蛋白(Glutaredoxin，GRX)基

2、因沉默植株，從基因組分析、光合電子傳遞和非生物脅迫抗性的角度研究了谷氧還蛋白的生物功能，并探討了GRX介導(dǎo)的油菜素內(nèi)酯BRs對(duì)番茄低溫抗性和細(xì)胞氧化還原狀態(tài)的調(diào)控。BRs具有增強(qiáng)作物抗逆性的效果，但其信號(hào)途徑和具體涉及的蛋白響應(yīng)機(jī)制還不十分清楚。本文以番茄（Solanum lycopersicum）為實(shí)驗(yàn)材料，利用BRs合成突變體dim、DWARF過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因材料、RBOH-RNAi轉(zhuǎn)基因材料，研究了內(nèi)外源BRs對(duì)植株低溫抗性的影響以及

3、RBOH在BR調(diào)控植株抗性過(guò)程中的關(guān)鍵作用;
　　研究所得主要結(jié)果如下:
　　1.對(duì)番茄谷氧還蛋白GRXs家族的全基因組進(jìn)行了分析。通過(guò)SGN，NCBI和其它數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵詞搜索和序列比對(duì)從番茄基因組中找到44個(gè)番茄GRXs基因或同源基因。對(duì)番茄和擬南芥GRXs進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析。
　　2.確定了GRXs與番茄植株光合電子傳遞和非生物脅迫響應(yīng)之間的聯(lián)系。通過(guò)VIGS技術(shù)，構(gòu)建了10個(gè)SlGRX沉默植株，SlGRX沉默誘導(dǎo)

4、Y(NA)（受體側(cè)限制引起的PSI非光化學(xué)能量耗散的量子產(chǎn)量）和Y(ND)（供體側(cè)限制引起的PSI非光化學(xué)能量耗散的量子產(chǎn)量）的顯著增加，對(duì)PSI電子傳遞和光保護(hù)能力產(chǎn)生顯著影響，且SlGRX沉默增加了番茄對(duì)百草枯和高溫脅迫的敏感性，結(jié)果表明GRXs參與調(diào)控番茄植株光合電子傳遞和非生物脅迫響應(yīng)，其中SlRXS14、SlGRXS17、SlGRXC2、SlGRXS12這幾個(gè)基因沉默植株受到的脅迫較明顯。
　　3.明確了GRXs在番茄高

5、溫脅迫中的作用。SlGRXS14、SlGRXS17、SlGRXC2、SlGRXS12、SlGRXS1基因沉默增加了高溫脅迫下細(xì)胞膜脂過(guò)氧化水平、ROS的積累和2-CP蛋白的氧化狀態(tài)，并抑制了抗氧化酶活性，降低了GSH/GSSG的比例，從而抑制卡爾文循環(huán)關(guān)鍵基因表達(dá)及酶活性，降低CO2同化速率。這些結(jié)果表明，GRXs參與調(diào)控細(xì)胞氧化還原狀態(tài)和高溫脅迫響應(yīng)作用。
　　4.明確了GRXs和RBOH在BRs調(diào)控番茄低溫脅迫響應(yīng)中的作用。利

6、用BRs合成突變體dim、野生型、DWARF過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因材料和外源噴施24-表油菜素內(nèi)酯EBR，發(fā)現(xiàn)內(nèi)外源BRs提高了植株抗氧化酶活性，GSH/GSSG和ASA/DHA的比例，減少了氧化蛋白的積累和2-CP蛋白的氧化狀態(tài)，從而增強(qiáng)了番茄植株對(duì)低溫脅迫的抗性。而RBOH-RNAi抑制了EBR對(duì)番茄抗氧化酶活性的增加和低溫抗性的增強(qiáng)，表明RBOH編碼的NADPH氧化酶參與了BRs調(diào)控的番茄低溫抗性。EBR誘導(dǎo)SlGRXS14和SlGRXS1