甲基轉(zhuǎn)移酶參與水稻體內(nèi)殘留阿特拉津脫毒及降解機(jī)制的研究.pdf

1、水稻作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，幾乎養(yǎng)育了世界一半的人口。最重要的是，水稻因其完整的基因組信息成為一種很好的研究模式植物。阿特拉津?qū)儆谌侯?lèi)除草劑，主要被應(yīng)用在玉米、甘蔗、高粱、水稻等大田中去除雜草。甲基轉(zhuǎn)移酶(MTs)作為一種代謝酶，在應(yīng)對(duì)各種生物及非生物的脅迫時(shí)有著重要的作用。MTs可以將S-腺苷甲硫氨酸(SAM)供體的甲基基團(tuán)催化轉(zhuǎn)移到其底物的一些基團(tuán)上，為此，被甲基化的分子活性發(fā)生改變，最后導(dǎo)致植物體內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育和應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫反應(yīng)發(fā)生

2、了改變。
　　在本研究中，對(duì)阿特拉津(atrazine，ATR)處理下的水稻高通量測(cè)序結(jié)果中，篩選了166個(gè)甲基轉(zhuǎn)移酶基因。經(jīng)基因芯片驗(yàn)證后篩選出了45個(gè)基因。利用生物信息學(xué)對(duì)45個(gè)甲基轉(zhuǎn)移酶基因進(jìn)行了進(jìn)化樹(shù)、染色體定位、啟動(dòng)子順式作用元件預(yù)測(cè)及結(jié)構(gòu)域的分析。另隨機(jī)選取了15個(gè)甲基轉(zhuǎn)移酶基因，利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR驗(yàn)證其表達(dá)水平，結(jié)果表明其調(diào)控趨勢(shì)與數(shù)字表達(dá)譜一致。利用高效液相色譜分析了阿特拉津?qū)λ局蠴-MT酶活力的影響，在0.

3、4 mg L-1阿特拉津濃度下，水稻地上部分及地下部分中O-MT酶活力均顯示誘導(dǎo)。
　　為了研究O-MT降解阿特拉津的功能，我們成功地將兩個(gè)水稻O-MT基因(LOC_Os04g09604和LOC_Os11g15040)轉(zhuǎn)入到了畢赤酵母(Pichia pastoris X-33)中，并進(jìn)行表達(dá)。分析發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照空載比較，兩個(gè)轉(zhuǎn)化子積累了少量的ATR，兩個(gè)轉(zhuǎn)入目的基因(LOC_Os04g09604和LOC_Os11g15040)重組酵

4、母菌株對(duì)ATR的降解率比空白載體重組酵母菌株分別高出1.7和2.3倍。
　　利用UPLC/MS/MS，分析了水稻幼苗和重組酵母菌株中ATR的代謝產(chǎn)物。在水稻中檢測(cè)出7個(gè)ATR的代謝產(chǎn)物，分別是異丙基羥基阿特拉津（HIA）、乙基羥基阿特拉津(HEA)、阿特拉通(Atrton)、N-脫甲基阿特拉津(DMA)、羥基阿特拉津(HA)、N-脫乙基阿特拉津(DEA)和N-脫異丙基阿特拉津(DIA)。在重組酵母菌株中檢測(cè)出了阿特拉通(Atrto