爱华网盐胁迫_盐胁迫蛋白质 -概述
随着人 口 的增加, 对粮食的需求量越来 越多, 而耕地面积却 由于诸多原因在 日益减 少, 因而迫切需要开发占陆地面积约 3 0 % 的 盐地 。 但至今, 还没有一个真正的耐盐作 物品种。 人们对植物耐盐的分子基础了解甚 少 , 因而缺少培育耐盐作物品种的理论指导 。 为此, 人们开始研究植物盐胁迫蛋 白。 作为基因表达变化的一个侧面 , 盐胁迫蛋 白 指植物在受到盐胁迫时合成的新的或合成增 强的蛋 白质。 推测某些盐胁迫蛋 白增加植物 的抗性 。 sj n g h等 在 19 83 年首次 报道 了 烟草盐适应悬浮培养细胞中 的盐胁迫蛋 白。 以后 , 人们又开始研究植物 幼苗中的盐胁迫蛋 白。 至今 已发现烟草，苜蓿，马铃薯闲、 豌豆、 玉米、 矮牵牛、 曼 陀罗、 大麦 、 小麦 , 立力、 小麦和 高冰 草的 杂交种 、 番茄 、 甜菜冰叶 日中花幻 等植物中存在盐胁迫蛋 白。 人 们 进 行了某些盐胁迫蛋白的亚细胞定位 ,盐胁迫蛋 白的品种特异性， 某些 酶的盐 诱导合成和 2 6kD 盐胁迫蛋 白的分离 纯化、 氮基酸顺序分析哪, 等研究, 取得了初 步进展。 可望通过深入的研究, 弄清植物耐 盐基因 (sa l卜to le r a n oe ~ r e la 伙吐 g ene ) 表 达 的调 控机理 , 最终导致工程耐盐作物品种的 产生 。盐胁迫_盐胁迫蛋白质 -盐适应 烟草悬 浮培 养细胞中 的 渗 压 素
si n hg 等 通过在培养基 中逐代加氯化 钠的方法, 获得适应不同氯化钠浓度而生长 的烟草悬浮培养细胞, 即盐适应细胞。 盐适 应细胞中合成 26kD 盐胁迫蛋白, 在一个 生长周期内它有两个迅速合成 期: 早 期 和晚期 。 早期合成的大部分 2 6k D 盐胁迫蛋 白等电点大于 8 . 2 , 小部分等 电 点 在 5 . 0 和 3 5 之 间; 晚期合 成 的 等 电 点 为 7 . 8 。 早期合成的 等 电 点 大 于 8 . 2 的 2 6 kD 盐胁迫 蛋 白最 多 时 可 。占总蛋 白 的 10 %- 12%。 B r 哪a n 等E拐, 把这 种 等 电 点 大 于 8 . 2 的26kD 盐胁迫蛋 白命名为渗压素 , 它的合成总是伴随着渗透调节过程 的 开始。分离纯化了渗压素, 并进行 了 N 端氨基酸 顺 序 分 析 及 免 疫 亚 细 胞 定 位。 纯化的渗压 素有两种存在形式 : 溶于水 的渗压素 I和溶于去污剂的渗压素 。 渗压 素 I已达电泳纯, 渗压 素 11 接近 电泳纯 (电 泳谱带略宽) 。 渗压 素 N 端 2 2 个 氨基酸相同。 渗压素 I的抗体 和 渗 压 素 11 有交叉免疫反应。 渗压 素 I 比 11 更 容 易 水 解。 渗压素的不同存在形式暗示着它们可能 由不同的基 因编码, 或者来 自同一 基因转录 后 的不同加工产物。 渗压素主要存在于液泡的内含 体 里 它的合成受 A B A 促进山, 期。 从渗压素的这 两个特点看 , 它可能是贮藏蛋 白。 不过, 在烟 草的种子里没有 2 6kD 贮藏蛋 白山, 。 贮藏蛋 白通常具有种的特异性, 但渗压素也存在于 其他植物中, 所以说渗压素不是典型的 贮 藏蛋 白。 A BA 可以诱导渗压素的合成, 但只有接 着用氯化钠处理, 它才能积累以的 。 A B A 促进 细胞对氯化钠的适应啊几并且有助于渗透调 节比, 。 在细胞生长过程中 , 内源 A B A 含量 与渗压素的合成具有相 关 性山, 。 推 测 氯 化 钠诱导渗压素合成过程大致如下: 氯化钠胁 迫 *A B A 含量增加 * 渗压素开 始 合 成渗压素积累(在氯化钠存 在 下) 。 渗 压 素 参 加渗透调节过程 。 细胞增加了 抗 性。 至 于 这一系列过程中基因表达调控的细节, 以及 渗压素的确切生理功能尚不清楚。
盐胁迫_盐胁迫蛋白质 -大麦和小班幼苗 中的盐胁迫 蛋 白
(1 ) 不 同封盆性 大 麦品种 的盐协 迫蛋 白 和 盆胁 迫 信 息 R N A R a 二a go Pa lt7 , 幻 用 耐 盐 的 OM72 和不耐盐的品种进行了比 较研究。 盐胁迫诱导大麦幼苗的根和茎 合成 n 种盐胁迫蛋 白巾 和 21 种盐胁 迫 m R N A旧 在大麦幼苗中盐胁迫蛋 白 和盐胁迫 m R N A 具有品种和 组 织 特 异 性。 11 种盐胁迫蛋 自的 分 子 量 在 20 ~ 昨kD 之 间m , 而 2 1 种盐胁迫 m R NA 体外翻译产物 的分子量在 18 ~ 50k D 之间即。 盐诱导 表 达 的基 因改变发生在转录和 翻译水平上 。 盐胁 迫 m R NA 数 目多于盐胁迫蛋 白, 某些盐胁迫 诱导的基因表达可能只转录而不翻译。
盐胁迫_盐胁迫蛋白质 -某些酶合 成 的盐诱 导
(1 ) 液 泡膜上 N a+ / H + 逆向运输系统 ’ Bln m w al d 等分离甜 菜 悬 浮 培养细胞的液泡膜小泡 , 在 K + 和 领氨霉 素 存在下测定这些小泡 N a+ / H 十 逆 向运输动力 学的结果表明, 培养基中钠离子浓度不影响 表观 了汾于 值, 但 V m a 二 比对照增加。 这间接证 明盐诱导 液泡膜上 N a+ /H 十 逆 向运输系统合 成的增加 。 从氯化钠处理的大麦幼苗根 中分 离液泡膜小泡 , 测得有 Na+ /H 十 逆向运 输活 性, 而对照无活性t9J 。 有证据表明液泡在 大 麦耐盐中起着重要的作用。 大麦根皮层细胞 的液泡中 N a+ / K + 比值最高。幻, 在大麦根 的 老组织中, 液泡化程度高, N 犷/ K + 比值也 高, 液泡积聚 钠离子, 从而减少其向茎部的运 输渺幼 。 耐盐的大麦 OM72 根液 泡 比 不 耐 盐的 Pr a 七 。 积累更多的钠离子口幻。 有必 要进 一步研究不 同耐盐性品种间 N a+ / H 十 逆 向运 输系统盐诱导合成的差异, 从而明确它与耐 盐性的关系。 (a) 冰 叶 日 中花的 PE p 梭化 酶 在盐胁迫条件 一下 , 冰叶 日中花的 碳 固 定 方 式 由 仇 转 向 CAM。 在这一转变过程中, PE P 梭化 酶的活性显著增加。 这种活性的增加是由 于 盐诱导 PE P 梭化酶 m R N A 的合 成。幻 和 酶蛋 白量增加。 这为人们研究植物对盐胁 迫反应 的分子基础提供了一个 良好的材料。
盐胁迫_盐胁迫蛋白质 -盐胁迫蛋白与其他逆境蛋 白的联 系
据报道 , 聚 乙二醇也诱导烟草悬浮培养 细胞合成渗压素。 渗压 素的一 级结构与烟 草因烟草花叶病毒感染而合成的一 种特异蛋 白非常相似 。 番茄在盐胁迫条件 下合成豌豆 70k D 热 击 蛋 白 m R NA仙。 植 物对逆境具有交叉抗性。 植物抵抗各种胁迫 的分子基础可能有共 同的东西。
盐胁迫_盐胁迫蛋白质 -展 望
盐胁迫蛋 白是普遍存在的。 植物 中的耐 盐基因可能也普遍存在 , 它 的表达活性因植 物种类和环境条件而异, 耐盐与否将取决于 这些基因的表达效率 。 在这一领域中, 今后 有两个方面 的研究将会引人注 目。 一是阐明 盐胁迫蛋 白的生理意义。 可以从三个方面去 着手 : (1) 盐胁迫蛋 白的亚细胞定位; (2) 盐 胁迫蛋白的组织特异性; (3) 酶蛋白合成的 盐诱导。 二是弄清与耐盐性有关的盐胁迫蛋 白的调控机制 。 也可 以从三个方面考虑・ ( 1) 遗传背景相似而耐盐性不同的品种间盐胁迫 蛋 白的差 异; ( 2) 利用基因重组 , 获得栽培品 种与高耐盐野 生种的杂交种, 研究它的盐胁 迫蛋 白与栽培品种的差 异; (3) 从细胞水平 上筛选耐盐变异体, 比较变 异 体盐 胁 迫蛋 白与非变异体的差异 。 获得 盐 胁 迫 蛋 白的 oD N A , 用于 研究相应的基因表达的调控。 植物的耐盐性是多性状的综合表现, 由 位于 不同染色体上 的多基因控制 , 同 时操作多个基因帅生物工程尚有 ‘ 界难。 但可 利用高耐盐的野生种质, 通过染色体置换 、 附 加染色体方法, 提高栽培作物的耐盐性 。 生物技术正飞速发展, 相信基 因工程应用于 培育 耐盐作物品种的前景是光明的。
