植物载脂蛋白研究进展

载脂蛋白在动物和微生物中已被广泛深入地研究,但在植物上的研究相对较少。自2002年人们从拟南芥和小麦中发现真正的植物载脂蛋白基因以来,其参与植物抗逆性方面的功能日益得到人们的重视。本文综合了近几年的研究结果,对植物载脂蛋白的结构、细胞定位、生物学功能及其起源进化作了简单综述,以期为植物载脂蛋白的研究和利用提供参考。     

豌豆过氧化氢酶在烟草叶绿体中的过量表达提高了植物的抗逆性

通过构建融合番茄RuBP羧化酶小亚基转运肽基因(rbcS-3)和CAT基因编码阅读框(ORF)的双元表达载体,采用农杆菌介导的叶圆盘转化法将融合基因转入烟草,使其能够定向导入叶绿体中发挥作用。在含有50mg/L潮霉素的培养基上筛选获得转CAT烟草30多个株系,并对其进行了分子生物学的验证和生理指标的检测。对获得的抗性植株用PCR、RT-PCR、植株总蛋白Western blot和叶绿体蛋白Western blot分析表明,目的基因已经整合到烟草基因组中,并能正常表达,且在叶绿体rbcS-3转运肽的作用下能定向进入叶绿体中。对转基因植株生理指标的检测发现,在20% PEG₆₀₀₀模拟干旱条件下,野生型烟草的相对电导率提高幅度为43.4%,而转CAT植株的相对电导率仅提高8.8%,表明在干旱胁迫下转CAT烟草的质膜透性小于野生型烟草;经20% PEG₆₀₀₀处理后,野生型和转CAT基因烟草的叶绿素含量都下降,下降幅度分别为68.0%和20.4%;另外,经20% PEG₆₀₀₀处理的野生型烟草叶片的Fv/Fm下降幅度为5.3%,而转CAT基因烟草叶片的Fv/Fm下降幅度0.9%,这些结果表明,在叶绿体中过量表达CAT对干旱胁迫下的细胞质膜、叶绿素和PSⅡ具有一定的保护作用。此外,经150 μmol/L百草枯处理后发现,处理3h后,野生型烟草和转CAT烟草的相对电导率分别比对照提高67.9%和13.5%,而野生型和转CAT烟草的Fv/Fm都下降,降幅分别为23.7%和3.9%,这表明在百草枯氧化胁迫下转CAT烟草的质膜和PSⅡ的损伤程度都小于野生型烟草。总之,豌豆CAT基因在烟草叶绿体中过量表达,提高了转基因烟草的抗旱性和抗氧化性。     

缺钙大白菜的光合特征

为系统研究缺钙对大白菜幼苗生长的影响,本文采用水培法分析了不同缺钙程度下,大白菜幼苗的生长、生化和光合指标的特征性变化。研究结果显示,与对照Hoagland完全营养液的100%Ca(4 mmol·L~(-1) Ca~(2+))相比,50%Ca(2 mmol·L~(-1) Ca~(2+))培养4周虽然没有显著抑制大白菜幼苗的生长和净光合速率(P_n),但其叶绿素含量已显著下降;随着缺钙程度的加重,大白菜幼苗的整株鲜重和P_n逐渐下降,叶片叶绿素a/b比值逐渐增大,叶绿素含量和可溶性糖含量则呈先降低后增大的趋势。缺钙大白菜的叶绿素荧光动力学ΔV_t和ΔW_t曲线上最明显的特征是在100 ms处明显出现一个凹峰(G相);此外在缺钙大白菜ΔW_t曲线的K相上(300μs)也出现了特征性的凹峰,且随着缺钙程度的加重,凹峰值下降。两处凹峰的出现说明缺钙导致供体侧电子供应相对减少,但光反应中心的结构和功能未受影响。缺钙条件下,大白菜叶片叶绿素荧光参数的主要特征是由于放氧复合体电子供应能力减弱,导致到达最大荧光的时间(T_(fm))显著延长,单个反应中心的光化学效率(ABS/RC、TR_o/RC、ET_o/RC)下降,质体醌库(S_m)相对增大。上述结果为了解缺钙对大白菜幼苗的胁迫效应和伤害机制以及大白菜缺钙的诊断提供了数据支撑。