Page 141 - 《广西植物》2020年第4期

４ 期 肖政等: 植物原生质体在分子细胞生物学研究中的应用 ５ ７ ９

在水稻中研究氨基酸转移酶 ＯｓＡＡＰ５ 的功能时ꎬ从 了氧化胁迫的水平ꎬ还通过 ｑＲＴ￣ＰＣＲ 检测发现提
野生型、该基因超表达及 ＲＮＡｉ 株系中分离原生质 高了抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶的表达水
体ꎬ利用异硫氰酸荧光素( ＦＩＴＣ) 标记的碱性氨基 平ꎮ 而在细胞结构观察时发现ꎬ相比较未处理的
酸(Ｌｙｓ 与 Ａｒｇ)及部分中性氨基酸( Ａｌａ 与 Ｖａｌ) 进 原生质体细胞ꎬ染色质的压缩更加紧密ꎬ因此ꎬ细
行底物吸收实验ꎬ结果发现在超表达株系原生质 胞的抗氧化机理还与细胞增殖有关ꎮ
体中荧光信号显著强于野生型ꎬ干扰株系原生质 ２.５ 蛋白质 / 蛋白质或蛋白质 / ＤＮＡ 互作实验
体中荧光信号则弱于野生型ꎬ表明 ＯｓＡＡＰ５ 在水稻 由于植物原生质体在瞬 时 转 化 过 程 中 耗 时
中具有转运碱性氨基酸及部分中性氨基酸的功 短ꎬ结果准确性较高ꎬ可广泛用于植物蛋白质与蛋

能ꎬ此研究将有助于提高水稻的产量和品质ꎮ Ｂｉｅ￣ 白质ꎬ以及蛋白质与 ＤＮＡ 之间的互作实验ꎬ并且
ｎｅｒｔｉａ ｓｉｎｕｓｐｅｒｓｉｃｉ 是一种进行 Ｃ４ 光合作用的陆生 可完成高通量快速检测ꎮ Ｓｏｎｇ ｅｔ ａｌ. (２０１７) 以非
植物ꎬ有两种不同类型的亚细胞叶绿体ꎮ 为了揭 洲菊原生质体为实验材料ꎬ建立了高效的瞬时转
示细 胞 内 两 种 叶 绿 体 的 分 化 机 制ꎬ Ｗｉｍｍｅｒ ｅｔ 化体系ꎬ并且利用双分子荧光互补系统( ＢｉＦＣ) 验
ａｌ. (２０１７)将光合作用细胞中相关蛋白(丙酮酸磷 证非洲菊原生质体可直接用于蛋白间的相互作用
酸双激酶ꎬＰＰＤＫꎻ磷酸丙糖异构酶ꎬＴＰＩꎻ腺苷酸激 实验ꎮ Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ. (２０１８) 通过建立 ＤＮａｓｅ￣ｓｅｑ 文

酶ꎬＡＫ)的转导肽进行突变ꎬ再瞬时转化到 Ｂ. ｓｉ￣ 库ꎬ获得大量玉米的 ＤＮａｓｅ Ｉ 超敏位点( ＤＨＳｓ)ꎬ为
ｎｕｓｐｅｒｓｉｃｉ 原生 质 体 中 进 行 亚 细 胞 定 位 和 含 量 检 了验证这些 ＤＨＳｓ 是否为基因的启动子或者增强
测ꎬ结果表明突变的转导肽一定程度上可以使蛋 子ꎬ并 且 是 否 受 到 转 座 子 ( ｔｒａｎｓｐｏｓａｂｌｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓꎬ
白的选择性发生丢失ꎬ而人工合成的诱饵 ｍＲＮＡ ＴＥｓ)的影响和调控ꎬ设计了原生质体瞬时转化分
对于蛋白的分选过程作用并不是很关键ꎮ 析ꎬ并快速准确验证了生物信息学分析的结果ꎮ
２.４ 基因表达模式的实时检测 染色质免疫共沉淀技术(ＣｈＩＰ) 是目前广泛应用于
由于植物原生质体内分子水平的基因表达变 蛋白质和 ＤＮＡ 互作检测的实验手段ꎬ而仅仅需要
化迅速ꎬ因此可以利用原生质体瞬时转化来鉴定 大约 ５ ０００ 个拟南芥原生质体即可在细胞内钓出
不同基因在不同内因和外因条件下表达模式的变 与碱性亮氨酸拉链蛋白 １( ｂＺＩＰ１) 有相互作用的

化水 平ꎬ 为 植 物 稳 定 转 化 实 验 提 供 辅 助 证 据ꎮ ＤＮＡ 片 段ꎬ 该 技 术 被 称 为 ｍｉｃｒｏ￣ＣｈＩＰ ( μＣｈＩＰ )
Ｐａｔｒａ ｅｔ ａｌ. (２０１８) 从长春花( Ｃａｔｈａｒａｎｔｈｕｓ ｒｏｓｅｕｓ) (Ｐａｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 除此之外ꎬ原生质体还可用
叶肉细胞中提取其原生质体ꎬ利用电激的方法分 于研究 ｍＲＮＡ 结合蛋白复合体中的 ｍＲＮＡ 或者蛋

别瞬时转化了众多参与茉莉酸代谢和长春碱代谢 白质(Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ Ｐａｔｒａ ｅｔ ａｌ. (２０１８) 在
相关的转录因子ꎬ通过 ｑＲＴ￣ＰＣＲ 检测受各转录因 烟草原生质体中将各个参与茉莉酸代谢和长春碱
子调控的相关基因的表达模式的变化ꎮ Ｚｈａｎｇ ｅｔ 代谢相关的转录因子与合成途径中结构基因的启
ａｌ. (２０１１)利用水稻原生质体研究植物光学相关 动子分别进行共转ꎬ通过报告基因萤火虫荧光素
的细胞生物学过程ꎬ在水稻绿色组织来源的原生 酶和 ＧＵＳ 的活性来确认二者之间的互作关系ꎬ该
质体中超表达光相关的转录因子 ＯｓＧＬＫ１ꎬ并进行 技术称为基于烟草原生质体的双杂交分析ꎮ
光照和诱导剂达草伏( ｎｏｒｆｌｕｒａｚｏｎꎬ ＮＦ) 处理ꎮ 通 ２.６ 作为生物反应器的受体细胞
过 ｑＲＴ￣ＰＣＲ 检 测 发 现ꎬ 与 光 合 作 用 相 关 的 基 因 由于原生质体的生长和分化可以从单个细胞

(ＯｓＬｈｃｂ１ꎬ ＯｓＬｈｃｐꎬ ＧＡＤＰＨ 和 ＲｂｃＳ) 的 表 达 量 在 水平到细胞团ꎬ进而分化为组织甚至个体ꎮ 在细
ＯｓＧＬＫ１ 超表达的原生质体中上调了 ３０ ~ １６８ 倍ꎬ 胞生长分化的过程中ꎬ可以通过添加不同的化合
而在 ＮＦ 处理的原生质体中相应基因的表达量则 物ꎬ研究其对植物细胞生长和分化的影响ꎮ 甚至
降低了 ３０％ ~ ７５％ꎮ Ｏｎｄｒｅｊ ｅｔ ａｌ. (２０１０)利用黄瓜 可以以原生质体细胞为实验材料ꎬ对初始添加物
ˇ
的原生质体细胞进行抗氧化胁迫研究ꎬ结果表明 进行同位素标记ꎬ从而追踪其在细胞内的代谢通
用抗坏血酸处理的黄瓜原生质体细胞ꎬ不仅降低 路ꎮ 这种以原生质体细胞为生物反应器ꎬ从而获