Page 164 - 《广西植物》2024年第5期

９ ５ ２ 广 西 植 物 ４４ 卷
( １. Ｓｕｇａｒｃａｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００７ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｕｇａｒｃａｎｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔꎬ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｒｕｒａｌ Ａｆｆａｉｒｓꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００７ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ３. Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｕａｎｇｘｉ
Ｓｕｇａｒｃａｎｅ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００７ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ４. Ｇｕａｎｇｘｉ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ Ｇｕｉｑｉｎｌｉｎ Ｐｕｌｐ Ｐａｐｅｒ Ｃｏ. Ｌｔｄ.ꎬ
Ｎａｎｎｉｎｇ ５３００１２ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ５. Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００４ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ６. Ｓｏｕｔｈ
Ｃｈｉｎａ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｒｄｅｎꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６５０ꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＮＤＨ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｇｅｎｅ ｉｎ Ｓａｎｔａｌｕｍ
ａｌｂｕｍꎬ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ＲＡＣＥ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｆｕｌｌ￣ｌｅｎｇｔｈ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ＳａＮＤＨ６ ｗｉｔｈ ｈｅａｒｔｗｏｏｄ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌ. Ｔｈｅ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＰＣＲ (ＲＴ￣ｑＰＣＲ) ｗａｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｉｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｉｓｓｕｅｓ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｈｏｒｍｏｎｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ. ２ ｋｂ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｏｆ ｓｔａｒｔ ｃｏｄｏｎ ＡＴＧ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＰｌａｎｔＣＡＲＥ ｏｎｌｉｎｅ ｓｅｒｖｉｃｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｂｉｎｄ ｔｈｅ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｗａｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｂｙ ＰｌａｎｔＲｅｇＭａｐ ｓｏｆｔｗａｒｅ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ
ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: ( １) ＳａＮＤＨ６ ｅｎｃｏｄｅｄ ３０３ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ. Ｉｔ ｗａｓ ａ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｎ ａｎｄ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ. ( ２) Ｔｈｅ
ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ＳａＮＤＨ６ ｈａｄ ａ ｍｏｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ＮＤＨ６ ｆｒｏｍ ｗｏｏｄｙ
ｐｌａｎｔｓ. (３) Ｐｌａｎｔ ｃａｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ＳａＮＤＨ６ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｌｉｇｈｔ
ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ＡＣＥꎬ ＡＥ￣ｂｏｘꎬ Ｂｏｘ ４ꎬ Ｇ￣Ｂｏｘ ａｎｄ ＧＴ１￣ｍｏｔｉｆ. Ｉｔ ａｌｓｏ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ａｂｓｃｉｓｉｃ ａｃｉｄ
(ＡＢＡ) ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ＡＢＲＥꎬ ｊａｓｍｏｎｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ (ＭｅＪＡ) ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ＣＧＴＣＡ￣ｍｏｔｉｆ ａｎｄ ＴＧＡＣＧ￣
ｍｏｔｉｆꎬ ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｎ (ＧＡ ) ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｐ￣ｂｏｘꎬ ＡＲＥ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｅｌｅｍｅｎｔ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎａｅｒｏｂｉｃ
３
ｉｎｄｕｃｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ＴＣ￣ｒｉｃｈ ｒｅｐｅａｔｓ ｅｌｅｍｅｎｔ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｄｅｆｅｎｓｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｎｅｓｓ. (４) Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｔＲｅｇＭａｐ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ７６ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｃｏｕｌｄ ｂｉｎｄ ｔｏ ｔｈｅ ＳａＮＤＨ６ ｐｒｏｍｏｔｅｒꎬ ａｎｄ ａｍｏｎｇ ｗｈｉｃｈꎬ ＥＲＦ
ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ (ｕｐ ｔｏ ４０ ＴＦｓ). (５) ＳａＮＤＨ６ ｃａｎ ｂｅ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｉｓｓｕｅｓ ｏｆ ｒｏｏｔｓꎬ ｈｅａｒｔｗｏｏｄｓꎬ
￣４ ￣１
ｃａｌｌｕｓｅｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓꎬ ｂｕｔ ｈａｄ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｔｈｅ ｔｉｓｓｕｅ ｏｆ ｌｅａｖｅｓꎻ ｕｎｄｅｒ １×１０ ｍｏｌＬ ＭｅＪＡ ａｎｄ ＧＡ
３
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓꎬ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ＳａＮＤＨ６ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｅｌｅｖａｔｅｄ ａｆｔｅｒ ３ ｈ ｗｈｅｎ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ０ ｈꎬ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎꎬ ＳａＮＤＨ６ ｗａｓ ａ ｎｕｃｌｅｕｓ ｇｅｎｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ｉｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｌｉｇｈｔ ａｎｄ ｓｏｍｅ
ｈｏｒｍｏｎｅｓꎬ ａｎｄ ｉｔ ｍｉｇｈｔ ｂｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ａｇａｉｎｓｔ ｓｏｍｅ ｄｅｆｅｎｓｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ Ｓ. ａｌｂｕｍ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｓａｎｔａｌｕｍ ａｌｂｕｍꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔꎬ ＮＤＨ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅꎬ ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｔｉｏｎꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ

光合作用中ꎬ从 Ｈ Ｏ 到 ＮＡＤＰ 的线性电子传 进一步研究表明ꎬ除以上 １１ 个基因外ꎬ许多叶绿
＋
２
递可以同时产生 ＡＴＰ 和 ＮＡＤＰＨꎬ但产生的 ＡＴＰ / 体 ＮＤＨ 复合体基因是由其核基因组编码的( Ｓｉｒｐｉｏ
ＮＡＤＰＨ 不足 １.５ꎬ不能满足卡尔文循的需要ꎬ这些 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００９ꎻ Ｙａｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻ Ｓｈｉｋａｎａｉꎬ
不足的 ＡＴＰ 由围绕 ＰＳＩ 的循环电子传递途径进行 ２０１６)ꎮ 目前ꎬ在拟南芥中共鉴定了 ３０ 多个 ＮＤＨ
补偿(Ｙａｍｏｒｉ ＆ Ｓｈｉｋａｎａｉꎬ ２０１６)ꎮ 被子植物中ꎬ依 复合体基因ꎬ总体可以分为 ５ 类(Ａｒｍｂｒｕｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ
赖于 ＮＤＨ 复合体的电子传递是围绕 ＰＳＩ 循环电子 ２０１３ꎻ Ｆａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ Ｐｅｌｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ )ꎮ
传递的途径之一ꎬ其在植物的光合、呼吸、生长以 ＳｕｂＡ 由 ７ 个基因组成ꎬ其中 ４ 个由叶绿体基因组
及在保护植物免受强光伤害和抵御低温等逆境胁 编码 ( ＮｄｈＨ￣ＮｄｈＫ)ꎬ 另 外 ３ 个 由 核 基 因 组 编 码

迫中均发挥作用(Ｅｎｄｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９９ꎻ Ｙａｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ (ＮｄｈＭ￣ＮｄｈＯ)ꎬ均与电子传递到辅酶 Ｑ 有关( Ｈｅ
２０１１ꎻ Ｙａｍｏｒｉ ＆ Ｓｈｉｋａｎａｉꎬ ２０１６)ꎮ 因 此ꎬＮＤＨ 复 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎻＳｕｂＭ 的 ６ 个成员( ＮｄｈＡ￣ＮｄｈＧ) 均
合体的研究越来越受关注ꎮ Ｓｈｉｎｏｚａｋｉ 等(１９８６) 和 由叶绿体基因组编码ꎬ它们在膜中构成了复合体

Ｏｈｙａｍａ(１９９６) 分别通过烟草( Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ) 臂并参与电子在膜中的传递ꎻＳｕｂＢ( ＰｎｓＢ１￣ＰｎｓＢ５)
和地钱(Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ)的叶绿体基因组测 和 ＳｕｂＬ( ＰｎｓＬ１￣ＰｎｓＬ５) 的成员均由核基因组编码
序发现了 １１ 个叶绿体编码的 ＮＤＨ 基因ꎬ虽然这些 且都是叶绿体 ＮＤＨ 复合体所特有的组分ꎬＳｕｂＢ 可
基因与线粒体 ＮＤＨ 基因同源ꎬ但叶绿体 ＮＤＨ 主要 能与维持 ＮＤＨ 复合体 的 稳 定 有 关 ( Ｐｅｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ
从铁氧 化 还 原 蛋 白 ( Ｆｄ) 接 受 电 子 ( Ｉｆｕｋｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００９ꎻ Ｔａｋａｂａｙａｓｈｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００９)ꎬ ＳｕｂＬ 可 以 维 持
２０１１ꎻ Ｙａｍａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻ Ｓｈｉｋａｎａｉꎬ ２０１６ )ꎮ ＮＤＨ￣ＰＳＩ 复合体的稳定性( Ｐｅｌｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎻ