Page 36 - 《广西植物》2022年第11期

ϟ ऐ ԰ ऐ 广জ 西জ 植জ 物 ࿗԰ 卷
发育过 程 和非生物胁迫反应 ྉ Ȯᑕᔽቝᔀ༁᥋ᥘᔽʢᑕႿʛᑕ ᪲
ऊၤᘪ׹ᔀझ ᥘᆍႿᡷᔀ༁ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ 植物中 ᥘାèϟ 研究较多的
是模式植物拟南芥ᖔ在拟南芥中具有 ሕ 个 ᤹ଧÞϟ 基
因ᖔ 即 ዛᡙ᤹ଧÞϟᐹܦ ዛᡙ᤹ଧÞϟᤇ 和 ዛᡙ᤹ଧÞϟዞᖔ 其中
ዛᡙ᤹ଧÞϟᐹܦዛᡙ᤹ଧÞϟዞ 可增强拟南芥对热ܦ渗透和盐
等非生物胁迫的耐受性ྉ ୩ࣼझࣼҴᔽ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡԡጢଫ᣽ᔽቝ
ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡԡᎮɯᤥ ԻၤᑕႿ੫ 等ྉ԰ԡϟँɯ 研究表明ᖔ水稻中
存在 ԰ 个 ᤹ଧÞϟ 家族基 因ᖔ 即 ᧣໧᤹ଧÞϟᐹܦ
ዛ঎ 水稻 ᧣໧᤹ଧÞϟዞ 基因的表达分析ᤥ ଧ঎ 水稻 ᧣໧᤹ଧÞϟᐹ 基 ᧣໧᤹ଧÞϟዞᖔ这与该文利用生物信息技术筛选出的结
因的表达分析ᤥ
果一致ᖔ而对该家族基因在重金属胁迫下的功能
ዛ঎ ᧣໧᤹ଧÞϟዞ ੫ᔀႿᔀ ᔀ଴ᡱʢᔀ༁༁ᔽᆍႿ ᑕႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ᆍ஦ ʢᔽዹᔀଫ ଧ঎ ᧣໧᤹ଧÞϟᐹ ੫ᔀႿᔀ
研究却较少ᤥ ᧣໧᤹ଧÞϟዞ 的基因结构中含有 ϟ 个外
ᔀ଴ᡱʢᔀ༁༁ᔽᆍႿ ᑕႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ᆍ஦ ʢᔽዹᔀ঎
显子ᖔ与拟南芥 ዛᡙ᤹ଧÞϟዞ 相同ᤥ 而 ᧣໧᤹ଧÞϟዞ 的同
᥋ϟ
图 ऐজ ϟԡԡ ဂቝᆍ᤟ኼᓂ ऊʛ 胁迫水稻根部中 ᧣໧᤹ଧÞϟዞܦ
᧣໧᤹ଧÞϟᐹ 基因的相对表达量变化 源基因 ᧣໧᤹ଧÞϟᐹ 包含 ࿗ 个外显子ᖔ 也与拟南芥
èᔽ੫঎ ऐজ ኏ᔀ᤟ᑕᡷᔽ׹ᔀ ੫ᔀႿᔀ ᔀ଴ᡱʢᔀ༁༁ᔽᆍႿ ዹၤᑕႿ੫ᔀ༁ ᆍ஦ ᧣໧᤹ଧÞϟዞ ዛᡙ᤹ଧÞϟᐹܦ ዛᡙ᤹ଧÞϟᤇ 的外显子数相同 ྉఋ༁ࣼʛᑕ ᪲
ᑕႿʛ ᧣໧᤹ଧÞϟᐹ ஦ʢᆍቝ ᡷၤᔀ ʢᆍᆍᡷ ᆍ஦ ʢᔽዹᔀ ᡷʢᔀᑕᡷᔀʛ ɟᑕቝᑕझᑕҴᔽᖔ ԰ԡԡ࿗ɯᤥ 本研究结果进一步表明 ᥘାèϟ
᥋ϟ
ࣼႿʛᔀʢ ϟԡԡ ဂቝᆍ᤟ኼᓂ ऊʛ ༁ᡷʢᔀ༁༁ 在不同植物物种间进化具有保守性ᖔ但在同一物
种内的 ᤹ଧÞϟᐹᣑ ᤇ 与 ᤹ଧÞϟዞ 却有较大差异ᤥ 该现
相关性ᖔ其中 ̀୩èዶᤃዶܦ̀୩èዶᤃା 在植物应对高温ܦ 象表明植物在进化压力的选择下ᖔ就 ᤹ଧÞϟ 基因
干旱和重金属等多种非生物胁迫过程中起着重要 家族整体而言保持了较强的保守性ᖔ但该家族成

作用ᤥ 通过预测与 ᨃ༁ᥘାèϟዹ 蛋白互作的靶蛋白ᖔ 员之间这种保守的差异却暗示着 ᤹ଧÞϟዞ 可能与
将更加有助于深入探究水稻 ᨃ༁ᥘାèϟዹ 蛋白的功能 ᤹ଧÞϟᐹᣑ ᤇ 分别具有不同的生物学功能ᤥ 此外ᖔ对

和调控机理ᤥ 水稻 ᧣໧᤹ଧÞϟዞ 基因启动子顺式作用元件分析表
明ᖔ该基因启动子中包括激素ܦ低温等逆境应激元
件ᖔ由此可推测水稻在重金属胁迫下ᖔ该基因可能
发挥防御和应激作用ᤥ 此外ᖔ系统进化树结果显

示ᖔᨃ༁ᥘାèϟᑕܦ ᨃ༁ᥘାèϟዹ 分别 与 大 麦 ̀׹ᥘାèϟ঎ ԰ܦ
̀׹ᥘାèϟ঎ϟ 亲缘关系较近ᤥ 目前ᖔ虽无 ̀׹ᥘାèϟ঎ϟܦ
̀׹ᥘାèϟ঎԰ 基因功能的相关报道ᖔ 但在 ᓂᑕᔽ 等
ྉ԰ԡ԰ԡɯ 研究发现ᖔ大麦中的 ᥘାèϟ 可能受脱落酸
影响ᖔ并激活参与降低 ኏ᨃ୩ 含量的基因ᤥ 由于重
金属胁迫可使植物产生 ኏ᨃ୩ᖔ因此水稻 ᥘାèϟ 蛋白
是否与大麦 ᥘାèϟ 蛋白家族具有相似功能ᖔ通过降
图 ँজ 水稻中 ᨃ༁ᥘାèϟዹ 蛋白相互作用网络 低水稻 ኏ᨃ୩ 含量来提高水稻重金属耐受性仍需进
èᔽ੫঎ ँজ ۪ʢᆍᡷᔀᔽႿ ᔽႿᡷᔀʢᑕዹᡷᔽᆍႿ ႿᔀᡷऔᆍʢҴ ᆍ஦ ᨃ༁ᥘାèϟዹ ᔽႿ ʢᔽዹᔀ 一步探究ᤥ
前 人 在 研 究拟南芥ܦ 大麦草 ྉ ̵ᅳʗʐᓣࣩቂ
ሕজ 讨论与结论 ᤇʗᓣצᔠ໧ࣩᤇࣩᤀᐹᡙࣩቂɯ等植物中 ᥘାèϟ 应对非生物胁迫中

的作用时发现ᖔ᤹ଧÞϟ 基因的表达模式与其功能有
水稻在生长发育过程中可能会受到盐ܦ低温ܦ 明显的相关性ᤥ 例如ᖔԻၤᑕႿ੫ 等ྉ԰ԡ԰ԡɯ 研究发现ᖔ
干旱ܦ重金属等各种逆境胁迫ᖔ其中重金属所产生 经 ሕጢԡ ቝቝᆍ᤟ ኼ ᓂ શᑕऊ᤟ 处理 ᤃၤ 后 的 大麦草中
᥋ϟ
的危害严重制约着水稻产量和品质ᤥ 水稻在长期 ̵ᤇ᤹ଧÞϟᐹ 基因相对表达量有明显上调ᖔ经过表达
进化过程中ᖔ逐渐形成了一套复杂的网络调控机 ̵ᤇ᤹ଧÞϟᐹ 基因的拟南芥也同时呈现出较强的耐盐

制ᖔ以应对重金属逆境胁迫 ྉ 董蔚等ᖔ԰ԡϟऐ ɯᤥ 性ᤥ 本研究发现ᖔऊʛ 胁迫可以显著诱导水稻各器
ᥘାèϟ 蛋白作为转录共激活因子ᖔ参与植物中各种 官中 ᧣໧᤹ଧÞϟዞܦ᧣໧᤹ଧÞϟᐹ 基因的上调表达ᖔ并在水