Ca2+-CaM和ZmCCaMK在BR誘導(dǎo)的抗氧化防護(hù)中的作用.pdf

1、油菜素內(nèi)酯（Brasssinosteroids，BRs）是一種甾醇類植物激素，可以參與調(diào)節(jié)植物在干旱、冷害、鹽害等逆境脅迫下的多種生理反應(yīng)。許多研究表明，BR可以通過提高植物抗氧化防護(hù)水平來增強(qiáng)植物對(duì)脅迫的耐受能力。然而關(guān)于BR誘導(dǎo)的植物抗氧化防護(hù)的機(jī)理的研究卻報(bào)道較少。本文以玉米農(nóng)大108為材料，研究了玉米葉片中Ca+/CaM依賴性蛋白激酶(Calcium and Calmodulin dependent kinase，CCaMK)和

2、Ca2+/CaM在BR誘導(dǎo)的抗氧化防護(hù)中的作用。
　　為了研究玉米葉片中ZmCCaMK在BR誘導(dǎo)的抗氧化防護(hù)中的作用。我們首先研究了ZmCCaMK是否參與BR信號(hào)通路，利用qRT-PCR技術(shù)檢測玉米離體葉片中ZmCCaMK在外源BR和PEG處理下的基因表達(dá)量的變化，同時(shí)也用BR處理玉米原生質(zhì)體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以上處理均可以使ZmCCaMK的表達(dá)量增加。另外，利用玉米原生質(zhì)體瞬時(shí)表達(dá)體系瞬時(shí)表達(dá)和瞬時(shí)沉默ZmCCaMK，結(jié)果發(fā)現(xiàn):瞬時(shí)表達(dá)

3、ZmCCaMK可顯著上調(diào)抗氧化防護(hù)酶SOD、APX酶活性，加入BR后酶活略有上升;瞬時(shí)沉默ZmCCaMK后可顯著下調(diào)抗氧化防護(hù)酶系統(tǒng)中SOD、APX酶活性，而BR處理幾乎不能使其恢復(fù)到正常水平。這些結(jié)果清楚地表明ZmCCaMK參與了BR誘導(dǎo)的抗氧化防護(hù)過程。
　　為了證實(shí)Ca2+/CaM參與BR誘導(dǎo)的抗氧化防護(hù)應(yīng)答，我們實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):外源BR處理顯著提高了玉米葉片葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)中Ca2+含量以及CaM含量，同時(shí)，采用Ca2+通

4、道阻斷劑LaCl3(5 mM)抑制劑和Ca+螯合劑EGTA(5 mM)，CaM抑制劑TFP、W7預(yù)處理玉米幼苗，再施加外源BR，然后測定抗氧化防護(hù)酶SOD和APX活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ca2+/CaM抑制劑幾乎完全抑制了BR誘導(dǎo)的抗氧化防護(hù)酶SOD和APX的活性。同時(shí)，這也表明了Ca2+/CaM參與BR誘導(dǎo)的抗氧化防護(hù)應(yīng)答。
　　為研究BR信號(hào)通路中ZmCCaMK和Ca2+/CaM之間的關(guān)系，我們采用Ca2+螯合劑EGTA和Ca2+通道阻

5、斷劑LaCl3，CaM抑制劑W7、TFP預(yù)處理玉米幼苗，再施加外源BR，然后通過qRT-PCR技術(shù)檢測ZmCCaMK基因表達(dá)量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BR在誘導(dǎo)ZmCCaMK的表達(dá)量變化時(shí)需要Ca2+/CaM的參與。為進(jìn)一步研究ZmCCaMK是否影響B(tài)R誘導(dǎo)的玉米原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)中Ca2+含量以及CaM含量，我們借助玉米原生質(zhì)體瞬時(shí)表達(dá)體系，瞬時(shí)表達(dá)ubi-mCherry-ZmCCaMK載體，結(jié)果顯示:與對(duì)照相比，瞬時(shí)表達(dá)ZmCCaMK可以導(dǎo)致玉

6、米原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)中Ca2+含量以及CaM含量的上升，且用BR處理可以使其含量進(jìn)一步增加。同樣，通過體外轉(zhuǎn)錄合成的ZmCCaMK的dsRNA瞬時(shí)沉默ZmCCaMK的表達(dá)，結(jié)果顯示:CCaMK瞬時(shí)沉默顯著降低了玉米原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)Ca2+以及CaM的含量，而且外源BR處理只有略微上調(diào)。上述結(jié)果顯示:ZmCCaMK和Ca2+/CaM在BR信號(hào)通路中存在著一個(gè)交叉對(duì)話機(jī)制。
　　綜上所述，我們的結(jié)果表明:ZmCCaMK參與了BR誘導(dǎo)的抗氧化