水稻質(zhì)膜NADPH氧化酶對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)及其催化特性的研究.pdf

1、質(zhì)膜NADPH氧化酶(plasma membrane NAPDH oxidase，PM-NOX)是一種普遍存在于各種生物中的活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生酶，在脅迫條件下，被認(rèn)為是生物ROS產(chǎn)生的主要來源。當(dāng)前有關(guān)該酶結(jié)構(gòu)、定位及其在生物發(fā)育與脅迫響應(yīng)中的功能及作用機(jī)制的研究日益得到人們的重視。PM-NOX是一種含血紅素的跨膜蛋白，其功能不僅僅局限于ROS的產(chǎn)生，還參與了細(xì)胞跨膜電勢(shì)的調(diào)節(jié)。然而，迄

2、今為止人們對(duì)PM-NOX在植物發(fā)育與脅迫響應(yīng)中的功能依然知之甚少。本研究利用顯微組化等手段對(duì)水稻PM-NOX在干旱條件下的響應(yīng)行為及其與ROS產(chǎn)生與清除之間的相關(guān)性進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)，干旱在導(dǎo)致水稻一系列抗氧化酶如SOD、POX、CAT、GR和APX等活性升高的同時(shí)，也導(dǎo)致水稻PM-NOX活性大幅升高，且其活性升高幅度隨干旱程度的加重和干旱持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，干旱導(dǎo)致水稻PM-NOX活性的升高是與干旱條件下H2O2和O

3、2等ROS水平的大幅升高相對(duì)應(yīng)的，表明PM-NOX確實(shí)參與了水稻對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)。應(yīng)用該酶專一性抑制劑(DPI，diphenylene iodinium)的研究表明，水稻PM-NOX在干旱條件下的抑制顯著降低了水稻植株對(duì)干旱脅迫的抵抗能力，表明該酶在水稻干旱脅迫響應(yīng)與忍耐中具有重要作用。對(duì)該酶催化特性的研究顯示，水稻PM-NOX是一種黃素蛋白(Flavin)部分依賴的酶類，其活性受Ca2+調(diào)控且表現(xiàn)出明顯的耐高溫(干旱條件下最適溫度可達(dá)