《园艺学报》编辑部（Editorial Office of Acta Horticulturae Sinica）

中国园艺学会第十三次全国会员代表大会暨2017年学术年会

2017-10-19 00:00:01

中国云南昆明

土壤次生盐渍化是设施蔬菜生产的主要障碍因子之一,严重制约了设施蔬菜的可持续发展。研究表明,次生盐渍化土壤中阴离子主要是NO_3~-。一氧化氮(NO)是一种在植物种子萌发、生长发育、抵抗生物和非生物胁迫过程中起重要作用的信号分子。NO可以与体内主要的抗氧化物质谷胱甘肽(GSH)反应生成S-亚硝基谷胱甘肽(S-nitrosoglutathione,GSNO)。GSNO参与的主要反应包括将NO基团转移到靶蛋白的巯基上,形成S-亚硝基硫醇(S-nitrosothiols,SNOs),这个过程也被称为S-亚硝基化(S-nitrosylation)。S-亚硝基谷胱甘肽还原酶(GSNOR)是特异的GSNO降解酶,以NADH为还原力催化GSNO最终形成氧化型谷胱甘肽(GSSG)和NH_3。GSNOR在NO的代谢方面发挥重要作用。通过克隆菠菜S-亚硝基谷胱甘肽还原酶基因(SoGSNOR),分析其在硝酸盐胁迫和NO处理后的表达特性,并对过表达转基因植株的硝酸盐胁迫抗性进行分析,以期揭示SoGSNOR在硝酸盐胁迫下的功能及其作用机制。通过RT-PCR和RACE技术从菠菜中克隆了菠菜S-亚硝基谷胱甘肽还原酶基因(SoGSNOR)。利用生物信息学的方法分析了该基因的特性,利用实时荧光定量PCR和westem blot对硝酸盐胁迫及NO供体、抑制剂和清除剂处理下SoGSNOR基因及蛋白表达进行分析。构建原核表达载体pET32a-SoGSNOR,获得SoGSNOR蛋白,利用Ni_2~+NTA亲和柱纯化蛋白,免疫小白鼠制备抗体。构建过表达植物表达载体pRI101-SoGSNOR,并转化烟草,对转基因植株的种子萌发期和幼苗期的硝酸盐胁迫抗性进行分析。菠菜SoGSNOR全长1 378 bp,包含1 140 bp的ORF,编码379个氨基酸。GenBank注册号为KR381778。同源比对发现菠菜SoGSNOR与其他物种GSNOR具有很高同源性,与拟南芥、芥菜、番茄、甜椒的同源性分别为96.04%、94.01%、92.93%和73.61%。硝酸盐胁迫后菠菜SoGSNOR和蛋白表达量下降,而外源添加NO供体SNP后,SoGSNOR基因和蛋白表达量增加,当添加NO清除剂cPTIO后,SoGSNOR表达量显著下降。SoGSNOR过表达转基因烟草在硝酸盐胁迫下的发芽率明显高于野生型烟草(WT)。转基因烟草幼苗在硝酸盐胁迫处理后,丙二醛(MDA)含量高于WT,抗氧化物酶(SOD、POD、CAT、APX)活性高于WT,NO和SNOs含量低于WT,而GSNOR酶活性高于WT。