马铃薯L-半乳糖-14-内酯脱氢酶基因在番茄中的功能分-硕士论文

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半乳糖1 ，4 内酯脱氢酶基因在番茄中的功能分析 4 T l 代转反义G a l L D H 基因番茄叶片和果实中A s A 、D H A 和抗坏血酸库 ( A s A + D H A ) 含量和抗坏血酸氧化还原对( A s A D H A ) 均显著减少： 与舢A 合成和代谢相关的酶类( A P X 、A A O 、D H A R 、M D H A R 、G R ) 活性均明显降低。 5 T 1 代转反义G a l L D H 基因番茄株系光和强度显著降低，有机酸含量明显 增加，果实含糖量和糖酸比明显降低。 关键词：番茄；马铃薯；L - 半乳糖一l ，4 一内酯脱氢酶( G a l L D H ) ；抗坏血 酸；转基因；温度胁迫。 2 山东农业大学硕士学位论文 A b s t r a c t V i t a m i nC ( L a s c o r b i ca c i d ，A s A ) ，ah e x x o s el a c t o n e ，i si n d i s p e n s a b l ef o r h u m a n s I tC a l lb es y n t h e s i z e di np l a n ta n dm o s ta n i m a l s ，w h i l eh u m a n sl a c k t h ep a t h w a yo fA s As y n t h e s i z e ，a n dm u s to b t a i n eA s Af r o mf o o dr e g u l a r l y T h e r e f o r e ，i th a sb e c o m eo n eo ft h ei m p o r t a n tn u t r i t i o n a lq u a l i t yf a c t o r si n m a n yh o r t i c u l t u r a lc r o p s A s Ai si m p o r t a n c ei nm a n yp h y s i o l o g i c a lp r o c e s s e s s u c ha sR O Sd e t o x i f i c a t i o n , p h o t o s y n t h e s i sa n dp h o t o p r o t e c t i o n ，c e l ld i v i s i o n a n dg r o w t h ，e t h y l e n es y n t h e s i s L g a l a c t o n o 一1 ，4 一l a c t o n ed e h y d r o g e n a s e ( G a l L D H ) i st h ek e ye n z y m ei n t h el a s ts t e po fA s Ab i o s y n t h e s i s I nt h i ss t u d y , t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nA s A m e t a b o l i s ma n dt h et o l e r a n c et o t e m p e r a t u r e s t r e s si nt o m a t ow e r e i n v e s t i g a t e d ，a n dG a l L D Ho v e r e x p r e s s e dt r a n s g e n i ct o m a t op l a n t sw e r eu s e d t of u r t h e ra n a l y s ee f f e c t so fG a l L D Ho nA s Am e t a b o l i s ma n dt o l e r a n c et o t e m p e r a t u r es t r e s s T h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 U n d e rh i g h ( 4 0 C ，2 4 h ) a n dl o w ( 44 C ，2 4 h ) t e m p e r a t u r es t r e s s ，t h ec o n t e n t so f A s A ，D H Aa n dA s A + D H A a n dt h ea c t i v i t i e so fG a l L D H ，D H A R , M D H A R , A P Xa n dG Rw e r ea l ls i g n i f i c a n t l yN g h e rt h a nt h a ti nt h ec o n t r o lf 2 5 C ) 一 H o w e v e r ，t h ec o n t e n to fH 2 0 2i ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h ec o n t r o la n dt h e A s A D H Ai ss i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nt h ec o n t r 0 1 I tw a sp r o p o s e dt h a tA s A a n t i o x i d a n ts y s t e mi nt o m a t oc o u l db ei n c r e a s e di ns h o r to ft i m eu n d e rh i 曲 o rl o wt e m p e r a t u r es t r e s s H o w e v e r ，w i t l lt h el a s t i n g ( 3 6 h ) t e m p e r a t u r es t r e s s t h eA s Aa n f i o x i d a n ts y s t e md e c r e a s e d ，w h i c hm i g h tb er e s p o n s i b l ef o rt h e b j g ha c c u m u l a t i o no fH 2 0 2 2 C o m p a r e d 淅t ht h en o n - t r a n s g e n i cp l a n t s ，t h er e l a t i v ee x p r e s s i o no f G a l L D Hm R N Ad e c r e a s e db y2 9 0 8 、7 8 4 9 a n d6 4 0 3 0 ，Ji na n t i s e n s e t r a n s g e n i ct o m a t op l a n t so fT 0 - l 、T O 一2a n dT O - 3h a v ed e c r e a s e d2 9 0 8 、 7 8 4 9 a n d6 4 0 8 ，r e s p e c t i v e l y , a n di n c r e s e db y8 8 3 7 、3 2 1 7 、2 7 8 7 a n d l 7 5 31 i ns e n s et r a n s g e p i ct o m a t op l a n t so f T O 一1 、T 0 - 2 、T O - 3a n dT O 一4 ， r e s p e c t i v e l y 3 C o m p a r e dw i t ht h en o n - t r a n s g e n i cp l a n t s ，t h ea n t i s e n s et r a n s g e n i cT 1 3 马铃薯L 半乳糖1 ，4 内酯脱氢酶基因在番茄中的功能分析 t o m a t os h o w e dl o w e rr e l a t i v em R N A e x p r e s s i o na n de n z y m a t i ca c t i v i t yo f G a l L D Hi n1 e a v e sa n df r u i t s 4 C o m p a r e d 谢t 1 1t h en o n t r a n s g e n i cp l a n t s ，t h ec o n t e n t so f A s A ，D H Aa n d A s A + D H A ，t h er a t i oo f A s A D H A a n da c t i v i t i e so f e n z y m e s ( A P X ，A A O ， D H A R ，M D H A R ，O R ) r e l a t e d w i t hA s As y n t h e s i sa n dm e t a b o l i s ma l s o d e c r e a s e di na n t i s e n s et r a n s g e n i cT1t o m a t ol e a v e sa n df r u i t s 5 C o m p a r e d 诚t l lt h en o n - t r a n s g e n i cp l a n t s ，t h ea n t i s e n s et r a n s g e n et o m a t o p l a n t ss h o w e dl o w e rp h o t o s y n t h e t i cr a t ea n dh i g h e ra c i dc o n t e n t sw h i c h r e s u l t e di nl o w e rr a t i oo fs u g a r a c i d K e yw o r d s ：T o m a t o ；p o t a t o ；L g a l a e t o n o 一1 ，4 一l a e t o n e d e h y d r o g e n a s e ；A s e o r b i ca e i d ；T r a n s g e n e ；t e m p e r a t u r es t r e s s 4 山东农业大学硕士学位论文 1 引言 抗坏血酸又称维生素C ( L a s c o r b i ca c i d ，A s A ) 是植物和大多数动物体 内合成的一类含量丰富的己糖内酯化合物，是人类必须的一种维生素。由 于人体缺乏合成A s A 的能力，必须从蔬菜水果中获得，因此A s A 含量成为 衡量蔬菜营养品质的一项重要指标。A s A 对于植物抵抗氧化胁迫、光合作 用、光保护、细胞的生长和分裂、乙烯生物合成等诸多方面具有非常重要 的生理作用。 番茄( L y c o p e r s i c o ne s c u l e n t u mM i l l ) 起源于南美洲，是南美洲安迪斯山 区的重要蔬菜，也是我国北方地区设施栽培的主要蔬菜。但其果实中抗坏 血酸( A s c o r b i cA c i d ，A s A ：即维生素C ，V c ) 含量较低，每百克鲜果仅含2 0 3 0 毫克。马铃薯( S o l a n u mt u b e r o s u mL ) 是起源于南美洲安第斯山区的世 界第四大作物，粮菜兼作，但块茎抗坏血酸含量也较低，每百克鲜薯仅 含2 0 4 0 毫克。因此，提高番茄和马铃薯的抗坏血酸具有重要的实际意 义。 1 1 高等植物中A s A 的生物合成 抗坏血酸广泛存在于植物体内几乎所有植物细胞器中。1 9 5 4 年 I s h e r w o o d 等最早提出类似于动物途径的高等植物A s A 生物合成途径。该途 径认为，植物由D 一半乳糖经D 一半乳糖醛酸( 甲酯) 和L 一半乳糖内酯( L g a l a c t o n o 一1 ，4 - - l a c t o n e ，L G a l L ) 等重要中间物质，最终形成A s A ， 其间发生了类似动物的碳链倒位。支持该途径的证据主要集中在：植物体 内确实存在天然L G a l L ，并可通过半乳糖内酯脱氢酶( L G a l L D H ，E C 1 3 2 3 ) 氧化生成A s A ，同时，D 一半乳糖醛酸( 甲酯) 也可作为A s A 合成的 底物。但随后的放射性示踪实验显示，植物合成A s A 的过程并未发生碳链 的倒位。虽然有强有力的证据显示L G a l L 是植物合成A s A 的底物，但D 一半乳糖醛酸并不是植物合成A s A 的主要物质。虽然放射性示踪实验结果 已经证明植物不能通过碳链倒位途径合成A s A ，但最近对拟南芥悬浮培养 细胞的研究发现，除L 半乳糖和L 半乳糖内酯外，D 半乳糖醛酸甲酯、L - 古洛糖内酯、D 葡萄糖醛酸甲酯和D 葡萄糖醛酸内酯等也能提高细胞内 A s A 水平。然而这4 种物质并不包含于L 半乳糖途径之中。特别是对于L 古洛糖内酯及其氧化酶的研究，使人们相信植物可能还存在另外的A s A 合 马铃薯L - 半乳糖- l ，4 - 内酯脱氢酶基因在番茄中的功能分析 成途径，因为L 古洛糖内酯原本是动物合成A s A 途径中的重要中间物质 ( 在古洛糖内酯氧化酶作用下生成A s A ) ，但最近在植物中也被检测到； 且当J i a n 和N e s s l e r ( 2 0 0 0 ) 把从鼠肝脏细胞克隆的古洛糖内酯氧化酶基因导 入烟草和莴苣( L a c t u c as a t i v aL ) 中时，转基因植株A s A 的含量比对照提高 了7 倍。 19 9 0 年L o e w u s 等提出了另外一条非倒位途径。该途径中，D 葡萄糖 首先被氧化生成D 葡萄糖醛酮，后者经表异构酶催化形成L 山梨糖醛酮， 并进一步在山梨糖醛酮脱氢酶作用下被氧化为A s A 。此途径虽然没有碳骨 架的倒位，但至今还没有明确的实验证据支持这一途径，因为至今尚未发 现催化前两步反应的酶。C o n k l i n 等对拟南芥A s A 缺乏的突变体v c t l 的研究 表明，增J J I D 萄糖醛酮和L 山梨糖醛酮并不能导致A s A 的积累；L 山梨糖 醛酮也未能明显增加拟南芥悬浮细胞内源A s A 含量。有人在豌豆上( P i s u m s a t i v u mL ) 的研究也表明，L 葡萄糖醛酮和L 山梨糖醛酮并不是植物合成 A s A 的直接前体或主要底物。 W h e e l e r 等1 9 9 8 年提出的新途径综合了过去似乎相互矛盾的看法，使 高等植物A s A 合成问题逐渐明朗。该途径以D 甘露糖6 磷酸和L 半乳糖和 L G a l L 等作为主要中间物质，既符合放射性示踪实验结果，避免了以前争 议较大的“炭链倒位”，还把L G a l L 等重要物质纳入其中。支持该途径的 证据主要有：( 1 ) 当用1 4 C 标记的甘露糖喂饲拟南芥叶片时，4 h 后就有约1 0 被标记的1 4 C 在A s A 中被检测到；对西葫芦( C u c u r b i t ap e p o ) 根系的研究 也得出相同的结果；( 2 ) 在豌豆胚提取物中加入1 4 C 标记的G D P 一甘露糖可 以形成 1 4 C L G a l L ，并可进一步生成A s A ；( 3 ) 用L 半乳糖和L 半乳糖内酯 喂饲拟南芥叶片和豌豆苗可以相同的效率增加A s A 的含量，同时G D P 一甘 露糖可通过G D P D 甘露糖3 ，5 表异构酶的作用形成L 半乳糖；( 4 ) 该途 径中所涉及的酶多数已被检测、纯化或克隆；( 5 ) 特别是对从拟南芥获得 的A s A 缺失突变体的相关研究也证实了这一途径把A s A 的生物合成融入 植物碳水化合物的主要代谢过程，并与多糖合成和蛋白质的糖基化之间建 立联系，已被公认为是高等植物合成A s A 的主要途径。 很早就发现A s A 广泛存在于植物体内，几乎所有植物细胞器中都存 在。例如，叶绿体可积累浓度很高的A s A ，达到叶片总A s A 含量的1 2 - 6 山东农业大学硕士学位论文 3 0 ( F o y e re ta 1 ，1 9 8 3 ；F o y e re ta 1 ，1 9 9 6 ) 。A s A 也稳定存在于质外体、胞 质和液泡中( V a n a c k e re ta 1 ，1 9 9 8 ) 。线粒体中也存在大量A s A ，因为催化 其生物合成最后一步的L 半乳糖酸1 ，4 内酯脱氢酶( G L D H ) 存在于线粒 体( B a r t o le ta 1 ，2 0 0 0 ) 。A s A 生物合成途径直到近年来才从P i s u ms a t i v u m 和拟南芥的研究中搞清楚( W h e e l e re ta 1 ，1 9 9 8 ) 。加A 生物合成直接前体 L 半乳糖1 ，4 内酯( L G a l L ) 的合成过程，涉及D 葡萄糖6 P 、D 果糖 6 P 、D 甘露糖6 P 、D 甘露糖1 P 、G D P D 甘露糖、G D P L 半乳糖、L 半乳糖1 P 和L 半乳糖等中间产物。 D 葡萄糖6 磷酸+ 十D 果糖6 。磷酸+ 2 l D 甘露糖6 磷酸D 半乳糖 D - G l u c o s e 6 - PD - F r u c t o s e - PD M a n n o s e 6 - p D G a l a c t o s e 今3； G D P L 半乳糖卜G D P D 甘露糖辱- D 甘露糖1 磷酸D 半乳糖醛酸( 甲酯) G D P - L G a l a c t o s eG D P - D M a n n o s e D M a n n o s e 一1 一P D - G a l a c t u r o n i ca c i d 上6 7主 L 半乳糖1 磷酸臀L - 半乳糖争L 半乳糖内酯( L G a l L ) - 一L 半乳糖酸 L G a l a c t o s e - 1 - p L G a l a c t o s e L - G a l a c t o n o 一1 ，4 一l a c t o n e L G a l a c t o n i ca c i d 站 D 葡萄糖D 葡糖醛酮L 山梨糖醛酮嗡S A D G l u c o s eD - G l u c o s o n eL S o r b o s o n e 图1 高等植物中A S A 合成的三种可能途径( 据L o e w u s ，1 9 9 9 ) L 半乳糖途径( ) 所涉及的酶：1 已糖磷酸异构酶：2 磷酸甘露异构酶：3 磷酸甘 露变位酶；4 G D P D 甘露糖焦磷酸化酶：5 G D P D 甘露糖3 ，5 表异构酶；8 L 半乳 糖脱氢酶；9 L 半乳糖内酯脱氢酶 虽然A s A 生物合成不同步骤的亚细胞定位有待进一步阐明，但催化 A s A 生物合成最后一步的L 半乳糖酸1 ，4 内酯脱氢酶( G a l L D H ) 已被证 明存在于线粒体内膜( M u t s u d a e ta 1 ，1 9 9 5 ；S i e n d o n e se ta 1 ，1 9 9 9 ) 。G L D H 的分子量为5 6k D ，该酶对G L 有很高的专一性并且需要细胞色素C ( C y t c ) 作为次级底物( O b ae ta 1 ，1 9 9 5 ；O s t e r g a a de ta 1 ，1 9 9 7 ；M a i te ta 1 ，1 9 9 8 ) 。 L 半乳糖酸1 ，4 内酯脱氢酶的作用下可生成G a l L ( W h e e l e re ta 1 ，1 9 9 8 ) 。 W h e e l e r 等( w h e e l e re ta 1 ，1 9 9 8 ) 提出的A s A 生物合成途径对以后的研究 有重要意义，因为用于A s A 生物合成的中间产物也为细胞壁的合成和蛋 白质糖基化提供了中间产物( C o n k l i ne ta 1 ，1 9 9 7 ) 。 马铃薯L 半乳糖1 ，4 内酯脱氢酶基因在番茄中的功能分析 1 2A s A 在植物体内的氧化还原过程 作为植物细胞内重要的自由基清除剂，A s A 是通过参与一系列的氧化 还原反应而发挥其抗氧化剂的功能( 图2 ) 。 L 一半轧糖一1 ，4 内脂 G a 岫也 G9apx(：l。：。二二=：二H， 儿 V 脱氢抗坏血酸 门 U 2 。3 二酮古洛糖酸 S S G 、 7 6 R S H 图2 植物细胞内L 抗坏血酸氧化及再生的路线图( t h e ne ta 1 ，2 0 0 4 ) ( 1 ) L 一半乳糖一1 ，4 内脂脱氢酶( G a l L D H ：L - g a l a c t o s e 一1 ，4 一l a c t o n ed e h y d r o g e n a s e ) ( 2 ) 抗坏血酸过氧化物酶( A P X ：A s c o r b a t ep e r o x i d a s e ) ( 3 ) 单脱氢抗坏血酸还原酶( M D H A R ：M o n o d e h y d r o a s c o r b a t er e d u c t a s e ) ( 4 ) 非酶歧化反应( n o n e e n z y 舱t i cd i s p r o p o r t i o n a t i o n ) ( 5 ) 脱氢抗坏血酸还原酶( D H A R ：D e h y d r o a s c o r b a t er e d u c t a s e ) ( 6 ) 谷胱甘肽还原酶( g l u t a t h i o n er e d u c t a s e ) ( S m i r n o f f ，2 0 0 0 ) 。 A s A 可以通过抗坏血酸谷胱甘肽循环清除由于光合作用、光呼吸或 其他氧化胁迫而产生的H 2 0 2 ( N o c t o ra n dF o y e r ，1 9 9 8 ) 。A s A G S H 循环由 一系列酶促反应组成，最初由F o y e r 和H a l l i w e l l ( 1 9 7 6 ) 提出，该循环通 过依赖N A D P H 的氧化而与H 2 0 2 的脱毒密切相关。在这一循环途径中， 由A P X 催化的H 2 0 2 还原时产生的单脱氢抗坏血酸( M D H A ) ，其可在单 脱氢抗坏血酸还原酶( M D H A R ) 的作用下还原为A s A ，也可发生非酶歧化 厂。、 山东农业大学硕士学位论文 反应( n o n e e n z y m a t i cd i s p r o p o r t i o n a t i o n ) 生成D H A ( S m i m o f f , 2 0 0 0 ) 。尽管 M D H A 可能以酶促或非酶促的形式再生为A s A ，但M D H A 的不成比例还 原说明，在A s A 被氧化过程中有一部分M D H A 被进一步氧化为D H A 。 以G S H 为还原性底物，D H A 可在脱氢抗坏血酸还原酶( D H A R ) 的作用下 被还原为A s A 。A s A G S H 循环依赖于来源于叶绿体光依赖的电子传递反 应而产生的还原力或由葡萄糖6 P 脱氢酶和苹果酸脱氢酶的作用而产生 的N A D P H 。A s A G S H 循环中的酶类高活性地存在于叶绿体，但在其他细 胞区间如胞质、过氧化物体和线粒体中也具有相当的活性以驱动H 2 0 2 的 清除过程( D a v e ye ta 1 ，2 0 0 0 ) 。 胞壁内的A S A 是通过质膜运载体以易化扩散方式与D H A 交换而来 的，并在抗坏血酸氧化酶( A O ) 作用下被氧化为M D H A ( 石永春和刘卫 群，2 0 0 8 ) ，由此产生的M D H A 可能被质膜C y t b 系统还原；而胞质A s A 氧化所产生的M D H A 或者被定位于质膜内侧的M D H A R 还原为A s A ，或 者进入胞质内的抗坏血酸谷胱甘肽循环( H o r e m a n se ta 1 ，1 9 9 8 ) 。 1 3 植物体内A s A 的降解 A s A 作为电子供体通过连续的两步反应而参与电子的转移。首先是形 成A s A 自由基( 或被称为单脱氢抗坏血酸，M D H A ) ，然后被完全氧化为脱 氢抗坏血酸( D H A ) ( S m i r n o f , 2 0 0 0 ) 。由于可很快转化为D H A 和A s A ， M D H A 在细胞中的浓度通常很低，而且因为很少与细胞内的其它分子如 膜脂发生反应，其毒性也相对很低( H o r e m a n se ta 1 ，1 9 9 8 ) 。D H A 在生理P H 下并不稳定，易自发或酶促降解生成不具无生理活性的2 ，3 二酮古洛糖酸 ( 2 , 3 D K G ) ( D a v e y e ta 1 ，2 0 0 0 ) 。触在植物细胞中的降解位点还不清楚， 但是已经发现，A s A 参与了酒石酸和草酸的合成( L o e w u se ta 1 ，1 9 8 7 ； D e g a r ae ta 1 ，1 9 9 9 ) 。A s A 在氧化型和还原型之间循环的效率很高，因而很 少有D H A 被降解掉，并因此而降低了对A s A 高速从头合成的需求。A s A 可反馈抑制其合成( M o z a f a e ta 1 ，1 9 9 3 ；M a i te ta 1 ，1 9 9 9 ) 。 1 4 植物中A s A 的转运 研究发现，A s A 大量存在于植物细胞胞外空间，并和质外体过氧化物 酶一起，调节植物细胞壁的木质化过程( T a k a h a ma n dO n i k i t ，1 9 9 2 ) 。而且 人们发现，A s A 在植物细胞器中浓度和氧化还原状态的迅速改变对这些 9 马铃薯L 半乳糖1 ，4 内酯脱氢酶基因在番茄中的功能分析 细胞器发挥生理作用十分重要( H o r e m a n se ta 1 ，2 0 0 0 8 ；H o r e m a n se ta 1 ， 1 9 9 7 ) 。催化L 一半乳糖途径最后一步的G a l L D H 定位于线粒体内膜，说 明A s A 只在线粒体中合成，且A s A 在生理p H 下是非透膜性的( H o r e m a n s e ta 1 ，2 0 0 0 a ；H o r e m a n se ta 1 ，1 9 9 7 ) ，但A s A 在叶绿体、质体及液泡等其他 亚细胞区域内却具有很高的含量，因而人们猜想可能在植物质膜上存在 A s A 转运系统。近年来，有关A s A 转运方面的研究已经取得了许多成果， 在许多植物质膜上已经发现存在A S A 载体( H o r e m a n se ta 1 ，2 0 0 0 b ； H o r e m a n s 等，1 9 9 7 ) 。 抗坏血酸在植物中的转运主要分两部分：胞内亚细胞区间转运和通过质 膜向质外体的转运( H o r e m a ne ta l ，2 0 0 0 ) 。一旦在线粒体中合成，A s A 就 需要向其它细胞区间转运。调节性转运体系的存在，使A s A 能够根据生 理、发育和代谢的需要在不同细胞区间迅速转移。当前人们已经发现，在 植物细胞内，A s A 的转运可以在叶绿体、类囊体、液泡和质膜上发生， 而在线粒体和过氧化物体中很少发现。因为A s A 合成的最后一步发生在 线粒体内膜，所以人们认为A s A 由线粒体内膜向胞质的转移可能是简单 扩散的结果。然而，触A 由胞质向叶绿体的转运是一个载体介导的过程， 该载体对A s A 的亲和力很低但在生理上是足够的( F o y e ra n dL e l a n d a i se t a 1 ，1 9 9 6 ；B e c ke ta 1 ，1 9 8 3 ) 。有趣的是，叶绿体A s A 载体表现为受D H A 的 顺式抑制( c i s i n h i b i ti o n ) 和反式刺激( t r a n s 。s t i m u l a t i o n ) ，表明该载体可 能受A s A D H A 交换机制的驱动，可能是一个易化交换扩散( f a c i l i t a t e d e x c h a n g ed i f l u s i o n ) 过程( F o y e ra n dL e l a n d a i se ta 1 ，19 9 6 ；B e c ke ta 1 ， 1 9 8 3 ) 。相比较，A S A 通过内囊体膜的转运不受载体介导，是一个p H 和 浓度梯度依赖的简单扩散过程( F o y e ra n dL e l a n d a i se ta 1 ，1 9 9 6 ) 。在内囊体 腔，A s A 的一个重要功能是合成玉米黄质( Y a m a m o t oe ta 1 ，1 9 7 2 ) ，因此 控制转运而使A s A 的利用率发生改变可能调节性地影响玉米黄质的形成 ( F o y e ra n dL e l a n d a i se ta 1 ，1 9 9 6 ) 。内囊体A s A 也在调节叶绿体内跨内囊体 膜的质子梯度和电子转移中具有重要作用。 A s A 通过植物质膜的转运是由M o z a f a r 和O e r t l i ( 1 9 9 3 ) 最早从大豆中 发现的，以后人们陆续从大麦叶( R a u t e n k r a n z ae ta 1 ，1 9 9 4 ) 、豌豆叶( F o y e r a n dL e l a n d a i se ta 1 ，1 9 9 6 ) 和烟草B Y - 2 细胞培养物( H o r e m a n se ta 1 ，1 9 9 8 ) 1 0 山东农业大学硕士学位论文 中分离的原生质体的研究中肯定了质膜A s A 和D H A 转运体的存在。与 叶绿体膜相比，质膜相关载体对A s A 和D H A 显示出很高的亲和力。在 细胞内环境，不同的酶促循环途径使胞内抗坏血酸库保持在还原状态，而 在胞外基质中，抗坏血酸的氧化还原状态更多地依赖于物种和植物所处的 生理状态( N o c t o ra n dF o y e r ，1 9 9 8 ) 。大麦原生质体可吸收A s A 和D H A ， 但对D H A 吸收的亲和力大于对A s A 吸收的亲和力( R a u t e n k r a n z a c ta 1 ， 1 9 9 4 ) 。改变培养介质中A s A D H A 的比率发现，D H A 更容易被烟草B Y - 2 细胞原生质体和黄化菜豆幼苗下胚轴细胞质膜微囊吸收( H o r e m a n se ta 1 19 9 8 ；H o r e m a n se ta 1 ，19 9 7 ) 。这可能仅仅是某些植物细胞的共有特征，而 非所有植物细胞的普遍特性，在豌豆叶原生质体的实验中就发现不存在 A s A 和D H A 吸收的竞争性抑制现象( F o y e r a n dL e l a n d a i sc ta 1 ，1 9 9 6 ) 。这 些发现说明，在植物质膜中可能存在彼此分离的A s A 和D H A 吸收体系。 植物质膜A s A 和D H A 转运体不同于己糖载体。研究发现，烟草B Y - 2 原 生质体吸收D H A 可被葡萄糖转运体抑制剂细胞松弛素B 抑锘l J ( H o r e m a n s e ta 1 ，19 9 8 ) ，另一种葡萄糖转运体根皮素在玉米根中专一性地抑制D H A 的吸收，而不影响D H A 在烟草B Y - 2 细胞中的转运。不同浓度的葡萄 糖施用也不会降低A S A 在豌豆叶原生质体、纯化的菜豆下胚轴质膜和烟 草B Y - 2 原生质体中的吸收速率。这些结果说明在植物中存在多个A s A 和 D H A 转运系统，涉及的载体与普通的植物己糖转运体明显不同。A s A 载 体也被证明不同于质膜中的氨基酸和激素转运体( H o r e m a n se ta 1 。1 9 9