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摘要：经调查，每年世界主要农作物产量损失的50% 与非生物胁迫有关，而因病虫害等生物胁迫造成的作物产量损失不到20%。前期研究表明MaTL在活性氧胁迫及干旱、衰老、盐胁迫等逆境下上调表达，本研究选转pCAMBIA1302- MaTL 的3、4、6三个拟南芥株系对其耐盐性进行了研究，以研究该基因与植物盐胁迫及活性氧代谢的关系。关键词：活性氧代谢 盐胁迫 pCAMBIA1302- MaTL 拟南芥1自由基和活性氧自由基（Free Radical，FR）是指含有未配对电子的原子、原子团、特殊状态下的分子。在自由基中，氧自由基对植物机体的侵害最大。活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）是指化学性质活跃的含氧原子或原子团。2活性氧代谢植物是一个需氧代谢的有机体。在呼吸和光合作用过程中，线粒体、叶绿体和过氧化物酶体均可导致活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）含量的提高。当ROS积累到一定水平时，将会对植物造成一定的伤害。植物为了防御氧化胁迫，也存在着一套相应的酶促和非酶促解毒体系（Smirnof，1995）。植物体清除ROS的酶促系统主要包括SOD（superoxide dismutase）、APX（ascorbate peroxidase）、CAT （catalyse）和GPX（glutathione peroxidase）（Cheng et al.，2006；Wang et al.，2008；Miao et al.，2006）。高盐、涝害、干旱等非生物逆境对农作物的生长、结实和品质造成严重的不利影响，是全球农业减产的重要因素。研究认为逆境胁迫下作物体内产生的大量活性氧（Reactiveoxygen species，ROS）是其产生不良影响的重要机制（Somerville et al.，2002）。 赵5研究表明，植物细胞可通过多种途径如、某些酶催化过程和某些低分子化合物的自动氧化不断产生超氧阴离子自由基(O2- )、过氧化氢( H2O2 )和羟自由基(OH- )等活性氧类( ROS)物质。植物体内ROS的产生与清除一直处于一种动态平衡，所以一般不会导致活性氧伤害植物。但在逆境条件下, 植物细胞的这种动态平衡会被打破, 从而产生大量的活性氧, 这些活性氧以其极强的氧化性造成细胞膜脂过氧化反应, 从而导致膜系统损伤和细胞氧化6 , 从而对植物造成严重伤害。在此过程中，植物主动或被动的调动抗氧化酶类（POD、CAT）来清除这些活性氧和氧自由基，减缓或抵御细胞所受到的伤害4。3 叶绿体叶绿体是植物体内产生活性氧的一个重要的细胞器，也是植物细胞内对盐最敏感的的细胞器。钱8研究表明当植物机体遭到盐胁迫时，叶绿体内的H2O2会显著增加，4盐胁迫下活性氧对机体的损伤 对于所有需氧生物而言，在氧的正常代谢中，一定会产生活性氧，但是植物体内本身就具有清除多余活性氧的能力，这主要是靠内源性活性氧清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、 过氧化物酶（POD）等一些抗氧化酶类。当机体受到干旱、衰老、盐胁迫等逆境胁迫时，植物细胞代谢受到阻碍，而产生大量的活性氧，活性氧的过度积累会造成细胞膜脂氧化作用加强，破坏活性氧产生与清除之间的动态平衡，从而导致活性氧对机体的损伤。为有效防御由胁迫产生的ROS所带来的损伤，植物在长期的进化过程中形成了一套有效的酶促和非酶促活性氧自由基清除系统：SOD 是主要的清除剂，H2O2 在POD、CAT 作用下被分解为H2O 和O2，有效阻止了膜脂氧化，减少膜系统的伤害7。5 转基因拟南芥四跨膜蛋白（Tetraspanins）是一类广泛存在于真核生物体内的，具有四个跨膜结构的蛋白超家族1。该蛋白家族成员之间或与其它膜蛋白（整合素、干扰素等）相互作用，在生物膜上形成富四跨膜蛋白区域，通过促进细胞黏着与融合、配体结合及细胞间运输等功能参与生物体的发育、病理行为、免疫反应等生命现象，具有重要的功能2。目前已在哺乳动物、昆虫、除酵母外的真菌等生物体内发现150个以上编码四跨膜蛋白的基因或类似序列，并对一些四跨膜蛋白进行了深入的研究。但在植物体内有关四跨膜蛋白基因的研究却极为少见3。本实验室在前期利用抑制差减杂交技术，对采后两天香蕉果实差异表达基因进行研究时获得了一段上调表达的EST序列4，并基于该序列利用RACE技术获得了一个四跨膜蛋白基因全长序列，命名为MaTL(Musa tetraspanin like)。为进一步研究该基因的功能将该基因与pCAMBIA1302载体融合构建了pCAMBIA1302- MaTL基因表达载体，并将其转入拟南芥。经潮霉素筛选和RT-PCR、Southern鉴定选育出若干株稳定表达pCAMBIA1302- MaTL的株系。 针对逆境胁迫对植物造成的这种伤害, 自20世纪70年代开始, 欧美发达国家的学者进行了大量逆境植物伤害的防治与治理研究, 并发现了一些对逆境植物毒害具有抑制作用的物质。这些物质不仅能改善植物体生理机能, 增强植物体抗逆能力, 而且还对植物生长有促进作用。本文对近年来国内外关于逆境胁迫以及转基因pCAMBIA1302- MaTL对植物活性氧代谢机制影响的研究进行综合分析和归类, 以了解植物对逆境胁迫和活性氧毒害的适应机理, 为进一步深入研究提供思路。参考文献1 Wright M. D., Tomlinson M. G., The ins and outs of the transmembrane 4 superfamily. Immunol Today 1994,15:588594.2 Wang, F., Vandepoele, K. and Van Lijsebettens, M. Tetraspanin genes in plants. Plant Science,2012,190, 9-15.3 C. Boucheix and E. Rubinstein. Tetraspanins. Cellular and Molecular Life Sciences. 2001, 118912054 Bi Y X, Wei S,JU HUA LIU,Jia B.W.,Zhi Q. J.Differentially expressed cDNAs at the early stage of banana ripening identified by suppression subtractive hybridization and cDNA microarrayJ.Planta,2007, 226(2): 529-5395 赵天宏,孙加伟,付宇.逆境胁迫下植物活性氧代谢及外源调控机理的研究进展J.作物杂志,2008,136 姜卫东,高光林,俞开锦.水分胁迫对果树光合作用及同化代谢的影响研究进展J.果树学报,2002,19(6):416-4207 Kornyeyev D, Logan B A, Payton P, Allen R D, Holaday A S.Enhanced photochemical light utilization and decreased chillinginduced photoinhibition of photosystem II in cotton over expressing genes enc