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玉米热激蛋白研究进展玉米组织培养研究进展 生物体在高温、盐渍、寒冷、干旱、饥饿、重金属离子等环境胁迫下,能够诱导合成的一类应激蛋白热激蛋白(heat shock proteins,HSP),它是一种非特异性高度保守的蛋白,HSPs作为一种逆境胁迫蛋白。能够保护细胞抵抗环境胁迫,减轻逆境胁迫引起的伤害并对其进行修复。 1 玉米HSPs的诱导合成 在热应激条件下,诱导合成HSPs的现象普遍存在于植物界,包括酵母、大豆等。前人在玉米中发现,不同基因型的品种,或不同的组织部位,或不同活力的种子,热激均能诱导产生HSP70。在玉米种子发育中后期,胚大量合成HSP70及诱导smHSP的积累,其中,20kD左右的HSP的种类多,分布在较宽的pI范围,且含量丰富。HSP70家族中的特异蛋白BiP和HSP60家族中的PDI在玉米胚发育过程中Westernblot检测,其含量基本保持恒定,表现出热激不敏感。 玉米HSPs的诱导合成是快速且持续时间是短暂的。玉米根尖在从25升高到40的环境中热激20min,能够检测到一组新的蛋白一热激蛋白,分子量分别为87,85,79,78,77,72,70,27,22和18kD。在玉米中,HSPs的合成只能持续4h,随后下降。在恢复到252h后,这组热激蛋白的合成快速下降,热激处理后回到正常生长温度要比延长热激时间所诱导的HSPs合成量下降得快。有些HSPs的合成能持续较长时间,在热激4h的玉米中,随着HSPs合成的减少,两种分子量为62和50kD的蛋白质开始合成。这两种蛋白质至少能持续合成20h,与是否回到正常温度无关。诱导大量合成HSPs的最适温度,不同种类植物是不同的,玉米的最适诱导温度为40-42。 除了热应激以外,其他的一些因素也能使玉米产生HSPs,如涝胁迫、脱落酸、创伤等,皆可诱导HSPs的合成。由此可见,引起HSPs产生的因素不仅是热应激,在其他许多因素作用下,也都可能诱发HSPs的合成。所以,从广义而论,应该将这类蛋白质称为应激蛋白更为确切。 2 玉米HSPs的种类 通常根据分子量(kD)的大小,将其分为高分子量热激蛋白(M W50kD)和低分子量热激蛋白(M W2+也参与热激蛋白基因的调节,孙旭彤等证实玉米细胞质HSP70能在存在Ca2+条
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