盐胁迫响应中拟南芥磷脂酶Dα1与硝酸还原酶2的关系研究

作     者：徐霁 

作者单位：南京农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：章文华

授予年度：2009年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：硝酸还原酶 磷脂酶 磷脂酸 一氧化氮 盐胁迫 

摘      要：盐害是世界范围内构成农作物减产的主要因素之一。当植物受到高盐浓度危害时,细胞水势明显降低,体内Na+／K+平衡受到破坏,膜脂发生过氧化,影响植物生长发育,最终导致农作物产量和质量下降。在盐胁迫下,植物细胞内多种信号分子被动员,转导逆境信号,最终调控抗性相关蛋白的表达。因此,研究盐胁迫下植物体内的信号转导过程,了解不同信号分子间的相互作用,掌握不同信号系统的调节机制,对提高作物耐盐性、提高农作物产量具有指导意义。 拟南芥PLD家族有12个成员,每个PLD分别具有不同的生化特点和生理功能,参与不同的细胞过程,其中以PLDα1含量最为丰富。硝酸还原酶是植物氮素同化的第一个酶也是关键酶,其催化的另一个产物NO参与信号过程,调控植物发育与抗逆。拟南芥有两个硝酸还原酶,叶片中80-90%的硝酸还原能力来自硝酸还原酶2。 本文以拟南芥野生型WT、硝酸还原酶2突变体nia2和磷脂酶Dal突变体pldα1为材料研究NR2和PLDα1在盐胁迫响应过程中的作用。研究发现nia2和pldα1对盐胁迫更敏感,NaCl处理下,nia2和pldα1的种子萌发率和萌发后幼苗成活率均显著低于野生型。外源添加NO供体SNP可以提高NaCl处理下WT、nia2和pldα1的种子萌发率;而外源添加PA可以促进NaCl处理下WT和pldα1种子萌发,但不能促进nia2种子萌发。NaCl处理可以诱导野生型中NR活性上升,但不能诱导nia2的NR活性。推测盐胁迫下PA信号可能位于NO信号上游,PA可能通过激活NR2诱导NO产生参与种子萌发过程。 磷脂酸参与信号途径通常以和靶蛋白相互作用为前提。因此,我们研究了PLD水解产物PA与NR2的相互作用,将拟南芥硝酸还原酶的结构基因NIA2克隆到瞬时表达载体,转化拟南芥叶肉细胞原生质体,表达NR2-GFP融合蛋白,发现NR2分布于细胞质中,PA处理下NR2的定位发生改变,向质膜转移。PA处理拟南芥叶肉细胞原生质体,诱导内源NO含量上升。推测NR2有可能是PA的靶标之一