番茄多胺氧化酶(PAO)基因家族鑒定及表達(dá)分析

李 會(huì)，王 超，黃思杰，陳 健，楊立飛*

(1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，南京 210095；2 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042；3 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，南京 210014)

天然多胺 (polyamine，PA) 包括腐胺(putrescine，Put)、亞精胺(spermidine，Spd) 和精胺(spermine，Spm)，是真核生物與原核生物細(xì)胞代謝過程中必需的一類小分子量多聚有機(jī)陽離子，其普遍分布于高等植物中[1]。目前，人們認(rèn)為PA參與植物一系列生理過程，包括生長、發(fā)育和應(yīng)激反應(yīng)[2-3]。內(nèi)源性PA含量取決于合成和分解代謝之間的動(dòng)態(tài)平衡，負(fù)責(zé)PA分解代謝的2類胺氧化酶分別為銅胺氧化酶 (copper amine oxidase，CuAO) 和多胺氧化酶 (polyamine oxidase，PAO)[4-5]。PAO在維護(hù)細(xì)胞多胺平衡方面扮演了重要的角色，植物PAO負(fù)責(zé)含次級氨基PAs的分解代謝，氧化Spd和Spm形成相應(yīng)的氨基醛和二氨基丙烷，并釋放過氧化氫 (H2O2)[6-7]。

越來越多的研究表明，PAO催化產(chǎn)生的H2O2在調(diào)控一系列生理生化過程中發(fā)揮重要作用，并直接或間接地參與植物生長發(fā)育的調(diào)控，例如，PAO催化Spd產(chǎn)生的H2O2可以激活Ca2+滲透通道來調(diào)控花粉管生長[8]，PAO還參與植物的氮代謝[9]，PAOs介導(dǎo)的分解代謝與程序性細(xì)胞死亡有關(guān)[10]。與此同時(shí)，PAO催化PAs的反應(yīng)，對于植物抵抗生物或非生物脅迫也有重要的影響，例如，通過PA氧化產(chǎn)生的H2O2參與超敏反應(yīng)，調(diào)控植物對病原菌的抗性[11]。此外，PAO還可以通過基因表達(dá)的差異性影響氧化還原相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而使番茄增強(qiáng)對鹽脅迫的抵抗能力[12]。

植物PAO在不同的亞細(xì)胞位置具有特異性表達(dá)，例如，Slocum等[13]研究顯示豆科植物的PAO主要存在于胚軸組織的細(xì)胞壁上，而覃廣泉等[14]首次報(bào)道大豆PAO在細(xì)胞膜和液泡膜上也有分布。……