白菜型油菜RbohC和RbohF基因克隆與表達分析

張騰國，李 瑤，刁志宏，史中飛，王 娟，鄭 晟

(西北師范大學 生命科學學院，蘭州 730070)

在自然環境中，植物的生長會受到各種非生物脅迫的影響，例如干旱、高鹽和極端溫度，是世界許多地區植物生長和生產力最重要的制約因素之一，植物對逆境的反應很復雜，涉及細胞、生理生化和分子機制。最近的研究表明，在脅迫條件下，植物細胞能夠感知并通過活性氧(reactive oxygen species，ROS)信號誘導適應性反應，作為其脅迫耐受機制的一部分，而NADPH氧化酶是產生ROS的關鍵酶，能通過調節ROS產生來響應不同的非生物脅迫和生物脅迫[1]，因此NADPH氧化酶在生物生長、發育過程中起重要作用[2-3]。在植物中，NADPH氧化酶也被稱為呼吸爆發氧化酶同系物(respiratory burst oxidase homolog，Rboh)，主要結構包含6個保守的跨膜結構域，其具有C-末端FAD和NADPH親水結構域、2個血紅素基團和2個N-末端Ca2+結合EF-手性基序。目前已經在多種植物中鑒定和克隆得到Rbohs基因。擬南芥基因組含有10個NADPH氧化酶編碼基因，命名為AtRbohA-J，在整個植物發育過程和響應環境因素時表現出不同的表達模式[1,4]，AtRbohA，AtRbohB和AtRbohC只在根中表達，特別是在伸長區，且AtRbohC在根毛發育中起作用[5]，AtRbohH和AtRbohJ在花粉中表達，而AtRbohD和AtRbohF在所有植物器官中均表達[6]。同時，AtRbohD已被證明參與由多種非生物脅迫誘導的快速系統信號傳導[7]，能夠影響H2O2的積累，并參與乙烯信號傳導抑制根系伸長的釋放[8]，并且是擬南芥中血紅素加氧酶介導的鹽適應信號傳導所必需的[9]。有研究表明，鹽脅迫能誘導AtrbohF基因的表達，調節擬南芥根脈管系統的ROS水平，進而響應鹽脅迫[10]，番茄中大量的ROS積累能夠誘導SlRboh1基因(與AtRbohF同源)的表達水平上調[11]。……