甲基轉移酶參與水稻體內殘留阿特拉津脫毒及降解機制的研究.pdf

1、水稻作為一種重要的經濟作物，幾乎養(yǎng)育了世界一半的人口。最重要的是，水稻因其完整的基因組信息成為一種很好的研究模式植物。阿特拉津屬于三嗪類除草劑，主要被應用在玉米、甘蔗、高粱、水稻等大田中去除雜草。甲基轉移酶(MTs)作為一種代謝酶，在應對各種生物及非生物的脅迫時有著重要的作用。MTs可以將S-腺苷甲硫氨酸(SAM)供體的甲基基團催化轉移到其底物的一些基團上，為此，被甲基化的分子活性發(fā)生改變，最后導致植物體內生長發(fā)育和應對環(huán)境脅迫反應發(fā)生

2、了改變。
　　在本研究中，對阿特拉津(atrazine，ATR)處理下的水稻高通量測序結果中，篩選了166個甲基轉移酶基因。經基因芯片驗證后篩選出了45個基因。利用生物信息學對45個甲基轉移酶基因進行了進化樹、染色體定位、啟動子順式作用元件預測及結構域的分析。另隨機選取了15個甲基轉移酶基因，利用實時熒光定量PCR驗證其表達水平，結果表明其調控趨勢與數字表達譜一致。利用高效液相色譜分析了阿特拉津對水稻中O-MT酶活力的影響，在0.

3、4 mg L-1阿特拉津濃度下，水稻地上部分及地下部分中O-MT酶活力均顯示誘導。
　　為了研究O-MT降解阿特拉津的功能，我們成功地將兩個水稻O-MT基因(LOC_Os04g09604和LOC_Os11g15040)轉入到了畢赤酵母(Pichia pastoris X-33)中，并進行表達。分析發(fā)現，與對照空載比較，兩個轉化子積累了少量的ATR，兩個轉入目的基因(LOC_Os04g09604和LOC_Os11g15040)重組酵

4、母菌株對ATR的降解率比空白載體重組酵母菌株分別高出1.7和2.3倍。
　　利用UPLC/MS/MS，分析了水稻幼苗和重組酵母菌株中ATR的代謝產物。在水稻中檢測出7個ATR的代謝產物，分別是異丙基羥基阿特拉津（HIA）、乙基羥基阿特拉津(HEA)、阿特拉通(Atrton)、N-脫甲基阿特拉津(DMA)、羥基阿特拉津(HA)、N-脫乙基阿特拉津(DEA)和N-脫異丙基阿特拉津(DIA)。在重組酵母菌株中檢測出了阿特拉通(Atrto