水稻質膜NADPH氧化酶對干旱脅迫的響應及其催化特性的研究.pdf

1、質膜NADPH氧化酶(plasma membrane NAPDH oxidase，PM-NOX)是一種普遍存在于各種生物中的活性氧(reactive oxygen species，ROS)產生酶，在脅迫條件下，被認為是生物ROS產生的主要來源。當前有關該酶結構、定位及其在生物發(fā)育與脅迫響應中的功能及作用機制的研究日益得到人們的重視。PM-NOX是一種含血紅素的跨膜蛋白，其功能不僅僅局限于ROS的產生，還參與了細胞跨膜電勢的調節(jié)。然而，迄

2、今為止人們對PM-NOX在植物發(fā)育與脅迫響應中的功能依然知之甚少。本研究利用顯微組化等手段對水稻PM-NOX在干旱條件下的響應行為及其與ROS產生與清除之間的相關性進行了研究。發(fā)現(xiàn)，干旱在導致水稻一系列抗氧化酶如SOD、POX、CAT、GR和APX等活性升高的同時，也導致水稻PM-NOX活性大幅升高，且其活性升高幅度隨干旱程度的加重和干旱持續(xù)時間的延長而增大。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，干旱導致水稻PM-NOX活性的升高是與干旱條件下H2O2和O

3、2等ROS水平的大幅升高相對應的，表明PM-NOX確實參與了水稻對干旱脅迫的響應。應用該酶專一性抑制劑(DPI，diphenylene iodinium)的研究表明，水稻PM-NOX在干旱條件下的抑制顯著降低了水稻植株對干旱脅迫的抵抗能力，表明該酶在水稻干旱脅迫響應與忍耐中具有重要作用。對該酶催化特性的研究顯示，水稻PM-NOX是一種黃素蛋白(Flavin)部分依賴的酶類，其活性受Ca2+調控且表現(xiàn)出明顯的耐高溫(干旱條件下最適溫度可達