CAT調(diào)控水稻葉片光呼吸過程中抗氧化系統(tǒng)的機(jī)理研究.pdf

1、過氧化氫酶是生物體內(nèi)主要的抗氧化酶之一，在過氧化物酶體中催化光呼吸產(chǎn)生的H2O2分解生成O2和H2O。在水稻中，已知有三種同工酶:CATA，CATB，CATC。本實(shí)驗(yàn)從水稻cDNA中擴(kuò)增出OsCATA基因全長(zhǎng)CDS，構(gòu)建了過表達(dá)載體和干擾載體，轉(zhuǎn)化水稻，獲得了轉(zhuǎn)干擾載體陽(yáng)性植株，收獲陽(yáng)性植株種子，用不同氣體處理，檢測(cè)抗氧化酶活性和抗氧化物質(zhì)含量，以及光呼吸的變化。主要結(jié)果如下:
　　1、從粳稻品種日本晴葉片中克隆了OsCATA基因

2、全長(zhǎng)CDS序列，測(cè)序結(jié)果表明，OsCATA基因全長(zhǎng)CDS為1488bp，包含了全部的外顯子序列，與NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列同源性為100％。
　　2、構(gòu)建了帶有GUS和潮霉素基因的水稻OsCATA基因的過表達(dá)載體，干擾載體，并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化水稻，通過GUS組織化學(xué)活性檢測(cè)以及總DNA PCR檢測(cè)鑒定，篩選出轉(zhuǎn)干擾載體陽(yáng)性植株和轉(zhuǎn)空載體陽(yáng)性植株。
　　3、定量PCR結(jié)果表明，轉(zhuǎn)干擾載體水稻，CATA基因表達(dá)為對(duì)照的36.8

3、％;western blot結(jié)果表明轉(zhuǎn)干擾載體水稻CAT蛋白合成減少，基本沒有檢測(cè)出;酶活結(jié)果表明，轉(zhuǎn)干擾載體水稻CAT活性為對(duì)照的0.85％，與western blot結(jié)果相近。
　　4、不同氣體處理之間結(jié)果表明，與不處理相比，轉(zhuǎn)空載體水稻在高CO2處理下，CAT，POD，GPX，GR活性下降;在低O2處理下，CAT，POD，GPX，GR，SOD，APX活性增加;在高O2處理下，CAT，POD，GPX，GR，SOD，APX活性增

4、加;三種氣體處理2周后，Rubisco加氧活性均略有下降。
　　5、不同轉(zhuǎn)基因材料之間結(jié)果表明，與轉(zhuǎn)空載體水稻相比，轉(zhuǎn)干擾載體水稻在高CO2處理下， APX，POD，GPX活性略有增加，CAT活性為對(duì)照的1.44％;在低O2處理下，APX，GPX活性顯著增加，POD，GR活性增加，CAT活性為對(duì)照的0.92％，SOD活性顯著下降;H2O2含量，DHA與GSSG含量顯著增加，ASC含量增加，MDA含量顯著增加;在高O2處理下，APX

5、，POD，GPX，GR活性顯著增加，CAT活性為對(duì)照的1.6％（對(duì)照是不處理的2.12倍），SOD活性顯著下降;H2O2含量，ASC與GSSG含量顯著增加，DHA和GSH含量增加，MDA含量顯著增加;三種氣體處理2周后，CATA基因表達(dá)下降，CATB，CATC表達(dá)增加;光合，光呼吸未出現(xiàn)顯著變化。
　　綜上所述，轉(zhuǎn)干擾載體水稻CAT活性顯著下降;在不同氣體處理下，轉(zhuǎn)干擾載體水稻表現(xiàn)出更強(qiáng)的氧化損傷，且這種損傷可能受光呼吸影響不大。