雨生紅球藻UVR8的基因克隆和生物信息學(xué)分析

張宏江，杭 偉，馬浩天，王曉丹，李潤(rùn)植，崔紅利

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)分子農(nóng)業(yè)與生物能源研究所，山西 太谷 030801)

【研究意義】植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)陽(yáng)光照射，植物在利用太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用的同時(shí)必然會(huì)受到紫外光的輻射，從太空照射至地球的紫外光只有少部分的中波紫外光(UV-B, 280～320 nm)與長(zhǎng)波紫外光(UV-A, 320～400 nm)[1]。其中，中波紫外光對(duì)植物的生長(zhǎng)具有雙重效應(yīng)，研究表明，高強(qiáng)度(HF>10 kj·m-2)的UV-B照射會(huì)使植物細(xì)胞產(chǎn)生大量活性氧分子，從而對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)的生物大分子如DNA、蛋白質(zhì)、脂類物質(zhì)等造成傷害，影響植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育；而低強(qiáng)度(LF >1～5 kj·m-2)的UV-B則是植物生長(zhǎng)的信號(hào)調(diào)控因子，如抑制植物下胚軸的伸長(zhǎng)，提升類黃酮等化合物的合成[2]。【前人研究進(jìn)展】盧克歡等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)UV-B處理后顛茄的光合作用能力及生物堿的積累受到抑制[3]；Vandenbussche等發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腢V-B輻射擬南芥會(huì)影響其生長(zhǎng)素分布，從而調(diào)節(jié)葉片的發(fā)育，而高強(qiáng)度的輻射則會(huì)影響葉片的正常發(fā)育[4]；杜照奎等發(fā)現(xiàn)隨著UV-B強(qiáng)度的增強(qiáng)，花生葉片的PSⅡ活性受抑制愈加明顯[5]。由此科學(xué)家推測(cè)在植物體內(nèi)肯定存在能感知UV-B的光受體[6]。中波紫外光UV-B光受體最早發(fā)現(xiàn)于一株對(duì)UV-B特別敏感的擬南芥突變體uvr8-1[7]，在此基礎(chǔ)上分離獲得UVR8蛋白，證實(shí)UVR8就是UV-B的光受體[8]。UVR8不同于其他光受體,它不能結(jié)合其共價(jià)修飾基團(tuán)來(lái)吸收特定波段的光。由于UVR8的最大吸收峰(280～315 nm)與色氨酸的最大吸收峰(280 nm)相近，因此Brown等推測(cè)其可能利用特定的色氨酸殘基作為其發(fā)色團(tuán)[9]。研究表明，擬南芥UVR8內(nèi)含有14個(gè)色氨酸殘基，1個(gè)分布在C末端，6個(gè)分布在β-片狀螺旋結(jié)構(gòu)部位，其余7個(gè)分布在二聚體接觸部位。目前……