鎘脅迫下能源甜菜BvGST基因在酵母中的功能分析

楊舒涵，王錦霞，郭萌萌，馬龍彪，劉大麗

（1.黑龍江省普通高等學(xué)校甜菜遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/黑龍江大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150080；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150080）

0 引言

重金屬（As、Cr、Pb、Cd等）毒害導(dǎo)致活性氧物質(zhì)（ROS）的形成和積累，并干擾細(xì)胞的氧化還原平衡，進(jìn)而嚴(yán)重地影響植物的生長發(fā)育[1]。作為固生生物的植物在長期的適應(yīng)過程中，也相應(yīng)地進(jìn)化出了一套調(diào)控防御系統(tǒng)，并激活逆境應(yīng)答機(jī)制來應(yīng)對有害環(huán)境的毒害[2]。植物體內(nèi)擁有高效的酶促和非酶促抗氧化防御體系，以作用于一系列不可控的氧化反應(yīng)，保護(hù)植物細(xì)胞最大程度地免受毒害。在植物的抗氧化機(jī)制中，用于清除ROS 的酶類[3-4]，如過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）等，以及解毒酶（Glu‐tathione S-transferases，GSTs），在直接或間接地保護(hù)細(xì)胞免受逆境傷害中發(fā)揮著重要作用。

Glutathione S-transferases（GSTs，EC 2.5.1.18）作為多功能蛋白之一，由一類高度多樣性的古老的基因家族編碼，并廣泛參與到植物生長發(fā)育、細(xì)胞內(nèi)代謝、逆境耐受、外源毒素和內(nèi)生化合物的解毒過程中。它通過與谷胱甘肽（Glutathione，GSH）共價結(jié)合形成多種多樣的三肽疏水親電底物[5]，從而絡(luò)合活性氧物質(zhì)，調(diào)控細(xì)胞氧化還原狀態(tài)，生物合成、結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)次生代謝產(chǎn)物及激素等[6-7]。通過對包括擬南芥、楊樹和水稻在內(nèi)的植物基因組研究發(fā)現(xiàn)，植物中的GSTs擁有一個超過55個成員的龐大的基因家族[8-10]?！?br>