【摘要】 干旱诱导蛋白是指在受到干旱胁迫时新合成或合成增多的一类蛋白。文章就植物干旱诱导蛋白的产生、组成、表达调控和功能等方面做了简要综述，为进一步研究干旱诱导蛋白提供条件。
【关键词】干旱诱导蛋白，水分胁迫
干旱是植物经常遭受的一种逆境，在相同缺水条件下，有些植物会很快死亡，有些却仍能保持较高的体内水分状况。基于不同物种之间存在着基因型差异，因而不同植物对于干旱胁迫的适应能力也有较大差异（史玉炜等，2007）。为适应干旱等逆境，植物在长期进化过程中产生了对环境胁迫的防御机制，产生逆境蛋白就是其中的一种。近年来，有关逆境蛋白的研究有了很大的进展，一些编码逆境蛋白的基因已被分离测序，但大部分干旱诱导蛋白的功能及其表达机理仍不清楚。 1干旱诱导蛋白的产生及定位
植物在生长发育过程中会受到多种逆境环境（包括干旱、低温、盐渍等）的影响。为了抵御并
适应各种逆境胁迫，植物体内会发生一系列的生理生化变化。比如在逆境胁迫下植物原有的一些蛋白合成会受到抑制，使体内总蛋白的合成速率下降，与此同时植物体内又会合成一些新的蛋白质，这些新合成的蛋白就是逆境诱导蛋白（张宏一等，2004）。干旱诱导蛋白是逆境诱导蛋白的一种，是指植物在受到干旱胁迫时新合成或合成增多的一类蛋白质。
从进化的角度看，除非剧烈的水分胁迫条件，一般条件下产生特异蛋白质的可能性较小。通常以调节蛋白质组分间的相对含量来适应环境更为合适，这些变化的组分在水分胁迫时充当了“胁迫蛋白”的角（周桂等，2007）。徐民俊等（2002）对干旱胁迫条件下小麦旗叶和子粒蛋白质变化进行研究，发现各种品种的小麦多表现为蛋白质带增强，极少出现新的蛋白质带。此结论与任东涛（1997）所做试验得出的结论相一致。可见生物体中调节蛋白质组分间相对含量对于抗旱具有更大的意义。
2干旱诱导蛋白的组成与特性
由于干旱诱导蛋白纯化难度较大，因此有关其性质方面的研究多是通过分离编码它的基因来推测氨基酸的组成。通过结构预测和序列分析发现，虽然不同植物组织和细胞中干旱诱导蛋白的氨基酸组成各异，但都富含脯氨酸、甘氨酸和亲水性氨基酸，而不含半胱氨酸和氨酸，
这是多数干旱诱导蛋白的共同特点（周桂等，2007）。这一类诱导蛋白大都具有较高的热稳定性及亲水性，具有保护细胞结构的功能，这些特征可能与干旱条件下植物维持正常的代谢及功能有关。
3 干旱诱导蛋白的表达与调控
由水分胁迫而诱导的植物基因表达系统包括启动子、调节蛋白及结构基因等。植物对水分胁迫响应的基因表达系统可分为上调系统和下调系统。现已分离出许多干旱诱导基因，对此研究较多的有LEA基因和从拟南芥中分离出的一些基因。通常一个基因的表达往往受多种因素的调节。如渗压素基因的表达至少受5个信号的调控（ABA、渗透胁迫、乙烯、伤害及TMV感染）（Larosa et al.,1992）。
4 干旱诱导蛋白的功能
4.1 参与渗透调节和水分运输
渗透调节是植物在逆境条件下降低渗透势,抵抗逆境胁迫的一种重要方式。植物的渗透调节机制大多以小分子渗透调节物质的合成和运输进行，小分子的水平又受其合成酶控制，而这些
酶又可被水分胁迫诱导(汤章城，1992)。Pruvot et al.(1996)认为，干早诱导马铃薯产生的edsP32蛋白可能参与基质的渗透调节，在高渗胁迫的耐性中起作用。
4.2增强植物耐脱水能力
植物细胞遭遇干旱，细胞脱水引起细胞液的离子浓度快速升高，过高的离子浓度对细胞产生毒害作用。许多LEA蛋白氨基酸序列中的保守区域，可形成双亲性α-螺旋结构，提供一个疏水区的亲水表面，既能结合离子，又能重新定向细胞中的水分子以改善脱水造成的影响，如Em、D11、D113和D29可能都是通过这种方式起作用（何军贤等，1996）。
4.3作为代谢酶类起作用
在各种干旱胁迫蛋白质中酶类占很大一部分，干旱胁迫时各种作用不同的酶被大量诱导。比如脯氨酸合成中的关键酶P5C合成酶及与ABA合成有关的酶；其次就是一些去氧化酶类GSTsEH及二氢叶酸还原酶（DFR）。
4.4保护细胞结构
各种逆境对细胞的最大伤害就是破坏膜系统和大分子结构。在逆境条件下，植物会诱导合成许多蛋白和一些还原性的糖类，用以维持细胞膜结构和功能的稳定性。干旱胁迫时，植物可通过抗氧化酶清除活性氧,保护细胞免遭氧化伤害（Scandalios,1993）。
5展望
目前对植物旱诱导蛋白的研究不仅可以从分子水平上去了解植物抵抗水分胁迫及伤害的机理，而且也为利用基因工程技术改良植物抗旱性奠定了基础。由于干旱诱导蛋白的分离纯化较困难，目前主要从基因水平方面开展相关研究。随着蛋白质组时代的到来，蛋白质组学的研究方法与技术也逐渐被用于干旱诱导蛋白研究的相关领域，并取得了一定的进展（Jiang G,2007）。相信随着对干旱诱导蛋白研究的深入，不久的将来，人们对植物抗旱生理生化机制的揭示及其抗旱品种的培育将会有突破性的进展。
参考文献
1何军贤，傅家瑞.种子lea蛋白的研究进展[J].植物生理学通讯，1996，32(4):241-246.
2彭坷珊，徐宣武，胡普辉，刘延风.干早是西部地区生态系统受损的关键因素[J].石家庄经济
学院学报，2002，25(3):257-261.
3史玉炜,高述民,王燕凌,李霞. 植物干旱诱导蛋白及相关基因的表达与调控[J].新疆农业科学,2007,44(2):126-131.
4汤章城.植物对渗透和淹水水胁迫的适应机理.植物生理与分子生物学[M].北京:科学出版社，1992，404-416.
5徐民俊,刘桂茹,杨学举,王丽军. 冬小麦品种干旱诱导蛋白的研究.河北农业大学学报，2002，2（4）：11-15.
6张宏一，朱志华.植物干旱诱导蛋白研究进展[J].植物遗传资源学报,2004,5(3):268-270.
7周桂，李杨瑞.植物干旱诱导蛋白研究进展[J].广西农业科学，2007，38（4）：379-385.
8Jiang G，Wang Z，Shang H， Yang W，et al．Proteome analysis of leaves from the resurrection plant Boea hygrometrica in response to dehydration and rehydration[J]．Planta，2007，225 （6）：1405－1420．
9Larosa，P.C.，Chen，Z.，Nelson，D.E.，Singh，N.K.，Hasegawa，P.M. and Bressan，R.A. Osmotin gene expression is post transcriptionally regulated.Plant Physiology， 1992，100:409-415.
10Pruvot，G.，Cuines，S.，Peltier，G. and Rey,P. Characterization of a novel drought induced 34KDa protein located in the thylakoids of Solanum tuberosum L plants.Planta,1996,198:471-479.
10Scandalios ,J.G. Oxygen stress and superoxide dismu-tases[J]. Plant Physiol, 1993, 101:7-12.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议