丝氨酸对光呼吸基因节律的影响机制初探

发布时间：2017-10-30 01:29

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【摘要】：昼夜节律是植物为适应环境而做出的反应。有研究指出,叶片内丝氨酸含量的变化能影响光呼吸基因的表达节律。影响昼夜节律的因素有很多,其中最重要的是糖和生物钟。据此,本研究比较了培养基中分别添加不同浓度(3%或5%)蔗糖和1 mmol·L~(-1) L-丝氨酸后,光呼吸基因在一天4个取样点的表达差异;分别分析了外加蔗糖和L-丝氨酸对内源丝氨酸和内源蔗糖含量的影响;并进一步分析了外源L-丝氨酸处理的野生型拟南芥叶片和羟基丙酮酸还原酶突变体(hpr1)叶片中生物钟基因的表达情况。实验结果显示,从1%到3%再到5%蔗糖处理,光呼吸基因的表达节律显示出了依赖糖浓度的规律性变化。叶片中蔗糖含量随处理浓度的升高而增加,同时这种处理能够诱导丝氨酸含量的升高,这可能与其影响了丝氨酸的合成有关,但并不能影响其代谢节律的改变。1 mmol·L~(-1)的L-丝氨酸处理也能改变光呼吸基因的表达节律,且与内源丝氨酸的代谢节律相吻合,同时外源丝氨酸处理能轻微诱导内源蔗糖的积累,这与突变体hpr1的结果类似。在培养基中同时添加1mmol·L~(-1)的L-丝氨酸和1%的蔗糖后,与只加1%蔗糖相比,生物钟基因的表达出现了较大的差异:虽然没有影响其节律的改变,但强烈诱导了PRR7和PRR9在白天的表达水平,从而轻微抑制了生物钟核心震荡基因CCA1和LHY在光照结束时的表达。同样,在hpr1突变体中,丝氨酸含量的积累对生物钟基因的表达也产生了类似的影响。
【作者单位】： 南开大学生命科学学院;罗斯托克大学植物生理学系;中国人民大学附属中学朝阳分校;
【关键词】： L-丝氨酸 光呼吸基因 节律 蔗糖 生物钟
【基金】：国家自然科学基金(31270296) 中德合作科研项目(留金欧[2014]6013)~~
【分类号】：Q945
【正文快照】： 收稿2016-06-16修定2016-08-09光呼吸是光合生物中非常重要的代谢途径(Bauwe等2010,2012;Maurino和Peterhansel 2010)。高等植物中,光呼吸过程主要涉及8种酶,这些酶反应主要发生在4个部位:在叶绿体中,磷酸乙醇酸磷酸化酶(phosphoglycolate phosphatase,PGLP)将核酮糖-1,5-二磷

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本文编号：1115531