第二种是通过泛素结合和活性氧系统的方式参与非生物的应激反应。在短生长周期植物拟南芥中挖掘的AtSAP5蛋白兼具A20型与AN1型锌指结构域,拥有E3泛素连接酶活性,并且可以结合单体泛素蛋白与多聚泛素蛋白。AtSAP5的E3活性通过AN1型锌指结构域产生;而仅含有A20型锌指结构域的AtSAP5只包含A20锌指结构域,展现出自身的单泛素化能力[9]。AtSAP5的过量表达可以通过上调增加转基因拟南芥对干旱、渗透及高含盐胁迫的耐受性的胁迫相关基因的表达。至今为止,多篇研究报道了有关植物应激反应中的泛素连接酶的作用,如DRIP1、RPN12a、HOS1、KEG等,此类基因的编码蛋白以正向或逆向降解靶蛋白的方式调节植物逆境的应答。所谓的活性氧,为有氧组件的一般术语,是指机体内或者自然环境中好氧成分和含氧活性物质总称[10]。在非生物胁迫环境中,大量的活性氧自由基会在植物体中会产生。活性氧种类在植物体内的过度表达会对植物带来损害。例如某些蛋白质的失活或者降解、链的断裂以及细胞膜上的结构骨架磷脂分子被氧化等,这些细胞变化的发生最终可以导致其结构的破坏和功能的损伤[9]。在不断进化过程中的植物,细胞形成了一种保护酶,这些酶可以通过降解对植物有害的活性氧来抵抗非生物胁迫。清除这些自由基和活性氧,从而保护自己免受伤害。抗氧化酶类不单独起作用,表现为相互协调、共同清除活性氧的功能。
经过长时间进化演变,植物在各个层面均形成了一系列对非生物胁迫[12]的响应机制,如分子层面、生理生化层面和细胞层面。A20/AN1锌指蛋白广泛存在于真核生物中,研究表明A20/AN1型锌指蛋白在植物对非生物胁迫的应答中起着重要作用,但其介导的抗性机制尚不清楚。研究植物中A20/AN1锌指蛋白家族的抗逆性机理,只有在不断深化的基础上,才能为A20/AN1锌指蛋白基因在抗逆性育种中的应用奠定基础理论,如通过酵母双杂交找出相关因素,分析其基因的功能网络结果等。因此,进一步探索该蛋白家族基因参加各种对植物生长不利的非生物因素的抵抗机理和生长发育调节控制的分子机制是未来科研的主要方向。
1 材料与方法
1.1 植物材料及处理
本研究中选用粳稻品种(Oryza sativa L.sub japonica)ZH11保存于国家种质资源重点实验室,利用CRISPR/Cas定点敲除技术获得纯合缺失突变体材料,用于盐处理(200Mm NaCl水稻营养液)的表型鉴定。
将处理后0h、3h、6h、12h和24h的叶片在-80℃的冰箱中冷冻保存,提取RNA,逆转录成cDNA后进行实时荧光定量PCR分析。
1.2 载体、菌株和试剂盒
大肠杆菌(Escherichia coli)菌株DH5α、酵母双杂交载体pGBKT7为国家种质资源重点实验室提供和保存。
于日本Takara公司购入高保真酶PrimeSTARTM HS DNA Polymerase限制性内切酶、T4 DNA连接酶;自南京诺唯赞生物公司购买Taq酶、dNTP、DNA marker;于天根公司买入质粒提取试剂盒和胶回收试剂盒;其他生化分析试剂均购自南京寿德实验器材有限公司。
1.3 ZFP157序列分析、进化树的构建和蛋白结构预测
首先根据ZFP157的os号在NCBI网站上查找其完整的蛋白质序列,再根据其蛋白序列寻找同源序列,将其保存为FASTA格式。首先在MEGA5软件中建立一个新的蛋白质分析文件,打开保存为FASTA格式的序列文件,然后选择功能框对齐选项中的对比指令,并点击Clastaw对比,对比参数默认不做修改,自行完成比对完成后保存文件。返回MEGA5软件主页,单击Data选项导入数据,选择进化树类型,默认参数,点击compute执行,完成ZFP157进化树的绘制,以图片格式保存。 水稻锌指蛋白ZFP157抗盐性机理的初步研究(2):http://www.chuibin.com/shengwu/lunwen_206217.html

