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《植物脂肪酸不饱和性对植物抗寒性影响的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、26卷9期草业科学129-134Vol.26.No.9PRATACULTURALSCIENCE9/2009植物脂肪酸不饱和性对植物抗寒性影响的研究12133赵金梅,周禾,孙启忠,郭强,李芳(1.中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特010010;2.中国农业大学,北京100094;3.内蒙古农业大学,内蒙古呼和浩特010018)摘要:对植物脂肪酸不饱和性与植物抗寒性关系、催化不饱和脂肪酸形成的酶特性和转化膜质脱饱和酶和酰基转移酶基因提高植物抗寒性的研究进展进行了分析论述。膜是植物低温伤害的首要发生地,细胞膜的稳定性主要决定于膜质脂肪酸不饱和
2、性,不饱和度越高,膜稳定性越强,抗寒性越强。膜质脂肪酸不饱和度主要由膜质脱饱和酶活性和酰基转移酶的特异性不同所致,目前克隆和研究了10多个与植物细胞膜质不饱和性相关的基因,通过高效表达这些基因可以明显提高冷敏感植物的抗寒性。因此转化膜脂不饱和脂肪酸合成酶基因是提高植物抗寒性的重要途径之一。通过分析近年来的研究进展认为,今后植物脂肪酸不饱和性的研究应向农业生产应用转化,同时要加强脂肪酸脱饱和酶表达调控的研究。关键词:膜质不饱和性;植物抗寒性;脱饱和酶;转基因中图分类号:Q94517文献标识码:A文章编号:100120629(2009)09201
3、292063低温是影响植物生长发育的重要胁迫因子之减弱,体内的保护系统受到破坏,呼吸速率大起大一,是限制植物生长和地理分布的主要环境因子,落,同时细胞间冰晶对细胞膜和细胞壁产生机械也是影响植物生产性能和农牧业生产的重要因损伤,水分平衡受到破坏,最终导致植物死亡。李[4]素。低温对植物的伤害首先发生在细胞膜上,细俊明等也指出,玉米Zeamays叶片低温处理过胞膜的稳定性对植物抵抗低温胁迫具有重要的意程中细胞透性最先受到破坏,膜结构先发生物理义,直接影响植物的抗寒性,而细胞膜在低温下的相变,而后是化学变化。而植物细胞膜相变温度[5]稳定性主要决定
4、于细胞膜磷脂不饱和性。因此,与细胞膜磷脂不饱和性密切相关。细胞膜膜质不饱和性对植物的抗寒性有着重大影2植物膜质脂肪酸的不饱和性对植物抗响。寒性的影响1植物低温伤害与细胞膜的关系植物细胞膜是由磷脂双分子层组成,正常情[1][2][3]Levitt、Palta等以及Orvar等指出,冷况下呈流动液态镶嵌状态。而细胞膜的甘油脂由害首先发生在细胞膜和与细胞膜相关的过程。冷流动凝胶相转变成晶体固态相的温度与脂肪酸的胁迫下植物的膜系统会发生相变,膜脂从流动液不饱和水平紧密相关,甘油脂中只含饱和脂肪酸态镶嵌相转变成晶体固态相,使膜发生收缩,使如棕榈酸(16
5、∶0)和硬脂酸(18∶0)的相变温度在镶嵌于膜上的膜蛋白(酶)被固定,膜上的酶系统40℃以上,而含顺式不饱和脂肪酸的膜脂相变温受到破坏,膜上出现孔道或龟裂,丧失了细胞膜度接近0℃,导入第2个顺式不饱和键可使其相的主动运输和选择透过的特性,膜透性增大,使膜内可溶性物质、电解质大量向膜外渗透,破坏了细3收稿日期:2009203220基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金胞内外的离子平衡。而植物光合作用和呼吸作用(中国农业科学院草原研究所)资助项目;国家科技支撑计划项目“牧草育种技术研究及产业化开的细胞器都是膜系统结构,膜系统的稳定性
6、直接发:牧草倍性育种技术研究”(2008BADB3B03)作者简介:赵金梅(19772),女,内蒙古巴彦淖尔人,助理研究[3]影响光合和呼吸作用的活性。因此低温首先引员,博士,主要从事牧草抗逆遗传育种和分子生物学研究。EËmail:zhaojinmei3276@126.com起膜系统的透性和活性的变化,从而使光合作用通信作者:周禾130PRATACULTURALSCIENCE(Vol.26.No.9)9/2009[5]变温度降低到-20℃。酸脱饱和酶的研究中,先前的研究者认为植物细在低温胁迫下,抗冷植物的膜脂相变温度要胞中只有可溶性棕榈酰-A
7、CP和硬质酰-ACP[6]低于冷敏感植物的膜脂相变温度,Lyons认为脱饱与酶催化Δ9位置形成第1个双键,然后在[21222]主要是由于抗冷植物的膜脂不饱和程度高于冷敏酰基脂肪酸酶的作用下导入其他双键,直到感植物的不饱和程度。多年来低温胁迫下多种植一个类似于酰基脂肪酸Δ9-脱饱和酶的发现,证[23]物的细胞膜渗透性增加在许多研究中被证实。研明第1个双键可在脂肪酸键合状态下被引入。究者认为低温胁迫下细胞膜渗透性大小直接体现因此现今认为高等植物中,主要有2类脂肪酸脱[7211]植物的损伤程度和抗寒性。植物的抗寒性可饱和酶:一类是可溶性酰基-ACP
8、脱饱和酶,它以通过抗寒锻炼来提高,其中抗寒锻炼的一个关可将双键引入与ACP连接的酰基链上;另一类是[12213]键功能是改变植物细胞膜的脂肪酸组成。抗膜脂镶嵌型酰基
