植物脂氧合酶蛋白特性及其在果实成熟衰老和逆境胁迫中的作用.pdf

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1、1096植物生理学报PlantPhysiologyJournal2014，50(8)：1096-1108doi：10．13592~．cnki．ppJ．2014．0076植物脂氧合酶蛋白特性及其在果实成熟衰老和逆境胁迫中的作用曹嵩晓，张冲，汤雨凡，齐红岩沈阳农业大学园艺学院，设施园艺省部共建教育部重点实验室，辽宁省设施园艺重点实验室，沈阳110866摘要：脂氧合酶(1ipoxygenase，LOX)作为植物脂肪酸氧化途径的关键酶，是多基因家族，在植物生长发育中起重要作用。本文综述了脂氧合酶的蛋白结构特征、催

2、化反应的位置特异性、分类及其代谢途径，重点介绍了LOX代谢途径中的氢过氧化物裂解酶(hydroperoxidelyase，HPL)支路和丙二烯氧化物合酶(alIeneoxidesynthase，A0s)支路，最后阐述了L0xs在植物成熟衰老和逆境胁迫中的作用，为通过基因工程手段改善果实品质以及提高植物抗逆性提供了一定的理论依据。关键词：脂氧合酶；蛋白特性；成熟衰老；逆境胁迫；基因家族ProteinCharacteristicofthePlantLipoxygenaseandtheFunctiononFru

3、itRipeningandSenescenceandAdversityStressCAOSong．Xiao，ZHANGChong，TANGYu．Fan，QIHong—YanKeyLaboratoryofProtectedHorticultureofLiaoningProvince,KeyLaboratoryofProtectedHorticulture,Min~tryofEducation，CollegeofHorticulture,ShenyangAgriculturalUniversity,Sheny

4、ang110866,ChinaAbstract：Lipoxygenase(LOX)whichbelongstoamultigenefamiliyisakeyenzymeoffattyacidoxidationpathwayandplaysimportantrolesingrowthanddevelopmentinplants．HerethecharacteristicsofLOXs，re—gio—specificityofcatalyticreaction，classificationandmetabol

5、icpathwayswerereviewedinthispaper~IntheLOXmetabolicpathway,thehydroperoxidelyase(HPL)andalleneoxidesynthase(AOS)pathwaywereem—phasized．FinallythefunctionofLOXsonthefruitripeningandsenescenceandadversitystresswereelaborat-ed．Thereviewwillprovidetheoretical

6、basisforimprovingfruitqualityandplantstressresistancebygeneticengineering．Keywords：lipoxygense；proteincharacteristic；ripeningandsenescence；adversitystress；genefamily脂氧合酶(LOXs，EC1．13．11．12)又名脂肪氧物基因组测序已经完成，这使得更多的脂氧合酶化酶，是生物体内特别是高等植物中广泛存在的基因家族成员被发现，如在黄瓜全基因组中鉴

7、定一类非血红素铁蛋白，它催化含有顺，顺．1，4一戊二出23个家族成员(Liu等2011)，葡萄基因组中鉴定烯结构的多不饱和脂肪酸加氧反应，从而形成氢出18个家族成员(Podolyan等2010)。同一植物中不过氧化物，它们普遍存在于动物、植物和真菌中同三0l魅因的时空表达存在差异，意味着D魅因(Brash1999；PortaSDRocha—Sosa2002；Liavonchan—家族各个成员在植物生长发育过程中发挥着不同ka~Feussner2006)。LOX是双加氧酶单体蛋白，的功能。LOX启动合成的一

8、系列氢过氧化脂肪酸在动物中分子量为75～80kDa，而在植物中为以及它们的代谢产物统称为氧)]~(oxylipins)，它们94～l05kDa(Liavonchanka$~Feussner2006)。在植在块茎发育(Kolomiets等2001)、线虫侵染(Leone物中，亚油酸(1inole~cacid，LA)和亚麻酸(1inolenic等2001)、果实成熟(Chen等2004)、根瘤发育(Ha．acid，LeA)是其主要