水稻漆酶介導(dǎo)植株體內(nèi)阿特拉津和異丙隆降解機(jī)理的研究.pdf

1、漆酶是一類大的含銅多酚氧化酶，具有特異性的氧化還原位點(diǎn)，參與植物生長(zhǎng)發(fā)育、調(diào)節(jié)植物對(duì)外源有毒物質(zhì)如除草劑、重金屬等環(huán)境脅迫響應(yīng)具有重要的作用。阿特拉津(atrazine，ATR)是一種三嗪類選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型苗前、苗后除草劑，干擾抑制植物的光合作用，破壞葉綠素的合成，抑制碳水化合物的生成、碳源的還原和細(xì)胞中CO2的還原，從而導(dǎo)致雜草致死。異丙隆(isoproturon，IPU)是一種內(nèi)吸傳導(dǎo)型的取代脲類除草劑，通過干擾光合作用Ⅱ的電子傳遞

2、，抑制光合作用而起到去除雜草的作用。
　　在本文研究中，對(duì)阿特拉津、異丙隆處理下水稻幼苗的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行高通量測(cè)序，找出參與有毒除草劑阿特拉津、異丙隆解毒代謝的漆酶基因，經(jīng)差異表達(dá)篩選得到2個(gè)阿特拉津脅迫下的漆酶基因和11個(gè)異丙隆脅迫下的漆酶基因，隨機(jī)挑選其中5個(gè)漆酶基因進(jìn)行驗(yàn)證和實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析，其調(diào)控趨勢(shì)與數(shù)字表達(dá)譜一致。運(yùn)用生物信息學(xué)軟件對(duì)水稻漆酶基因進(jìn)行進(jìn)化樹構(gòu)建和啟動(dòng)子順式作用元件預(yù)測(cè)。
　　在0.4 mg·L-

3、1的阿特拉津、2 mg·L-1異丙隆處理下，水稻幼苗葉片中葉綠素含量降低，莖葉和根中TBARS含量升高，電解質(zhì)滲透率增大，表明阿特拉津、異丙隆對(duì)水稻產(chǎn)生毒性。水稻地上部分和地下部分漆酶活力較空白處理紐顯著上升，表明了除草劑的處理會(huì)激發(fā)水稻幼苗自身的防御機(jī)制，分泌更多的漆酶來抵抗外界的不利影響。
　　為研究漆酶基因的功能，我們將水稻漆酶基因(LOC_Os12g15680和LOC_Os01g63190)成功轉(zhuǎn)入畢赤酵母X-33細(xì)胞。重

4、組酵母的漆酶活力提高，且重組酵母-LOC_Os12g15680發(fā)現(xiàn)積累更少的阿特拉津和產(chǎn)生更多阿特拉津的降解產(chǎn)物，阿特拉津的降解率提高了1.56倍;重組酵母-LOC_Os01g63190發(fā)現(xiàn)積累更少的異丙隆和產(chǎn)生更多異丙隆的降解產(chǎn)物，異丙隆的降解率提高了1.83倍。重組酵母對(duì)阿特拉津、異丙隆的代謝降解產(chǎn)物采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC/MS/MS）檢測(cè)技術(shù)鑒定與分析。檢測(cè)出阿特拉津的主要代謝產(chǎn)物是羥基化阿特拉津HDHA，異丙隆的主