探讨棉花氮代谢变化与病毒诱导的精氨琥珀酸合成酶基因沉默之间的关联性

探讨棉花氮代谢变化与病毒诱导的精氨琥珀酸合成酶基因沉默之间的关联性精氨琥珀酸合成酶60a前在肝脏中首次被发现[1,2,3]。20世纪六七十年代,通过同位素示踪等方法在洋刀豆、小麦芽、黑麦草、葡萄和豌豆

探讨棉花氮代谢变化与病毒诱导的精氨琥珀酸合成酶基因沉默之间的关联性 60a[1,2,3]20, 精氨琥珀酸合成酶前在肝脏中首次被发现。世纪六七十年代通过同位素示 踪等方法在洋刀豆、小麦芽、黑麦草、葡萄和豌豆子叶等多种植物中先后发现了植物体中 [4,5,6,7,8], 尿素循环相关酶但是至今并没有完全的证据表明植物中具有完整的尿素循环体 ,[9,10,11,12](Arg) 系相关的酶在不同的亚细胞结构中发挥各自的功能和作用。精氨酸在植 [13,14,15,16,17],(PAs) 物的生长发育和营养储存等方面发挥重要作用多胺以及一氧化氮 (NO)Arg,[18,19] 的合成依赖于细胞中的供给和可利用程度是抗逆机制的关键因素。精氨 (ASS)(Cit)(Asp)(Ass) 琥珀酸合成酶作为将瓜氨酸和天门冬氨酸合成转化为精氨琥珀酸的限 ,(ASL)Arg[20,21,22]ASS 制步骤起重要作用精氨琥珀酸裂解酶生成用于各种代谢过程。至 ,NO, 少直接参与了两个链式循环反应一个是循环反应虽然在植物中至今没有找到存在一氧 (NOS),NOSNOS[23,24,25]ASS 化氮合酶的有力证据但是能够检测出酶活性和的类似物。 NO,NO,NO 在循环反应过程中起到关键作用在释放的同时生成延胡索酸在植物的生长发 [26],(TCA) 育和抗逆等生理过程中起重要的信号分子作用而延胡索酸是三羧酸循环的重要 ;,Arg(ARG)(Orn) 中间代谢物质另一个是尿素循环反应在精氨酸酶的作用下合成鸟氨酸和尿 ,Orn,CitASS, 素有多个代谢通路可以合成进而代谢生成形成一个闭环循环反应也可以合 PAs[27]Arg5, 成等物质。具有至少个下游代谢通路精氨酸脱羧酶途径、精氨酸脱亚氨酶 NOS/[28]PAs 途径、途径、精氨酸酶途径、脒基转移途径和精氨酸氧化酶脱氢酶途径。、 NOProCitOrnγ-(GABA)ASS, 、、、、延胡索酸、氨基丁酸等都与直接相关进而影响多种氨 ROS[27], 基酸、脂肪、等代谢活动以及生物和非生物抗逆胁迫反应。显而易见这些反应都 ASSASS, 受到的调控。虽然在动物界特别是人体中研究较多其缺乏和缺陷可引起各种疾病 [29,30],,[31], 但其作用机理机制研究有限在植物中的相关研究更为匮乏其缺乏或缺失对植 , 物是否也会引起致命的反应不得而知其在植物中的转录、表达、调控等分子生物学方面的 ,, 研究还没有相关报道植物信号分子、植物激素对其代谢和调控不清楚亟需研究和探讨。 (,Gossypium),,, 棉花棉属是重要的经济作物盛产天然植物纤维棉籽油和高蛋白是纺织、食 ,, 品、精细化工等行业的重要原材料对干旱和盐度具有一定程度的耐受性研究棉花的氮代 ,,,, 谢不仅减肥减药提高氮的有效利用率适应低氮营养环境还可以增强棉花抗盐抗逆能力扩 ,VIGS(GhASS1), 大种植面积提高产量品质。利用技术沉默棉花精氨琥珀酸合成酶基因探索 , 其缺失对棉花生理以及含氮化合物代谢的影响来探讨精氨琥珀酸合成酶在植物中的作用和 功能。 1 、材料与方法 1.1 试验材料 (GossypiumhirsutumL.)‘7’‘312’(‘Coker312’) 陆地棉农大号、珂字棉种子由河北农业