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《紅樹植物抗逆分子生物學(xué)研究進(jìn)展》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、紅樹植物抗逆分子生物學(xué)研究進(jìn)展山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生科3班劉東川（200800140096）摘要：紅樹林是熱帶和亞熱帶海岸潮間的木本植物群落,具有很強(qiáng)的抗逆特性。綜述了紅樹植物抗逆分子生物學(xué)的研究進(jìn)展,主要集中在紅樹植物對鹽和重金屬的抗性研究。目前,紅樹植物抗鹽分子生物學(xué)研究已取得了顯著的進(jìn)展,其耐重金屬分子生物學(xué)研究也有所突破。這些研究成果可以從分子水平為可持續(xù)利用紅樹林資源提供了更多的依據(jù),對保護(hù)沿海及海洋生態(tài)系統(tǒng)具有重要的意義。關(guān)鍵詞：紅樹;抗鹽;耐重金屬;分子生物學(xué)ResearchProgressontheAdverseResistanceMolecularBiologyof
2、MangrovePlantsAbstract：Mangrovesaretropicalandsubtropicalwoodyplantsintidal,salinewetlandsalongthecoasts,withstrongtolerancetoenvironmentalstress.Theresearchprogressesonthemolecularbiologyoftheadverseresistanceofmangroveweresummarized,mainlyfocusingonthetolerancetosaltandheavymetalsthathavebeen
3、maderemarkableprogresses.Theseachievementsofthemolecularbiologyofenvironmentalstresscanprovidemorebasesforthesustainableutilizationofmangroveresourcesandtheprotectionofcoastalandmarineecosystems.Keywords：Mangroves;Salttolerance;Heavymetaltolerance;Molecularbiology紅樹植物是生長在熱帶、亞熱帶海灣河口的優(yōu)勢植物,是該生態(tài)系統(tǒng)的
4、重要初級生產(chǎn)者,對維護(hù)環(huán)境的生態(tài)平衡具有十分重要的作用。高鹽是沿海海灣河口地區(qū)主要的環(huán)境特點(diǎn),許多學(xué)者從不同的生物學(xué)層面對高鹽生境下的紅樹植物進(jìn)行研究。此外,隨著現(xiàn)代江河流域工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展,沿海城市人口與經(jīng)濟(jì)的快速增長,人為干擾使河口海灣區(qū)的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。紅樹林作為一種海岸潮間帶森林生態(tài)系統(tǒng),對海灣河口區(qū)域的污染具有較高的承載力和耐受性。近年來,關(guān)于紅樹植物對重金屬等污染物的抗性機(jī)制成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。已有文章報道了紅樹植物對鹽和重金屬等逆境的生理生化和生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展,筆者主要從分子生物學(xué)的角度對近年來紅樹植物抗逆研究的進(jìn)展進(jìn)行綜述,并對今后的研究方向進(jìn)行了展望。1紅樹植物耐受
5、高鹽的分子機(jī)制紅樹植物對鹽具有高耐受性,許多關(guān)于形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)以及生理生態(tài)學(xué)的研究為其耐鹽機(jī)制提供了依據(jù)。然而,這些還不足以揭示紅樹植物的抗鹽機(jī)理。最近,紅樹植物分子水平的抗鹽機(jī)制取得了較大進(jìn)展,一些紅樹植物抗鹽基因被發(fā)現(xiàn)(表1)。這些研究表明,紅樹植物對高鹽環(huán)境具有高抗性是與基因的表達(dá)調(diào)控緊密聯(lián)系的。2000年,Sugihara等首次進(jìn)行了紅樹植物抗鹽的分子機(jī)理研究報道,他們在木欖中發(fā)現(xiàn)抗氧化蛋白OEE1,并認(rèn)為其在紅樹植物抗鹽機(jī)制中起到關(guān)鍵性作用。將木欖幼苗由清水中轉(zhuǎn)移到500mmol/LNaCl溶液中,葉片蛋白雙向電泳檢測發(fā)現(xiàn)一個分子量為33kDa,等電點(diǎn)為5.2的蛋白發(fā)生了明
6、顯的上調(diào)。該蛋白氮端氨基酸序列與抗氧化蛋白1(OEE1)前體具有很高的同源性。蛋白的推測序列含有322個氨基酸組成,其中與煙草OEE1同源性高達(dá)87%。對其功能進(jìn)行分析后,Sugihara等認(rèn)為,OEE1是抗鹽機(jī)制中比較重要的蛋白之一。近來,關(guān)于木欖的基因組研究也取得了初步的進(jìn)展。Miyama等成功建立了木欖鹽處理表達(dá)序列標(biāo)簽文庫,該文庫包含14842個表達(dá)標(biāo)簽,6934個基因。這些基因與抗鹽基因具有很高的同源性,功能主要包括調(diào)節(jié)滲透壓、清除活性氧、保護(hù)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和信號元件。鹽處理基因芯片分析結(jié)果顯示,在有228個基因轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生了5倍的上調(diào),61個基因轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生了5倍的下調(diào),
7、其中32.5%的上調(diào)基因和3.3%的下調(diào)基因發(fā)生著協(xié)調(diào)作用,其余的是組織特異性表達(dá)基因。對比500mmol/LNaCl處理與1mol/L山梨醇處理的基因芯片分析表明,856條基因在2種處理下都發(fā)生了明顯的表達(dá)變化,但兩者在表達(dá)上存在著明顯的差異,充分證明了紅樹植物在鹽脅迫下存在特殊的機(jī)制,與其他的滲透脅迫不同。為了鑒定紅樹植物抗鹽機(jī)理過程中的關(guān)鍵基因,學(xué)者們用不同的紅樹植物進(jìn)行了相關(guān)的研究。Northern雜交分析12個木欖cDNA片段在500mmol/L
