水稻质外体h型硫氧还蛋白在植物发育及逆境反应中的功能研究

硫氧还蛋白作为重要的电子传递载体在植物细胞各种氧化还原过程中发挥重要作用，广泛参与了植物光合作用、逆境反应和形态建成等生理过程。通过差异蛋白质组学，我们在水稻质外体鉴定到一个盐胁迫特异反应H型硫氧还蛋白。体外活性及酵母互补实验表明该蛋白确实具有典型的硫氧还蛋白活性。硫氧还蛋白一般作为氧化还原重要的中间电子载体发挥作用，该蛋白在细胞质外体的出现表明在质外体可能存在一条未知的氧化还原调节途径，该途径可能在植物逆境反应和质外体活性氧调节中发挥重要的作用。通过对该H型硫氧还蛋白的功能研究以及对其直接作用底物的鉴定，我们可以阐明在植物逆境反应过程中，质外体氧化还原调控新的途径，对于了解植物质外体在活性氧调节及逆境反应中的作用具有重要的理论意义。

本文所研究的OsTRXh1是通过双向电泳的方法对水稻根质外体可溶性蛋白在盐胁迫下的表达模式进行研究时，鉴定得到的一个随着盐胁迫处理表达上调的蛋白。体外活性实验证明和酵母突变体互补实验证明OsTRXh1是一个典型的具有氧化还原活性的Trx。为了研究OsTRXh1在水稻中的功能，我们首先检测了其在水稻中的表达模式。通过实时定量PCR的方法发现OsTRXh1的表达受盐和ABA的诱导，通过ProOsTRXh1:GUS转基因植株的GUS染色，发现OsTRXh1在多种组织中表达。通过构建GFP融合蛋白对OsTRXh1的亚细胞定位进行了研究，结果表明OsTRXh1在洋葱表皮细胞和烟草叶片细胞瞬时表达时能够分泌到细胞质外体，并且通过Western blot发现该蛋白在水稻根质外体受盐胁迫诱导。为了进一步研究OsTRXh1在水稻中的功能，我们在水稻中对OsTRXh1进行了RNAi和过表达研究，发现RNAi植株表现出矮化和分蘖数少的表型，而过表达植株表现出敏盐表型，过表达和RNAi植株均表现出对ABA不敏感表型。这些结果表明OsTRXh1可能参与了水稻生长发育和逆境反应的调节。通过特异荧光染料检测质外体活性氧含量，发现盐处理后，过表达植株质外体活性氧含量比野生型低，而RNAi植株质外体活性氧含量比野生型高。这些结果表明OsTRXh1可能参与了质外体活性氧含量的调节。为了研究OsTRXh1的作用机制，我们通过点突变的OsTRXh1亲和层析，结合蛋白质组学，我们获得了238个OsTRXh1可能的靶蛋白，并对其中10个蛋白进行了BiFC验证。这些靶蛋白的鉴定及验证将有助于我们更好的了解OsTRXh1发挥生物学功能的分子机制。.上述结果首次表明，OsTRXh1作为一种能够分泌到质外体的h型Trx，参与了质外体活性氧含量的调节，进而影响了水稻的生长发育和胁迫反应。这些结果说明质外体作为植物细胞的重要组成部分，在植物生长发育以及感受外界环境刺激中起着重要的作用。