核苷二磷酸激酶在调控植物响应多环芳烃胁迫中的作用机制

多环芳烃（PAHs）污染是全球面临的一个严重的环境问题，由于其能引起癌症和组织突变等许多人类的健康问题，倍受关注。植物能从大气、土壤中吸收PAHs，并在其转运过程中起到重要作用。然而，植物在分子水平上对PAHs的胁迫响应研究尚缺系统分析。本研究以拟南芥为材料，以PAHs菲为研究对象，已建立了PAHs的胁迫方法，并通过差异蛋白质组学方法鉴定出30个PAHs处理后拟南芥差异表达的蛋白，经转录水平表达差异分析及目的基因过量表达，获得有表型的核苷二磷酸激酶（NDPK）转基因植株。本项目拟在此基础上，应用分子遗传的方法分析NDPK蛋白过量表达和T-DNA插入失活条件下，拟南芥对PAHs胁迫的表型、氧化胁迫响应的变化以及上下游关键基因表达的变化，以明确NDPK在拟南芥对菲的应答及调控中可能的作用，为阐明植物响应PAHs胁迫的信号传导途径提供科学依据,为进一步PAHs污染的生物修复提供可利用的基因资源。

多环芳烃（PAHs）污染是全球面临的一个严重的环境问题，由于其能引起癌症和组织突变等许多人类的健康问题，倍受关注。植物能从大气、土壤中吸收PAHs，并在其转运过程中起到重要作用。然而，植物在分子水平上对PAHs的胁迫响应研究尚缺系统分析。本研究以拟南芥为材料，以PAHs菲为研究对象，建立了PAHs的胁迫方法，并通过差异蛋白质组学方法鉴定出30个PAHs处理后拟南芥差异表达的蛋白，包括过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽-S-转移酶和谷胱甘肽还原酶以及上调的核苷二磷酸激酶3（NDPK-3）等。经转录水平表达差异分析及目的基因过量表达，获得有表型的核苷二磷酸激酶（NDPK）转基因植株。在此基础上，应用分子遗传的方法分析NDPK蛋白过量表达和T-DNA插入失活条件下，拟南芥对PAHs胁迫的表型、氧化胁迫响应的变化以及上下游关键基因表达的变化。结果显示，与野生型相比，NDPK-3过表达子的酶活性（APX、CAT、POD，以及超氧化物歧化酶）都显著上升；在NDPK-3敲除条件下，这些酶活性却显著下降，揭示出NDPK-3积极参与了响应拟南芥对PAH的胁迫。