拟南芥海藻糖合成相关基因TRX应答渗透胁迫的分子机制

Trehalose is a non-reducing disaccharide formed by two glucose molecules linked in an α ,α -1,1 configuration. There are five known naturally occurring trehalose biosynthetic routes. The TPS-TPP pathway is the only pathway found in plants. Numerous effects of altering the trehalose pathway, through over expressing TPS and TPP, on tolerance of abiotic stress particularly drought stress in plant have been reported. .During screening of osmotic stress response genes in Arabidopsis thaliana, we isolated a trehalose synthetic related gene, named TRX, which was up-regulated after osmotic treatments. Mutant of this gene would be sensitive to salt and drought treatments comparing to wild type, while over expression of TRX enhanced tolerance to drought stress. To better understand the regulation mechanisms of this gene coping with the trehalose metabolism in plants is helpful to elucidate the relationship between suger signaling and abiotic stresses.

海藻糖（Trehalose）是由两个葡萄糖分子以α,α–1,1–糖苷键链接所组成的非还原性双糖。植物可以通过TPS–TPP途径合成海藻糖。超表达外源的TPS和TPP基因可提高植物的抗逆能力。植物中的海藻糖途径与植物激素等信号途径也有诸多交联。我们课题组在筛选拟南芥渗透胁迫应答基因时发现了一个渗透上调的基因TRX并证实其编码一个海藻糖合成途径相关的酶。该基因突变造成对盐和ABA较为敏感，而超表达该基因则会使转基因植物比野生型更为耐盐耐旱。深入研究该基因及其家族在植物海藻糖途径中的功能有助于阐明植物糖信号和激素信号以及非生物胁迫信号之间的联系。

海藻糖（Trehalose）是由两个葡萄糖分子以α, α–1, 1–糖苷键链接所组成的非还原性双糖。植物可以通过TPS–TPP途径合成海藻糖。超表达外源的TPS和TPP基因可提高植物的抗逆能力。植物中的海藻糖途径与植物激素等信号途径也有诸多交联。早期我们课题组在筛选拟南芥渗透胁迫应答基因时发现了一个渗透上调的基因TRX并证实其编码一个海藻糖合成途径相关的酶。该基因突变造成对盐和ABA较为敏感，而超表达该基因则会使转基因植物比野生型更为耐盐耐旱。我们课题组克隆了TRX 基因并对它展开进一步研究。我们发现该基因受冷和干旱胁迫的诱导，在根和叶片表达较多，其编码蛋白定位于细胞质；该基因编码的酶参与海藻糖的合成；我们运用质谱技术对几种材料包括超表达植物中的海藻糖和海藻糖6磷酸的含量进行了分析，发现超表达植物中的海藻糖和海藻糖6磷酸的含量明显增加。随后的研究表明，海藻糖6磷酸的含量的变化引起气孔开放程度的变化，而有关ABA基因的表达也发生明显变化，暗示海藻糖代谢途径与ABA信号之间存在联系。深入研究该基因及其家族在植物海藻糖途径中的功能有助于阐明植物糖信号和激素信号以及非生物胁迫信号之间的联系，也为植物抗逆作物改良打下基础。