水稻Ubiqutin与CRD1蛋白互作载体构建及验证文献综述

 2022-08-17 09:25:33

水稻Ubiqutin与CRD1蛋白互作载体构建及验证

摘要：水稻是我国主要粮食作物，占我国全部粮食作物的1/4，而产量占一半以上。光合作用是作物生长发育以及产量形成的重要基础,对水稻产量的形成具有十分重要的作用，本研究通过对叶绿体避光运动机理的研究，叶绿体的光定位运动是植物在不相同光环境下生存的基础，对深入了解水稻叶绿体光保护机制和水稻高光效理论、育种应用具有重要意义。

关键词：水稻； 叶绿体避光运动； 蛋白互作技术；酵母双杂技术

一、文献综述

光是绿色植物在进行光合作用时的重要能源，光合作用是产量形成和作物生长发育的基础，随着光强的不断增强，叶片的光合能力越来越强，达到饱和。然而，当光继续增强时，光合作用器官吸收的光将超过光合作用所能利用的量，叶片就会吸收过多的光，当它不能及时有效地利用或耗散的时候，植物就会遭到强光产生的胁迫反应，引起光合能力的降低。在强光作用下，植物发展出一系列的生理及生化方面的光能保护的机制。直射的强光可能会使植物细胞中的叶绿体受到损伤。在进化的过程中，植物形成了一套机制感受入射光的强度，根据入射光的强度调节叶绿体的运动。在弱光作用下，叶绿体沿入射光方向聚集，在细胞平周壁方向有序排列，称之为积聚运动。通常认为，叶绿体产生积聚运动是为最大限度获得光能从而进行光合作用。在强光作用下，叶绿体会避开强光，沿入射光的反方向运动并并且在细胞的垂周壁方向有序排列，称之为避光运动。

分离叶绿体避光运动的调控基因并阐明其分子机理对提高作物光合效率具有重要作用，并能最大限度降低强光伤害的突变体植株提高作物产量提供了一定的理论和实验基础。

本研究通过叶绿体避光运动的机理研究，叶绿体光定位运动是植物在不同光环境下生存的基础，对深入理解水稻叶绿体光保护机制及水稻高光效理论和育种应用具有重要意义。

（一）叶绿体的避光运动研究现状

植物进行光合作用的细胞器是叶绿体，是植物生长发育过程中重要的器官，叶绿体会在外界环境里光强的不断变化中做出相对应的位置调整。弱光的调剂下，叶绿体会朝向光源，沿着细胞的平周壁方向聚集，叶绿体能吸收光的面积达到最大，以此获得最大的光合作用效率，这种现象被称之为聚集运动。植物在强光的照射下，叶绿体就会从强光下移动开，沿着细胞的垂周壁有序的进行排列，与光平行，将光带来的损伤降低至最小，称之为回避运动。植物叶绿体随光强的运动变化主要是由蓝光诱导的。

向光素是光受体。PHOT这种蓝光受体蛋白是植物所特有的，PHOT是以光强依赖的方式来介导植物叶片伸张、向光弯曲、叶绿体运动、气孔的开放等多种反应。在不同光强条件之下，PHOT1和PHOT2对光强敏感性有所不同，从而可以启动不同的信号来转导通路诱导叶绿体发生聚集运动及回避运动；除PHOT以外，光敏素也可以参与叶绿体运动调节，以红光诱导苔藓类的叶绿体运动的反应中，PHOT有可能在PHY的下游部分发挥作用机制。叶绿体运动是随着光强的变化从而引起的一个快速的可逆反应，所以肌动蛋白快速重排是改变叶绿体胞内位置的关键点。钙离子和过氧化氢信号分子可对叶绿体的运动起到调节作用。

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