Basic HTML Version
束红梅等
, 2011,
油菜素内酯代谢相关基因及其调控植物耐盐性的研究进展
,
分子植物育种
Vol.9 No.34 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0034)
1264
BNST3
在油菜素内酯失活作过程中起作用。
4
油菜素内酯提高植物的耐盐性
油菜素内酯可提高植物的抗旱、耐高温、耐盐、
抗病以及调节植物衰老等生理功能
(Steber and
Mccourt, 2001; Bajguz, 2009; Bajguz and Hayat,
2009)
。研究表明，外施油菜素内酯，在高温等逆境
胁迫条件下能够维持植物有较高的
SOD
、
POD
活
性，有效降低活性氧的产生和积累，减少膜脂过氧
化的产生，从而保护细胞膜的热稳定性，提高植物
的耐高温能力
(
万正林等
, 2009)
。但是热敏感性不同
的材料受油菜素内酯调控的程度不同
(
曹云英等
,
2007)
。这说明油菜素内酯可以提高植物的抗逆性，
但是不同材料受调控程度存在差异。
在盐胁迫下，油菜素内酯可以提高植物的耐
盐性。研究发现，在桉树中，油菜素内酯可以提
高
150 mmol/L NaCl
条件下的种子萌发，但是油菜素
内酯对液体中盐处理的幼苗则会加重伤害；而在水
稻中油菜素内酯可减轻种子萌发和幼苗生长期间
的盐抑制
(Bajguz and Hayat, 2009)
。但是油菜素内酯
通过何种途径调控植物耐盐性还有待深入研究。有
人研究发现，在植物遭受短暂高温时，外施油菜素
内酯后，植物体内
ABA
含量升高
(Bajguz, 2009;
Bajguz and Hayat, 2009)
，而
ABA
对植物耐盐性的提
高有明显的改善作用。通过一系列的信号转导途
径，
ABA
可诱导植物体内胁迫相关基因大量表达，
促使植物代谢途径适应外界的高盐环境
(
刘琳等
,
2009)
。那么油菜素内酯提高植物耐盐性是否与植物
体内
ABA
含量的变化有关？
外施油菜素内酯能够提高植物的抗逆性，但关
于如何调控植物体内油菜素内酯水平来适应逆境
的研究较少。
Zeng
等
(Zeng et al., 2010)
通过对油菜
素内酯
det2
和
bin2
突变体的耐盐性研究发现，相较
于野生型拟南芥品种，
det2
突变体对盐分更为敏感，
主要是因为在
det2
突变体中受到盐胁迫时盐诱导基
因
COR78
和
P5CS1
诱导表达较低，外施油菜素内酯
可以提高
det2
突变体的耐盐性，说明油菜素内酯之
所以能够提高植物的抗逆性主要是因为其能够提
高逆境响应基因的表达。而且研究表明过量表达
DWF4
可提高种子的萌发和提高幼苗抗低温能力
(Divi and Krishna, 2010)
，但是否可以通过改变油菜
素内酯合成途径中的基因如
DET2
、
DWF1
、
CPD
等
的表达来调控植物的耐盐性还需进一步验证，而且
调控油菜素内酯分解代谢途径基因对植物耐盐性的
影响如何也有待研究。
5
研究展望
综上所述，油菜素内酯合成代谢途径涉及多个
基因，某些基因
(
DET2
,
DWF1
,
BAS1
等
)
的功能已明
确，但是更多基因的功能还未清楚。因此有必要进
一步鉴定油菜素内酯合成代谢过程中的关键基因，
这对弄清油菜素内酯代谢过程及调控植物体内油
菜素内酯水平具有重要意义。
近年来关于外施油菜素内酯提高植物抗逆能
力有了较多研究。外施油菜素内酯可调控植物的耐
盐性，但油菜素内酯究竟是通过何种途径来调控植
物耐盐性的研究则较为薄弱，因此下一步的研究应
主要集中在以下几个方面：
1
、油菜素内酯可以提
高植物的耐盐性，但是油菜素内酯代谢相关基因在
提高植物耐盐性的作用如何还有待研究。
2
、盐胁
迫下油菜素内酯是否通过诱导相关基因、蛋白质表
达来提高植物耐盐性，相关的调控机制也需深入探
讨。
3
、油菜素内酯是否通过其他激素的间接作用
来调控植物的耐盐性也需深入研究。
总之，随着现代分子生物学等研究手段的不断
发展和完善，如何通过调控植物体内油菜素内酯水
平来增强植物抗逆能力将会得到更加科学而详尽的
阐述，并推动油菜素内酯在农业中更为广泛的应用。
作者贡献
束红梅是本文的构思者及执笔人；倪万潮是课题组负
责人、合作导师，研究课题的构思者，指导并修改论文；郭
书巧参与了论文修改。全体作者都阅读并同意最终的文本。
致谢
本研究由中国博士后科学基金
(20100471396)
、江苏省
农业科学院博士后基金
(005036510909)
和国家转基因专项
(2008ZX2008005
-
001)
共同资助。
参考文献
Ali B., Hasan S.A., Hayat S., Hayat Q., Yadav S., Fariduddin
Q., and Ahmad A., 2001, A role for brassinosteroids in the
amelioration of aluminium stress through antioxidant
system in mung bean (
Vigna radiata
L.
Wilczek
), Environ.
Exp. Bot., 62: 153-159
Asami T., and Yoshida S., 1999, Brassinosteroid biosynthesis