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硫化氫可維持大豆根瘤高效固氮和防止過早衰老
作者：嚴(yán)濤    來源：中國科學(xué)報
山東拓普生物工程有限公司  http://qp8008.cn
近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院韋革宏教授團隊陳娟課題組研究發(fā)現(xiàn)，硫化氫（H2S）通過硫巰基化修飾過氧化氫（H2O2）解毒過程中的重要抗氧化酶抗壞血酸過氧化物酶（APX）Cys80殘基增強其酶活性，同時特異性抑制轉(zhuǎn)錄因子GmMYB128的高表達(dá)，延緩大豆根瘤衰老，H2S在維持大豆根瘤的高效固氮和防止根瘤過早衰老方面發(fā)揮著重要作用，該研究成果發(fā)表在Plant Physiology上。
該研究發(fā)現(xiàn)，根瘤菌中編碼H2S合成關(guān)鍵酶胱硫醚γ裂解酶的基因CSE突變導(dǎo)致其缺乏H2S合成能力，接種突變菌的大豆根瘤提前衰老，表現(xiàn)為固氮酶活性降低、豆血紅蛋白含量降低、共生體膜分解和類菌體加速死亡等。同時，根瘤菌CSE突變促進大豆根瘤內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生并激活抗氧化響應(yīng)。通過改良生物素轉(zhuǎn)化法和質(zhì)譜分析，鑒定到抗氧化酶APX的Cys31殘基和Cys8殘基以及APX2的Cys32殘基會被H2S介導(dǎo)的硫巰基化修飾，H2S通過該蛋白翻譯后修飾作用調(diào)節(jié)它們的抗氧化酶活性，從而參與調(diào)控大豆根瘤衰老。進一步通過比較轉(zhuǎn)錄組確定MYB家族轉(zhuǎn)錄因子在H2S調(diào)控大豆根瘤衰老過程中起到關(guān)鍵作用。GmMYB128在接種CSE突變菌的大豆根瘤中表達(dá)水平顯著上調(diào)，毛根轉(zhuǎn)化實驗結(jié)果表明，GmMYB128過表達(dá)植株接種CSE突變根瘤菌后表現(xiàn)出葉綠素含量顯著降低，固氮酶活性降低，根瘤衰老標(biāo)志性基因DD15表達(dá)顯著增加，分別過表達(dá)或干擾GmMYB128對根瘤功能沒有顯著影響，但在NaHS處理后，GmMYB128過表達(dá)/干擾植株的LbA和LbC1表達(dá)水平顯著升高，固氮酶活性增強，明確了GmMYB128的表達(dá)受到H2S特異性調(diào)控，是大豆根瘤衰老的正調(diào)控因子。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae411
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