富天冬酰胺蛋白增强拟南芥辐射抗性的研究

目的研究富天冬酰胺蛋白(NRP)对拟南芥辐射抗性的影响。方法选取野生型(WT)、NRP过表达型(Pro35S:NRP-GFP)、NRP突变型(nrp)3种拟南芥种子,分别分为照射组(120 Gyγ射线照射)和对照组(不照射)。(1)3种基因型拟南芥种子培养至第3天进行照射,照射后继续培养至第7天,统计各组根长。(2)3种基因型拟南芥种子于MS培养基中培养至第7天进行照射,照射后分别移栽至基质土中继续培养至第30天,观察各组植株的生长和形态。(3)WT拟南芥种子培养至第7天进行照射,照射后继续培养24 h,采用实时定量PCR分析WT植株中NRP和多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶2(PARP2)2种基因在照射前后的相对表达量的变化。(4)Pro35S:NRP-GFP拟南芥种子培养至第7天进行照射,分别于照射后不同时间取幼苗进行荧光共聚焦显微观察。组间比较采用独立样本t检验。结果(1)辐射导致WT和nrp幼苗的根长缩短,分别为(2.73±0.43)cm和(1.31±0.53)cm,与对照组[(4.56±0.41)cm和(2.89±0.60)cm]相比,差异均有统计学意义(t=9.212、6.490,均P=0.000);而Pro35S:NRP-GFP幼苗的根长在照射前后无明显差异[(3.01±0.34)cm vs.(2.96±0.34)cm,t=0.253,P=0.801]。(2)辐射导致WT和nrp幼苗植株的发育不良、生长受限,其中株高和莲座叶直径分别与对照组相比,差异均有统计学意义(t=6.361~12.250,均P=0.000),而Pro35S:NRP-GFP幼苗植株则维持正常形态。(3)辐射导致WT植株中NRP和PARP2的相对表达量均升高,与对照组相比,差异有统计学意义(t=4.447、7.776,P=0.002、0.000)。(4)Pro35S:NRP-GFP幼苗在照射后各时间点均出现NRP入核现象。结论NRP可能对拟南芥辐射抗性的发挥起到重要作用,可作为植物辐射抗性靶点进行深入研究。