谷氧还蛋白(AbGrx-1)对水稻干尖线虫在氧化胁迫下的保护作用

[目的]谷氧还蛋白(glutaredoxin,Grx)作为一种抗氧化酶,在通过清除多余活性氧来维持生物细胞氧化还原平衡、降低细胞膜损伤过程中发挥重要作用.水稻干尖线虫(Aphelenchoides besseyi)能在高温、渗透及氧化胁迫等多种逆境压力中存活.本研究旨在探究Grx在水稻干尖线虫抗氧化胁迫中的作用.[方法]通过cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE),获得了一个水稻干尖线虫谷氧还蛋白基因AbGrx-1,进行了序列比对和遗传进化分析;通过qRT-PCR检测了AbGrx-1在线虫响应氧化和温度胁迫中的表达差异,通过原核表达获得了AbGrx-1的重组蛋白,并分析了AbGrx-1蛋白浸泡对水稻干尖线虫在氧化和高温胁迫下存活的影响.[结果]AbGrx-1基因全长包括90 bp的5'非翻译区(UTR)、321 bp的编码区和97 bp的3'UTR,开发阅读框(横跨91至411位)编码106个氨基酸.AbGrx-1蛋白的第24至27位点具有谷氧还蛋白催化残基(CPYC),分别在第69至第72和第83至第86位点存在保守的谷胱甘肽结合位点RSVP和GGDD,归为Ⅰ类谷氧还蛋白.遗传进化树显示AbGrx-1与燕麦真滑刃线虫(Aphelenchus avenae)Grx亲缘关系最近,位于同一进化分支.AbGrx-1在H2O2处理和12℃下时显著上调表达,但在0℃,4℃,37℃和45℃极端温度中下调表达.高浓度H2O2和高温导致水稻干尖线虫死亡率增加,AbGrx-1重组蛋白能显著提高暴露于高浓度H2O2中线虫的存活率,但不影响高温下线虫的存活率.[结论]AbGrx-1参与调控水稻干尖线虫的抗氧化免疫反应,在抵抗氧化损伤、维持线虫生存方面具有重要功能.