植物干旱感受器OSCA家族相关研究文献综述(2)

在植物细胞细胞质中的钙离子,浓度很低,有多种机制维持细胞质的Ca2+稳态;而位于细胞器中、细胞外、植物细胞壁中的钙离子浓度则较高,能够被释放


在植物细胞细胞质中的钙离子,浓度很低,有多种机制维持细胞质的Ca2+稳态;而位于细胞器中、细胞外、植物细胞壁中的钙离子浓度则较高,能够被释放入细胞质中[10]。因而胞浆内钙离子的瞬间增加可通过细胞内钙库的释放或跨质膜的胞外钙离子内流调节[7]。所以,位于作为钙库的细胞器及细胞膜上的钙离子通道在Ca2+浓度变化、钙信号的产生以及钙对细胞的生理过程、生命活动调控中起着至关重要的作用,衔接起外界刺激与胞内信号通路。[11]

三、干旱感受器OSCA家族

根据高渗可以快速诱导细胞钙浓度升高OICI这一现象,经过长时间不断的筛选,植物的干旱感受器——OSCA1(hyperosmotic-induced [Ca2+]i increase 1)终于在2014年被鉴定出来[12]。在osca1突变体中,植物快速的OICI在整株水平和特异的保卫细胞中都受到非常显著的影响。OSCA1具有典型的通道结构,它由1个极短的胞外N端、9个跨膜区和胞内较长的C端组成,在第8和第9个跨膜区之间具有可能介导离子流动的P-loop区。电生理实验证实,OSCA1对Ca2+具有较强的转运能力,是一种非选择性的阳离子转运通道。由此,人们发现了植物感受水分缺失的Ca2+通道,对认识植物感知环境变化的分子机理具有非常重要的意义。

有研究表明,OSCA是高渗胁迫门控的钙通透阳离子通道,感应高渗胁迫,对渗透性胁迫(干旱)有一定的抵抗作用[13,14]。拟南芥OSCA基因家族含15个成员,该基因家族存在高度保守的DUF221结构域[12]。目前,水稻[15]和大豆[16]中分别发现11、21个OSCA基因,证明该基因在植物中广泛存在。在水稻中,渗透相关非生物胁迫(ABA、NaCl、PEG)差异诱导10个OsOSCA基因表达,其中OsOSCA3.1是已鉴定的OsERD4基因(早期干旱应答基因)[15]。小麦TaOSCA1.4、拟南芥AtOSCAl.8和水稻OsOSCAl.4同属一个基因家族,与小麦干旱、顶部不育、穗数、穗粒数和产量等性状相关。大豆中13个GmOSCAs基因与干旱及碱胁迫应答有关[16]。由此可见,该基因主要与植物非生物胁迫相关,是否与生物胁迫相关尚未见报道。

作为广泛栽培的蔬菜作物和模式植物,番茄在蔬菜和植物研究均有着重要作用。目前,尚无番茄中OSCA基因家族成员的相关文献报道,其基因家族中成员的基因功能亟待进一步研究。

四、查阅中外文献资料目录

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