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微囊藻毒素(Microcystins-LR)对小白菜的生长具有毒害效应,本文主要研究了微囊藻毒素对小白菜所产生的胁迫效应。实验用不同浓度MC-LR粗提液(0.025、0.1、0.4、1.6和6.4 mg/L)处理小白菜幼苗,结果表明,从0.1mg/L处理开始受到显著抑制;浓度为4.23 mg/L的MC-LR处理5天使小白菜幼苗株高减少50％;并以此浓度处理小白菜幼苗,MC-LR处理能够诱导小白菜幼苗叶片活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)含量增加以及抗氧化酶基因(Cu/Zn-SOD、APX、CAT)的转录水平显著升高。
通过一氧化氮荧光探针检测小白菜幼苗叶片内源一氧化氮的积累,发现在MC-LR胁迫下硝酸还原酶抑制剂的添加可降低小白菜幼苗叶片一氧化氮合成,由此可推断在MC-LR胁迫下,硝酸还原酶(NR)途径是NO产生的主要途径。同时,应用ROS荧光染色技术分析经NR抑制剂NaN3及MC-LR共同处理的小白菜幼苗叶片,发现小白菜幼苗遭受MC-LR胁迫时,内源气体分子NO信号处于ROS信号的上游,且NaN3能显著缓解MC-LR单独处理引起的氧化胁迫反应。如小白菜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性的上升以及抗氧化酶基因(Cu/Zn-SOD、APX、CAT)转录水平的显著升高。上述结果表明,微囊藻毒素MC-LR通过NO引起小白菜幼苗的氧化胁迫反应。
此外,利用PCR技术从微囊藻毒素降解菌EMS(Stenotrophomonas sp.)中克隆出微囊藻毒素降解基因mlrA-EMS(GeneBank登陆号:GU224277),与已报道的mlrA基因具有较高同源性(序列相似度:83％-98％)。利用生物信息学软件和在线比对分析数据库对其相应氨基酸序列进行分析,发现蛋白MlrA-EMS属比较稳定的碱性疏水蛋白,定位于细胞膜,含5个跨膜α螺旋,可能为一种新的蛋白家族。