本项目以寒区冰缘植物高山离子芥为研究对象,在低温培养条件下,采用NO清除剂(N-乙酰半胱氨酸)、产生剂(硝谱钠)和NOS抑制剂(N-硝基-精氨酸)等分别处理植物,探讨低温胁迫下植物体NO的产生及其信号传递途径,阐述NO信号在植物低温适应中的意义;同时采用含铁、无铁和外加铁鳌合物等实验方法,通过对低温条件下植物铁蛋白的代谢特征和相关铁蛋白基因片段的克隆分析和研究,说明铁蛋白低温生物学的作用机理;在上
铁是植物生长发育所必需的矿质营养元素之一,在植物体的光合作用、呼吸作用、氮的固定、等诸多生理代谢过程中发挥着极为重要的作用。许多逆境条件如干旱、病虫害等都影响植物对铁的代谢,与之相关的一些植物适应性特征及其信号传递也有许多报道,但对低温胁迫下植物铁代谢的变化特点及与此过程相关的信号传递特点还少有研究。为了研究植物铁蛋白与植物对低温伤害的适应性的关系,我们以高山离子芥为材料,对其铁代谢水平变化与低温之间的关系进行了研究。从高山离子芥中克隆到一个全新的铁蛋白基因(CbFer)。该蛋白基因全长975bp,有一个编码260个氨基酸的开放阅读框(ORF)。对应编码的蛋白分子量为29.17kDa,等电点是5.44。在氨基酸结构域分析中,揭示了高山离子芥铁蛋白有类似铁蛋白双铁结构域并且具有铁蛋白铁结合区域的特征。RT-PCR 分析表明这个基因是组织特异性表达的基因,只能在叶片中检测到它的表达。这表明CbFer 基因编码的铁蛋白功能在叶片中发挥。铁是调控CbFer 基因表达的一个重要限制因子。但不排除其他因素也可以调控铁蛋白基因。