郎明林課題組在植物有機硒富集領域取得重要新進展
有機硒特別是甲基硒代半胱氨酸（Se-methylselenocysteine， MeSeCys）目前被發(fā)現(xiàn)對多種人類重大疾病發(fā)病具有顯著的抑制和延緩作用，比如癌癥和阿爾茲海默癥。因此如何提高日常膳食MeSeCys水平，對于預防和延緩人類重大疾病發(fā)生具有積極意義。中國科學院大學生命學院郎明林課題組目前在富硒植物MeSeCys累積機制方面取得重要新進展。
人類目前有機硒的獲取主要來源于植物，而在植物中負責無機硒轉化為有機硒的關鍵酶是甲基硒代半胱氨酸轉移酶（selenocysteine methyltransferase, SMT ）。但大多數(shù)普通植物和作物均缺乏有效的無機硒向有機硒特別是MeSeCys的轉化能力。印度芥菜（Brassica juncea L.）是一著名的硒富集植物，郎明林課題組以該植物為材料，通過分子生物學和生物信息學手段成功克隆了該植物的甲基硒代半胱氨酸轉移酶基因BjSMT。在正常培養(yǎng)條件下，BjSMT表達幾乎檢測不到，但低劑量的亞硒酸鹽[Se（IV）]脅迫可快速啟動其葉部上調表達，硒酸鹽[Se（VI）]脅迫可極顯著上調其葉部轉錄水平達15倍以上。在煙草中過表達BjSMT可顯著提高轉基因植物的整體抗硒脅迫能力，表現(xiàn)為株高、鮮重和根長均顯著優(yōu)于對照未表達BjSMT的植物，特別是轉基因植物葉片的谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）水平、葉綠素（chlorophyll）含量、總Se和MeSeCys含量均得到顯著提高。通過結構模擬和序列分析，發(fā)現(xiàn)BjSMT具有保守的Thr187，可同時甲基化HoCys和SeCys底物，揭示了硒富集植物和普通植物SMT分子演化過程8個保守氨基酸的差異。該項研究首次揭示了自然界富硒植物印度芥菜積累和轉化MeSeCys的分子機制，為通過分子遺傳改良手段提高人類膳食有機硒含量，進而增進人類健康、預防和延緩重大疾病發(fā)生提供了理論物質基礎，具有重要科學意義。
相關研究近期發(fā)表在植物科學領域的權威期刊Journal of Experimental Botany （5 year IF=6.305）（J Exp Bot. 2019 Aug 30. pii: erz390. doi: 10.1093/jxb/erz390）。河北農(nóng)業(yè)大學生命科學學院碩士生陳夢、曾柳、羅向光和中國科學院大學生命學院博士生Muhammad Zubair Mehboob為該論文的共同第一作者，郎明林教授為論文的通信作者。該工作得到國家自然科學基金、河北省應用基礎研究計劃重點基礎研究項目和河北省百名創(chuàng)新人才計劃項目的資助。
BjSMT 表達可快速影響硒脅迫，提高植物總硒和MeSeCys有機硒水平
版權與免責聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權負責。如涉及侵權，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com