脯氨酸被认为是植物和细菌内的一种相容渗透剂,有助于植物和细菌抵御渗透胁迫。本文就近年来有关植物体内脯氨酸合成和代谢、脯氨酸含量受渗透胁迫的影响情况、脯氨酸合成降解有关的酶及其基因、脯氨酸在细胞中的运输和定位、ABA与脯氨酸的诱导合成以及脯氨酸和植物抗渗透胁迫

植物学通报（Q）：P"""，<=R$QSRTP

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脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展

许祥明叶和春!李国凤

（中国科学院植物研究所北京!"""#$）

摘要脯氨酸被认为是植物和细菌内的一种相容渗透剂，有助于植物和细菌抵御渗透胁迫。本文就近年来有关植物体内脯氨酸合成和代谢、脯氨酸含量受渗透胁迫的影响情况、脯氨酸合成降解有关的酶及其基因、脯氨酸在细胞中的运输和定位、%&%与脯氨酸的诱导合成以及脯氨酸和植物抗渗透胁迫关系的研究进展作了简要综述。

关键词脯氨酸，渗透胁迫，合成，代谢

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生长在自然环境中的植物常受到多种逆境条件的危害，其中由干旱和盐渍引起的渗透胁迫对植物的生长和产量影响最大。在长期的进化过程中，植物形成了许多机制以抵抗或部分抵抗外界的逆境条件。渗透胁迫下的植物，生理生化特性发生了许多变化，对于这些变化认识得最深刻的是植物体内有机渗透物质的合成积累。在渗透胁迫下，植物能否保持正常生长状况，关键在于能否维持体内的水分平衡。而这正是通过积累一定量的溶质，降低植物体内的水势实现的。为了维持植物的正常代谢过程，这些物质必须是无毒的，它们在植物体内既作为渗透调节剂维持低水势，又保护生物大分子不受盐离子的毒害。在高浓度下不影响功能蛋白的结构和活性。这类物质称作相容渗透剂（B9CD*@)A>29?-

。由此只有一些有机溶质能满足这些条件。这些物质包括含氮化合物（如脯氨酸、C9>E@2）

其它氨基酸和多胺等）和含羟基化合物（如蔗糖、多元醇和寡糖等）（.B352和1*+?9+，

。在所有这些已发现的相容渗透剂中，分布最广的是脯氨酸和甜菜碱（A2@*)+2）。在!##"）

渗透胁迫下，不仅在植物体内，在细菌、蓝细菌、藻类、原生动物以及海洋无脊椎动物中都有脯氨酸的积累（N2>*5+2E和O2=C*，。!##$）

!通讯作者%5@49=I9=B9==2?D9+G2+B2

作者简介：许祥明，现为中国科学院植物研究所资源植物分子与发育生物学研究中心的在读博士生。导师叶和春研究员，现为中国科学院植物研究所的副所长，主要从事植物次生代谢方面的研究工作。

收稿日期：接受日期：责任编辑：刘晖!###-!"-PQ!###-!!-!Q

脯氨酸被认为是植物和细菌内的一种相容渗透剂,有助于植物和细菌抵御渗透胁迫。本文就近年来有关植物体内脯氨酸合成和代谢、脯氨酸含量受渗透胁迫的影响情况、脯氨酸合成降解有关的酶及其基因、脯氨酸在细胞中的运输和定位、ABA与脯氨酸的诱导合成以及脯氨酸和植物抗渗透胁迫

I期许祥明等：脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展"E?

脯氨酸的积累不仅受合成影响，还受其降解影响。目前，植物体内脯氨酸的代谢途径已基本清楚，对影响植物体脯氨酸含量的因素也有了较清晰的认识。随着分子生物学的发展，对脯氨酸代谢途径中的有关酶的结构和功能有了很好的了解，编码这些酶的有关基因陆续在不同的植物中得以克隆。其中，影响脯氨酸合成的关键酶!"#$在转基因烟草中过量表达，转基因植株中的脯氨酸含量大大提高，植物的抗逆性也因此增强（%&’(%()*+,等，。所有这些都加深了对脯氨酸在植物抗逆作用的理解，并有助于今后的抗逆育-.."）

种。

!脯氨酸在植物体中的合成

脯氨酸的积累首先与其合成有关。脯氨酸的合成途径首先是在大肠杆菌!"#$%&’#$’(

以后的证据表明，植物体中存在着相似的合成路线，但不完全相同。#)*’中阐明的，

-/脯氨酸在细菌里的合成

在细菌0/1+2(中，脯氨酸的合成从谷氨酸（324）的磷酸化开始，谷氨酸在谷氨酰激酶（的作用下，生成谷氨酰磷酸（，此过程要消耗67!，谷氨酰磷酸是一个很不稳53%）53!）!!

定的化合物，在谷氨酸半醛脱氢酶（3$689）的催化下，很快生成谷氨酸半醛（3$6）（:;()(<=;,，。谷氨酸半醛自发环化成吡咯琳5"5羧酸（!"#），后者最终被吡咯琳5"5羧-.>?） …… 此处隐藏：9099字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……