柽柳ThTrx基因在高盐诱导细胞凋亡中的功能研究

细胞凋亡（PCD）不仅是植物正常生长发育所必需的，也是植物自身抵抗外界不良环境的一种重要的防御反应，植物中活性氧（ROS）是逆境下PCD的信号因子，而硫氧换蛋白（Trx）对维持胞内稳定的氧化还原状态具有重要的作用。申请者前期研究发现柽柳ThTrx家族基因参与高盐环境下PCD的过程，可能是ROS途径中的重要成员。本研究以耐盐树木-柽柳ThTrx家族基因为研究对象，通过分子遗传学和比较蛋白质组学手段，研究柽柳ThTrx家族基因对高盐环境下PCD的应答关系，探讨ThTrx基因在盐胁迫下PCD过程中的调控作用。这将对揭示环境胁迫下的植物PCD机理具有重要科学意义，同时对揭示植物耐盐机理研究提供有力的理论基础。

以耐盐植物刚毛柽柳为试材，克隆获得了9条硫氧还蛋白基因。通过Real-time PCR研究了不同胁迫处理条件下ThTrxs基因的表达，筛选出与高盐胁迫应答基因ThTrx5。采用高通量测序技术分析了盐胁迫后ThTrx5株系及野生型的基因表达，胁迫后转ThTrx5株系中铁超氧化物歧化酶和过氧化物酶等上调表达。在细胞凋亡中起负调控作用metacaspase 2基因上调表达，起正调控metacaspase 5、metacaspase 6、metacaspase 9不同程度的下调表达。Pull down 结果表明ThTrx5与Catalase、CYP20及peroxiredoxin相互作用。由此推测，ThTrx5与其他氧化还原系统及活性氧清除酶类相互作用，清除盐胁迫诱导产生的植物体内的活性氧（ROS），来抑制细胞凋亡。