Date Received: 15-03-2017
Date Accepted: 17-07-2017
Date Published: 06-08-2025
##submissions.doi##: https://doi.org/10.31817/tckhnnvn.2017.15.9.
Views
Downloads
How to Cite:
Ảnh hưởng của hạn tới sinh tổng hợp porphyrin ở cây lúa
,
Nguyen Xuan Canh
Keywords
Diệp lục, Cây lúa, Heme, Khô hạn, Sinh tổng hợp porphyrin
Abstract
Quá trình sinh tổng hợp porphyrin đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động trao đổi chất diễn ra trong cơ thể sinh vật. Nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào quá trình sinh tổng hợp porphyrin trong điều kiện hạn trên cây lúa. Kết quả cho thấy hàm lượng các chất trung gian trong quá trình sinh tổng hợp porphyrin giảm mạnh sau 36 h ngừng tưới nước, trong khi đó hàm lượng hai sản phẩm cuối của quá trình sinh tổng hợp porphyrin là diệp lục và heme thì chỉ giảm ít sau 60 h xử lý hạn. Hoạt động của các enzyme chìa khóa trong con đường này bao gồm khả năng sinh tổng hợp ALA, hoạt động của PPO, Mg-chelatase, Fe-chelatase cũng giảm cùng với sự giảm biểu hiện của các gen trong quá trình sinh tổng hợp porphyrin và một số gen liên quan tới hoạt động quang hợp được mã hóa trong nhân, đặc biệt ở 48 và 60 h sau khi xử lý hạn. Từ những kết quả thu được cho thấy quá trình sinh tổng hợp porphyrin bị ảnh hưởng rất lớn trong điều kiện hạn. Kết quả nghiên cứu cũng chứng tỏ rằng có một cơ chế phối hợp điều khiển chặt chẽ để ngăn ngừa sự tích lũy các sản phẩm trung gian trong quá trình sinh tổng hợp porphyrin trong điều
kiện hạn.
References
Chi W., Sun X., Zhang L. (2013). Intracellular signaling from plastid to nucleus. Annu. Rev. Plant Biol., 64: 559-582.
Galmés J., Medrano H., Flexas J. (2007). Photosynthetic limitations in response to water stress and recovery in mediterranean plants with different growth forms. New Phytologist, 175: 81-93.
Jain M., Mittal M., Gadre R. (2013). Effect of PEG-6000 imposed water deficit on chlorophyll metabolism in maize leaves. J. stress physiol. biochem. , 9 (3): 262-271.
Kim J.G., Back K., Lee H.Y., Lee H.J., Phung T.H., Grimm B., Jung S. (2014). Increased expression of Fe-chelatase leads to increased metabolic flux into heme and confers protection against photodynamically induced oxidative stress. Plant. Mol. Biol., 86 (3): 271-87.
Lee H.J., Ball M.D., Parham R., Rebeiz C.A. (1992). Chloroplast biogenesis 65: enzymic conversion of protoporphyrin IX to Mg-protoporphyrin IX in a subplastidic membrane fraction of cucumber etiochloroplasts. Plant Physiol., 99: 1134-1140.
Lermontova I. and Grimm B. (2000). Overexpression of plastidic protoporphyrinogen IX oxidase leads to resistance to the diphenyl-ether herbicide acifluorfen. Plant Physiol., 122: 75-84.
Lermontova I. and Grimm B. (2006). Reduced activity of plastid protoporphyrinogen oxidase causes attenuated photodynamic damage during highlight compared to low-light exposure. Plant J., 48: 499-510.
Massacci A., Nabiev S.M., Pietrosanti L., Nematov S.K., Chernikova T.N., Thor K., Leipner J. (2008). Response of the photosynthetic apparatus of cotton (Gossypium hirsutum) to the onset of drought stress under field conditions studied by gas-exchange analysis and chlorophyll fluorescence imaging. Plant Physiol. Biochem., 46: 189-195.
Mohanty S., Grimm B., Tripathy B.C. (2006). Light and dark modulation of chlorophyll biosynthetic genes in response to temperature. Planta,
: 692-699.
Nott A., Jung H.S., Koussevitzky S., Chory J. (2006). Plastid-to-nucleus retrograde signaling. Annu. Rev. Plant Biol., 57: 739-759.
Papenbrock J. and Grimm B. (2001). Regulatory network of tetrapyrrole biosynthesis - studies of intracellular signaling involved in metabolic and developmental control of plastids. Planta, 213: 667-681.
Papenbrock J., Mock H.P., Kruse E., Grimm B. (1999). Expression studies in tetrapyrrole biosynthesis: inverse maxima of magnesium chelatase and ferrochelatase activity during cyclic photoperiods. Planta, 208: 264-273.
Phung T.H. and Jung S. (2014). Perturbed porphyrin biosynthesis contributes to differential herbicidal symptoms in photodynamically stressed rice (Oryza sativa) treated with 5-aminolevulinic acid and oxyfluorfen. Pest. Biochem. Physiol.,
: 103-110.
Phung T.H. and Jung S. (2015). Alterations in the porphyrin biosynthesis and antioxidant responses to chilling and heat stresses in Oryza sativa. Biologia. Plantarum, 59 (2): 341-349.
Phung T.H., Jung H.I., Park J.H., Kim J.G., Back K., Jung S. (2011). Porphyrin biosynthesis control under water stress: sustained porphyrin status correlates with drought tolerance in transgenic rice. Plant Physiol., 2011(157): 1746-1764.
Phung Thi Thu Ha (2014). Physiological responses of rice seedling under drought stress. Journal of Science and Development, 12(5): 635-640.
Schneegurt M.A., Beale S.I. (1986). Biosynthesis of protoheme and heme a from glutamate in maize. Plant Physiol., 81: 965-971.
Strand A., Asami T., Alonso J., Ecker J.R., Chory J. (2003). Chloroplast to nucleus communication triggered by accumulation of Mg-protoporphyrinIX. Nature, 421: 79-83
Tanaka R. and Tanaka A. (2007). Tetrapyrrole biosynthesis in higher plants. Annu. Rev. Plant Biol., 58: 321-346.
Yun Y.B, Kwon O.D., Shin D.Y, Hyun K.H, Lee D.J, Jung H.I., Kuk Y.I. (2012). Difference in physiological responses to environmental stress in Protox inhibitor herbicide-resistant transgenic rice and non-transgenic rice. Korean J. Weed Sci., 32(1): 35-43.