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编译：一，编辑：Tracy、江舜尧。 原创微文，欢迎转发转载。 论文ID 实验设计 1.水培实验：设置4个硒酸钠浓度处理：0, 0.25, 4.0,and 16.0 mg/L。处理30天后收集样品：每个处理组3个生物学重复，每个生物学重复8棵籽苗。 2.Se含量和形态的测定：氢化物-原子荧光光谱法（HG-AFS）+液相色谱原子荧光联用仪（LC-HG-AFS）。 3.代谢组+蛋白组+转录组测定分析 4.qPCR基因表达测定。 实验结果 1.硒酸盐处理对碎米荠籽苗生长、Se含量的影响 硒酸盐显著影响了碎米荠的生长，0.25mg/L处理显著促进生长，4mg/L处理无显著影响，而16mg/L处理显著抑制生长，（图1），表明该浓度下碎米荠受到了硒酸盐的毒性影响。碎米荠的总Se含量随着Se处理浓度的增加而增加（图1c），在0.25、4.0、16.0mg/L浓度处理下碎米荠的Se含量分别为120.3, 2008.7, 和9955.4 mg/kg。在各处理组中，硒代胱氨酸（SeCys2）和Se(Ⅵ)是主要的Se种类，此外，SeCys2和Se(Ⅵ)在0.25、4.0、16.0mg/L浓度处理下分别占总Se含量的22.3%和20.6%、35.6%和18.9%、31.1%和13.4%，暗示着碎米荠可以吸收硒酸盐并直接转化为有机Se。 图1 不同硒酸盐浓度处理下碎米荠的基础信息 （a）表型；（b）总鲜重和根重；（c）总Se含量。误差棒上的字母表示有显著差异(ANOVA, p < 0.05). 2. 碎米荠的代谢组、转录组和蛋白组表征 4组样品中共检测到2408个代谢物，其中有803个差异表达代谢物（DEMs）（图2a），PCA分析显示碎米荠在不同浓度硒酸盐处理下代谢状态显著改变。在所有DEMs中，有46个是从内部数据库注释的，并根据人类代谢组数据库（HMDB）分类法分为19类（图2b）。DEMs的KEGG通路富集分析显示这46个DEMs富集到以下代谢途径：次级代谢物的生物合成（Ko01110）、氨基酸生物合成（Ko01230）、环境信息处理途径的ABC转运蛋白(Ko02010)以及基因信息处理途径的氨酰基-tRNA的生物合成(Ko00970)。在这19个分类中，有机氧化合物，羧酸及其衍生物和吲哚及其衍生物占DEMs中大部分，然而，大部分DEMs在响应硒酸盐处理时上调表达，而属于吲哚及其衍生物的3个DEMs：L-色氨酸、吲哚和5-羟基乙酸吲哚却显著下调，表明它们可能对碎米荠中Se的积累或耐受起一定作用。 转录组中，我们共注释到26745个非冗余的转录本，从6个样品比对组中（0–0.25, 0–4.0,0–16.0, 0.25–4.0, 0.25–16.0, 4.0–16.0）共筛选到948个差异表达基因（DEGs）。然而，在不同浓度硒酸盐处理下这些DEGs展现出不同的表达特征（图2c），进行WGCNA分析以找到与碎米荠累积和耐受Se的部分，该分析能够找到与碎米荠Se含量和基因相关的共表达的基因模块，分析显示所有DEGs聚为3个模块（蓝绿色、蓝色和棕色），其中，蓝绿色模块表示与0处理组显著相关（图2d）。这些基因注释到eggNOG数据库中主要富集在转录、信号转导机制以及翻译后修饰、蛋白质转换和分子伴侣上。前20个富集的GO条目显示蓝绿色模块中的基因在生物过程中显著富集，例如细胞内信号转导、伤害响应、植物型超敏反应的调节，对真菌的防御响应以及内质网展开的蛋白质响应。此外，从碎米荠转录组原始数据中共鉴定到7138个蛋白质，其中有2670个被注释，通过两两比对，共鉴定到233个差异表达蛋白（DEPs），表明硒酸盐处理引起碎米荠蛋白水平的改变（图2e）。 图2 不同浓度硒酸盐处理下碎米荠差异表达代谢物（DEMs）、基因（DEGs）和蛋白（DEPs）的总体展示 （a）所有DEMs的热图；（b）所有注释DEMs的热图；（c）所有DEGs的热图；（d）所有DEGs的加权基因共表达网络分析；（e）所有DEPs的热图。 3. 碎米荠中假定的Se转运蛋白和同化吸收酶类的鉴定和表达特征 我们在转录组数据中共鉴定到746个非冗余的转运蛋白，其中，有35个转运蛋白基因响应硒酸盐处理且差异表达，主要属于磷酸丙糖转运蛋白、糖转运蛋白、硫酸盐转运蛋白、ZIP锌转运蛋白，K +转运蛋白和ATP结合（ABC）转运蛋白（图3a），有趣的是，硫酸盐转运蛋白和ABC转运蛋白在硒酸盐处理下上调。硫酸盐转运蛋白被注释为Sultr1;1、Sultr1;2和Sultr2;1，ABC转运蛋白被注释为ABCF5和ABCG40，这5个基因显著上调，在16 vs 0组中，这5个基因分别上调了4.5-、5.4-、12.7-、7.1-和5.9-倍（图3b）。系统进化树分析显示碎米荠的Sultr1;1、Sultr1;2和Sultr2;1与其他植物的硫酸盐转运蛋白聚类在一起，表明他们在Se运输方面发挥着相似功能。此外，硒酸盐处理还显著上调了3种硫酸盐同化酶：ATP硫酸化酶2（APS2）、腺苷5'-磷酸磷酸还原酶1（APR1）和腺苷5'-磷酸磷酸还原酶3（APR3）（图3c）。除APS2外，3个硫酸盐转运蛋白和2个ABC转运蛋白、以及3个硫酸盐同化酶的转录水平均与总Se、SeCys2和SeO42-含量显著相关，表明这些基因与碎米荠的Se吸收和同化高度相关，APS2的不相关性暗示着APS2的表达并不完全是由硒酸盐处理引起的。 图3 假定的Se转运蛋白和同化吸收酶类的鉴定和表达特征 （a）识别的转运蛋白的比例；（b）5个假定的Se转运蛋白的表达特征；（c）3个Se同化酶基因表达特征。误差棒上的字母表示有显著差异(ANOVA, p < 0.05). 4. 硒酸盐处理下碎米荠中的特异DEGs以及涉及植物病原互作的DEGs 韦恩图显示在0.25 vs.0、4.0vs. 0和16.0vs.0组之间重叠了234个DEGs（图4a），表明这些基因均显著响应了硒酸盐处理。KEGG通路富集分析显示在这3个对比组中，这些基因显著富集到植物-病原互作通路（ko04626）上，包括钙依赖性蛋白激酶28，EF-hand钙结合家族蛋白，Ca2+依赖性膜结合蛋白膜联蛋白和钙调蛋白5这些钙蛋白，且均显著下调，另外2个呼吸爆发氧化酶同源蛋白（RBOH）基因也显著下调（图4b），富含半胱氨酸的受体样蛋白激酶（CRK）家族和富含半胱氨酸的分泌蛋白家族的mRNAs表达也有所降低（图4c）。 硒酸盐处理刺激了碎米荠硒结合蛋白1（SBP1）和缺硫诱导蛋白2（SDI2）的表达，并下调了2个与SDI2密切相关的转录因子MYB28和MYB34的转录（图4d）。在不同Se处理浓度下，与谷胱甘肽GSH代谢相关的基因的表达水平也降低了，包括谷胱甘肽γ-谷氨酰半胱氨酸转移酶1，谷胱甘肽S-转移酶F12，谷氨酸-乙醛酸氨基转移酶1和谷氨酰胺转移酶I（图4d），GSH代谢相关基因的表达变化表明，在Se胁迫下碎米荠中GSH的生物合成下降。 图4 植物-病原互作和数个Se响应DEGs的鉴定 （a）韦恩图展示了3对比较组(0.25 vs. 0, 4 vs. 0, 16 vs. 0)之间重叠的DEGs数；（b）钙依赖蛋白激酶基因、钙结合蛋白基因、钙调蛋白基因和呼吸氧化酶同系蛋白基因的表达变化热图；（c）富含半胱氨酸受体样蛋白激酶基因和富含半胱氨酸的分泌蛋白基因的表达变化热图；（d）硒结合蛋白1基因，蛋白硫缺乏诱导2基因，转录因子MYB28和MYB34以及几种谷胱甘肽相关基因的表达变化热图。 5. 蛋白质组学揭示了硒酸盐处理下碎米荠核糖体的翻译变化 我们对所有DEPs进行GO富集分析显示，叶绿素结合，质外体和对细菌的防御响应分别是分子功能，细胞成分和生物学过程中DEPs富集最多的条目，KEGG通路富集分析表明DEPs主要富集在核糖体，其次是光合作用和碳代谢（图5a）。硒酸盐处理后，许多蛋白质在翻译和核糖体中的表达水平发生了显著变化，翻译和核糖体中的DEPs可以分为三类：蛋白质合成因子，大核糖体蛋白和小核糖体蛋白（图5b）。具体来讲，蛋白质合成因子，包括核糖体回收因子，真核翻译起始因子4G-1（eIF4G1），真核翻译起始因子5A-3（eIF5A3）和延伸因子1-alpha 4（eEF1A4）的表达模式均明显改变，特别是真核翻译起始因子（eIF）同工型4G-1和5A-3和真核延伸因子1-alpha 4（eEF1A4）与鲜重，总Se，SeCys2和Se（Ⅵ）含量显著相关（图5b）。 核糖体是所有细胞中负责蛋白质合成的重要细胞器，是由大亚基和小亚基组成的核糖核蛋白复合物，在所有生物中均具有功能和结构保守性。数据显示四种大的核糖体蛋白：60S RPL11-1、60S RPL9-1、60S RPL7-2和50S RPL12-1，以及九种小核糖体蛋白：30S RPS17、30S RPS10、40S RPS29、40S RPS28-1， 40S RPS18、40S RPS16-2、40S RPS15a-1、40S RPS14-2和40S RPS9-1在不同浓度的硒酸盐处理下表现出明显不同的表达水平（图5b），表明Se处理碎米荠会引起核糖体蛋白的响应。PCA分析发现，这些核糖体蛋白与鲜重，总Se，SeCys2和Se（Ⅵ）含量显著相关（图5b），表明它们的表达变化可能与碎米荠生长，Se吸收和同化以及蛋白质合成作用有关。 图5 蛋白组学中DEPs的KEGG富集分析和翻译因子和核糖体蛋白的表达模式 （a）DEPs的KEGG富集分析；（b）蛋白质组学分析内的翻译因子与核糖体蛋白的表达特征，以及与鲜重、总Se、SeCys和Se（Ⅵ）含量之间的Pearson’s相关分析。箱型上的数字是Pearson’s相关系数。*和**表示显著差异分别为p＜0.05和0.01。 6. 硒酸盐处理后转录组学和蛋白组学显示翻译后修饰和分子伴侣的基因和蛋白的表达变化 硒酸盐处理不仅影响碎米荠的核糖体翻译，而且导致翻译后修饰和分子伴侣的变化。共有85个DEGs注释到翻译后修饰和分子伴侣，主要分为五类：天冬氨酸蛋白酶，伴侣蛋白，金属蛋白，E3泛素蛋白连接酶和含U-box结构域的蛋白。天冬氨酸蛋白酶广泛分布于所有生物中，参与植物发育过程中的蛋白质加工或降解，具有某些特殊功能，可以响应植物胁迫，硒酸盐处理组中的三种天冬氨酸蛋白酶，包括天冬氨酸蛋白酶Asp1，天冬氨酸蛋白酶PCS1和守卫细胞1（ASPG1）中的蛋白质天冬氨酸蛋白酶均显著下调，特别是16mg/L处理组中表达水平极低（图6a）。 四种伴侣蛋白，即23.6 k Da热激蛋白（HSP23.6），伴侣蛋白dnaJ3，dnaJ10和dnaJ20，以及四种金属蛋白转录本，包括ATP依赖性锌金属蛋白酶FTSH 5（FTSH5），ATP依赖性锌金属蛋白酶FTSH 6 （FTSH6），金属内毒素蛋白酶1（MEP1）和金属硫蛋白样蛋白2型（MTP2）在响应硒酸盐处理后表达模式均发生显著改变。如图6a所示，在硒酸盐处理下，HSP23.6和dnaJ20，FTSH6和MTP2的表达水平明显升高，而dnaJ3和dnaJ10，FTSH5和MEP1的表达水平降低。 E3泛素蛋白连接酶（E3s）和也属于E3s的含U盒结构域的蛋白（UBPs）广泛分布于生物体中。转录组数据显示了泛素蛋白和UBPs的表达变化，除E3泛素蛋白连接酶RHA1B（以下简称RHA1B）和泛素羧基末端水解酶12（UBP12）外，E3s和UBPs均显著下调（图6b）。 蛋白质组学分析还显示DEPs的变化富集在翻译后修饰，共有29个DEPs注释到翻译后修饰和分子伴侣。按照翻译后修饰中的DEGs对DEPs进行过滤，得到几种DEPs（图6c），在4.0和0.25 mg/L硒酸盐处理中，ASPG2和dnaJ蛋白P58IPK同源物（以下称为P58IPK）的表达水平略有增加；在不同的硒酸盐浓度处理下，HSP70，HSP90和FTSH8的表达持续下降；与0 mg/L组相比，泛素DSK2b和泛素PCUBI4-2在0、0.25和4.0 mg/L组中表达一般，在16.0 mg/L组中以1.8倍和2.9倍急剧增加至高水平。 图6 涉及翻译后修饰和分子伴侣的基因和蛋白表达模式 （a）天冬氨酸蛋白酶基因、伴侣蛋白基因和金属蛋白基因的表达特征；（b）泛素蛋白基因和含U盒结构域的蛋白基因的表达特征；（c）参与翻译后修饰和伴侣蛋白的蛋白质表达特征。Asp1：天冬氨酸蛋白酶Asp1；ASPG：保卫细胞中的蛋白质天冬氨酸蛋白酶；ATL31 / RHA1B / RING1 / XBAT35：E3泛蛋白连接酶ATL31 / RHA1B /RING1 / XBAT35；FTSH：ATP依赖性锌金属蛋白酶FTSH；HSP：热激蛋白；dnaJ：伴侣蛋白dnaJ；MEP1：金属内切蛋白酶1；MTP2：2类金属硫蛋白样蛋白；PCS1：天冬氨酸蛋白酶PCS1；PUB：含U-box结构域的蛋白质；UBP12：泛素羧基末端水解酶12。 7. 对DEGs的qRT-PCR验证 从DEGs中选择60个基因进行qRT-PCR，以验证RNA-Seq数据的准确性和可重复性。qRT-PCR和RNA-Seq结果之间有显著相关性，表明RNA-Seq数据可靠。RNA-Seq分析中的23个基因的表达水平与碎米荠的Se积累和耐受性相关，与qRT-PCR的表达水平具有显著相关性，进一步证明了这些基因在响应硒酸盐中的作用。 讨论 1. 碎米荠组织能耐受极高的Se含量 该研究在不同浓度硒酸盐中水培碎米荠幼苗，与0 mg/L处理相比，不同浓度处理下碎米荠的生长有显著差异，具体来讲，低硒酸盐浓度（0.25 mg/L）刺激碎米荠幼苗生长，高硒酸盐浓度（16.0mg/L）抑制其生长（图1a，b），这种现象表明，低水平的硒酸盐对植物是有益的，而硒酸盐水平升高会阻碍植物生长。碎米荠幼苗的Se含量范围从低处理组的120 mg/kg DW到高处理组的近10000 mg/kg DW（图1c），表明碎米荠具有很强的Se耐受能力；此外，碎米荠中主要Se形态是高含量的SeCys2和SeO42-，表明SeO42-被碎米荠吸收并转化为有机Se化合物。考虑到碎米荠在16.0 mg/L硒酸盐处理下受到胁迫，这意味着SeO42-的同化途径受到严重影响；有趣的是，随着硒酸盐的大量涌入，无机Se占Se总含量的比例在应该增加的情况下却仍在下降，表明碎米荠可以将SeO42-转化为其他Se形式。总之碎米荠可以忍受高含量的组织Se，并具有强大的同化硒酸盐的能力。 2. 多个Se转运蛋白和同化酶的高表达有助于碎米荠的Se累积 植物通过硫代谢通路吸收和同化Se，之前有研究证明硫酸盐在Sultr1;1和Sultr1;2的介导下进入拟南芥根部。SULTR2;1是一种低亲和力的硫酸盐转运蛋白，位于维管组织中，参与硫酸盐向木质部薄壁细胞的转运。在不同浓度的硒酸盐处理下Sultr1;1、Sultr1;2和Sultr2;1显著上调，与碎米荠Se含量高度相关，因此，Sultr1;1、Sultr1;2和Sultr2;1的高表达是碎米荠大量累积硒酸盐的主要原因。 在硒酸盐处理下，两种ABC转运蛋白ABCF5和ABCG40也上调表达，且与碎米荠Se含量高度相关。在拟南芥中，ABCG40位于质膜上并起泵作用，从细胞质中排除含有毒性化合物的Pb（II）或Pb（II），目前对ABCF5的研究还不太完善，由于ABCF3和ABCF4位于拟南芥的胞质溶胶中，因此推测ABCF5也可能位于胞质溶胶中；因此，Se或含Se的化合物可以被ABCF5转运到细胞质中，并被膜蛋白ABCG40从细胞中排除到周质中。 随着硒酸盐浓度的增加，APS2，APR1和APR3显著上调。作为硒酸盐还原途径中的第一个酶，APS催化硒酸盐与ATP偶联形成5'-磷酸亚硒酸腺苷（APSe）；为增加Se的积累，已将APS作为植物基因工程的目标；APR介导APSe转化为亚硒酸盐，APR还通过增强无机Se向有机形式的转化以及清除活性氧（ROS），来增强植物体的Se耐受性。综上所述，APS2、APR1和APR3的上调不仅可能促进硒酸盐从无机到有机形式的转化，但也增强了小叶锦葵中Se的积累和耐受性。 3. 碎米荠耐受Se的潜在机制 碎米荠有各种响应方式以适应硒酸盐环境。该研究中一系列钙传感器蛋白基因，包括钙依赖性蛋白激酶（CDPKs），钙结合蛋白和钙调蛋白，以及两个注释为RBOH的转录本，均在硒酸盐处理下下调（图4）。CDPK是植物中钙传感器的最大家族之一；植物RBOH蛋白包含钙结合EF-hand和负责产生超氧化物的功能性氧化酶结构域；StCDPK4和StCDPK5可以磷酸化NADPH氧化酶，从而正向调节马铃薯中ROS的产生；此外，钙在程序性细胞死亡的激活中充当下游氧化爆发的信号，因此，当碎米荠吸收大量硒酸盐时，钙传感器蛋白和RBOH的下调可能会降低ROS的产生，维持细胞均匀性并干扰程序性细胞死亡，这是碎米荠耐受Se的有效策略。 富含半胱氨酸的受体样激酶（CRKs）是最大的受体样激酶家族之一，具有46个成员，其特征是含有丰富的半胱氨酸，在应激反应和抗真菌活性中起作用。拟南芥AtCRK4、AtCRK5、AtCRK19和AtCRK20的过度表达会激活超敏反应，包括细胞死亡，而在本研究硒酸盐处理下，碎米荠的CRK均被下调（图4c），表明其在极高的Se含量下有助于防止植物的超敏反应和细胞死亡；另外，CRK表达的降低减少了SeCys取代掺入CRK蛋白中的Cys的可能，进一步减少了某些功能蛋白的形成以减轻Se的毒性。 过表达SBP1的缺硫拟南芥中GSH含量下降，却对Se（Ⅵ）的耐受显著增强，表明SBP1的表达降低了耐胁迫过程中对GSH的需求。已有研究证明SBP1与亚硒酸盐孵育后，SBP1以1：1比例与Se结合为R-S-Se（II）-S-R络合物，本研究中碎米荠中SBP1的上调表达和GSH相关基因的下调（图4d）表明SBP1降低了硒酸盐的敏感性，并在耐受Se中起重要作用；此外，SDI2的表达也显著增强，而MYB28和MYB34却下调，SDI2是控制缺硫条件下拟南芥中芥子油苷（GSL）生物合成的主要阻遏物；而GSLs是十字花科植物中富含硫的次生代谢产物；MYB28和MYB34又被认为是GSL生物合成的主要正调节剂，因此SDI2的表达增强，以及MYB28和MYB34的下调，减少了GSL的生物合成，并导致硫在碎米荠中得以留存；且代谢组中GSL生物合成的两个前体L-色氨酸和吲哚也被下调表达（图2c）。综上所述，SBP1的上调降低了碎米荠对Se的敏感性，而GSH相关基因，MYB28和MYB34的下调以及SDI2的上调，共同促进了硫损失的减少，从而增强了碎米荠的Se耐受性。 4. 推测的碎米荠的Se解毒机制 本研究中，硒酸盐处理显著改变了碎米荠中eIFiso4G1，eIF5A-3和eEF1A4的表达（图5）。eIFiso4G属于eIF4家族，可以促进或抑制特定mRNA的翻译；据报道，与正常植物相比，eIFiso4G缺失的拟南芥突变体表现出较小的细胞，叶片和植物大小；eIF5A似乎起着核-胞质穿梭蛋白的作用，将特定的mRNAs从细胞核转移到胞质；eEF1A4对蛋白质合成很重要，可以作为分子伴侣增强拟南芥中的NaCl耐受性。综上所述，eIFiso4G1，eIF5A-3和eEF1A4与鲜重，总Se，SeCys2和Se（Ⅵ）含量之间的高相关系数（图5）表明这些翻译因子与碎米荠的Se耐受性密切相关，但这些翻译因子在碎米荠的Se耐受中的作用仍需进一步确认。 核糖体是由大亚基和小亚基组成的核糖核蛋白复合物，在真核生物/原核生物中，大亚基和小亚基也分别称为60S / 50S和40S / 30S亚基。RPs调节特定转录本的翻译和某些叶片发育过程，例如，拟南芥RPL27aC缺陷型胚胎发育迟缓。此外，有报道指出RP mRNAs的表达变化表示蛋白质合成中的常规和细微调节，使植物能够在动态环境中生存。本研究中RPs以及翻译因子的表达变化可能会改变碎米荠的蛋白质合成，考虑到硒酸盐处理下碎米荠中的高SeCys2含量，可以合理地推测蛋白质合成的变化会减少某些容易与SeCys掺入的蛋白质的合成。因此这可能是碎米荠避免Se中毒的一种积极应对方法。 为了应对Se胁迫，有的高累积植物会调节翻译后活性，例如E3泛素连接酶，分子伴侣，金属结合蛋白。E3的主要功能是调节靶蛋白的多泛素化和随后的降解，而本研究中翻译后修饰过程中相应的DEG和DEP发生变化（图6）；HSP23.6属于小型热激蛋白20（sHSP20）家族，在植物的抗逆性中发挥作用，例如干旱和热胁迫，而dnaJ20是70 kDa热激蛋白（HSP70）伴侣系统的一部分；分子伴侣在不同细胞进程中蛋白质的折叠、组装、翻译和降解中发挥作用。因此，HSP23.6和dnaJ20的上调表达表明其可能参与解决硒酸盐处理下碎米荠中功能异常和折叠错误的蛋白质。在拟南芥中，已知FTSH蛋白酶在管内蛋白膜蛋白的分解中具有重要功能，而该研究中FTSH6的上调表达表明它可能参与了与SeCys结合的某些膜蛋白的降解。金属硫蛋白（MTs）可以结合金属离子，从而增加植物对金属的耐受性，碎米荠MTP2的表达增强表明MTP2可能与Se结合并减轻氧胁迫。RHA1B是一种E3泛素连接酶，可催化富含核苷酸的亮氨酸重复免疫受体的降解，并抑制马铃薯孢囊线虫的超敏反应。UBP12是与蛋白降解有关的泛素蛋白，RHA1B和UBP12的表达上调，表明它们可能参与了碎米荠功能障碍蛋白的降解。 5. 碎米荠耐受和累积Se的机制 基于以上分析，我们提出了碎米荠耐受和累积Se的假设机制（图7）：在根部，Sultr1; 1和Sultr1; 2从周围环境中导入SeO42-，而Sultr2; 1则介导SeO42-进入芽中，在叶片中，SeO42-可通过APS，APR1和ARP3的作用同化为SeCys；细胞质溶胶中的部分Se可被细胞质中的ABCF5转运，被ABCG40从细胞中排除，并沉积在叶片边缘；SBP1的上调导致GSH降低，而SDI2的上调与MYB34和MYB28的下调相结合导致GSL的生成减少，有助于保留硫以满足初级硫需求；CRKs的下调将减少SeCys取代掺入CRK蛋白中的Cys的机会，并进一步减少某些故障蛋白的形成，从而减轻Se毒性；CDPK和CML的下调将导致ROS降低，这与硫的残留一起可以抑制超敏反应，并进一步抑制碎米荠的程序性细胞死亡（PCD），这将是碎米荠耐受Se的有效途径。核糖体可以减少某些蛋白质的合成，而伴侣蛋白和泛素蛋白质可以帮助降解某些错误和功能异常的蛋白质，因此，硒酸盐转运蛋白，硒同化酶，PCD抑制和无序蛋白的降解一起导致了碎米荠中Se的过度积累和耐受。而CRKs、CDPK和CML的下调进一步增强碎米荠的Se耐受性，这一新发现的机制目前还未在其他Se超累积植物中被提出。 图7 碎米荠假定的Se耐受和累积机制示意图 ABCF5：ATP结合盒转运蛋白F家族成员5；ABCG40：ATP结合盒转运蛋白G家族成员40；APS：三磷酸腺苷硫酸化酶；APR：腺苷5'-磷酸磷酸还原酶；Asp：天冬氨酸蛋白酶；CDPK：钙依赖性蛋白激酶；CML：钙调蛋白样蛋白；CRK：富含半胱氨酸的受体样激酶；dnaJ：伴侣蛋白dnaJ；GSH：谷胱甘肽；HSP：热激蛋白；MTP：类金属硫蛋白；MYB：成绩单因子MYB；SBP1：硒结合蛋白1；SDI2：蛋白硫缺乏诱导2；PUB：含U-box结构域的蛋白质；ROS：活性氧；SeCys：硒代半胱氨酸；Sultr：硫酸盐转运蛋白；Ub：泛素蛋白连接酶。 结论 |
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