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鸟氨酸δ

来源：花匠小妙招时间：2024-12-26 08:09

OsOAT(LOC_Os03g44150, You et al. 2012, Liu et al. 2018)...

氮素再利用是指存在于老旧组织的氮源，不断地代谢分解及重组以用于新生组织的生长发育。在花器官发育及结实过程中，随着稻田施肥量的减少及水稻根系的老化，大部分的氮元素来自于氮素再利用。精氨酸循环是参与水稻氮素再利用的一个重要代谢过程，以精氨酸形式储存的氮源经过精氨酸酶的分解产生鸟氨酸及尿素。尿素经过一系列生化过程被植株所利用；而鸟氨酸则通过鸟氨酸δ氨基转移酶OsOAT的转氨基作用参与到脯氨酸的生物合成过程，或者经过其它的一系列酶类催化再次生成精氨酸，在水稻植株中很少积累鸟氨酸。

【突变体表型】

Osoat突变体，鸟氨酸含量显著上升，因小花中氮素缺乏引起的代谢异常导致颖片畸形、无法开颖和花药开裂。突变体中的这些缺陷，影响了授粉过程，并导致结实率低下和种子形状异常。有趣的是，尿素可以恢复Osoat突变体的表型缺陷（Liu et al. 2018）。

【定位与克隆】【时空表达谱】

干旱、高盐、高温和淹水能诱导水稻叶片中OsOAT的转录，ABA和IAA能强烈诱导OsOAT转录，BR和JA也能轻微诱导，表明OsOAT表达对多重胁迫和激素有应答（You et al. 2012）。

【亚细胞定位】【生物学功能】

OsOAT对于氮素再利用至关重要，在水稻小花发育和结实中起关键作用。OsOAT通过快速代谢精氨酸酶产生的鸟氨酸以解除鸟氨酸对精氨酸酶的抑制作用，从而保证植株通过氮素再利用为花器官提供足量的氮素。氮素的充足供应保证了植株体内的碳氮平衡，进而保证了花器官的发育及结实。氮循环异常引起突变体中一系列代谢过程的改变，其中次生细胞壁的合成过程受到严重影响，导致花器官的发育异常。异常发育的花器官影响了水稻开颖及花药开裂，导致结实率降低；同时畸形的颖壳会严重影响粒形（Liu et al. 2018）。

OsOAT是胁迫应答的NAC转录因子SNAC2的直接靶标，主要通过增强活性氧(ROS)清除能力和脯氨酸积累来增强胁迫耐受性。过表达OsOAT的转基因水稻，耐旱性、抗渗透和抗氧化能力显著增强，正常生长条件下鸟氨酸δ-氨基转移酶活性和脯氨酸积累显著增加，谷胱甘肽(GSH)含量和活性氧清除酶如谷胱甘苷过氧化物酶的活性也增加（You et al. 2012）。

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