第13卷‧第9期,
198509
, pp. 1053-1071
植物的熱休克反應
- 作者:
陳益明; 林秋榮
- 作者服務機構:
國立台灣大學植物學系
- 中文摘要:
生物在不良環境之壓力下,例如高溫、缺水、高鹽分等,生物體在生理活動或形態上會產生
一些變化,以適應或抵抗惡劣的環境,以求生存。然而,生物體如何調節生理的代謝作用,基因
的表現發生如何之變化及植物如何獲得耐熱性等,將是本文綜合報導的主要內容。
在熱休克下(40°C),植物體會產生一組新的 hspoly(A) RNA,它再轉譯成熱休克蛋
白(hsps)。這些 hs Poly(A) RNA 是由熱休克基因(hs genes)在高溫之下轉錄,而熱
休克蛋白也祗在高溫之下才能與細胞內的胞器,例如粒線體,細胞核,核糖體,原生質膜等結合
,因而產生植物之耐熱性。熱休克基因已部份被純系化(clone),並利用它做為探針,由許多
實驗結果顯示在各種不同的逆境下,動、植物體內的基因表現與生理活動的調整,有許多相類似
之處。至於熱休克蛋白促進生物之耐熱性的機制則有待進一步的研究。
以大豆 15~27KD 的 hsPs 為例,共有30至40種,它的 hsmRNA 基因可分為三個或可
多到十三個相關基因。果蠅有四個22到 27 KD 基因互相成?排列,形成共有 12,000 鹼基對的
DNA 片段,但是大豆的熱休克基因在染色體上如何成?排列,至今尚不清楚。至目前所知,大
豆之熱休克基因沒有介入于(intron),在5'末端的轉錄起始點有 TA TA 順序,含有發動基
因。在5’不轉錄區域的鹼基順序是比較相同的,但3’不轉錄區域是變異較大的。
在田間生長的植物,若在亞熱帶或熱帶地區,其生長環境之溫度,已接近熱休克(40°C)之
條件,由實驗結果得知植物體內也有多量的 hsPs 累積。植物之熱休克反應比其他的逆境反應來
得顯著,它可做為植物遭遇到逆境時的一個敏感指標。
花粉在高溫下不能產生 hsPs ,此可能與植物在高溫環境下開花不易授粉結果有關。假若我
們對各種逆境如何影響植物能瞭解的愈多的話,則可利用這些知識來做為未來農作物品種改良與
如何提高產量的研究提供重要的指針。e
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