付曉東，趙修明，劉 炅，張新華，李富軍，李曉安

（山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東淄博 255049）

甲硫氨酸亞砜還原酶（methionine sulfoxide reductase，Msr）是廣泛存在于動植物及微生物體內(nèi)的一種氧化還原調(diào)節(jié)酶，在生物代謝過程中參與細(xì)胞防御和抗衰老過程，是細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化酶。它可以通過兩方面保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷，一方面可以修復(fù)因甲硫氨酸（methionine，Met）氧化而失活的蛋白[1]。Met是構(gòu)成生物體內(nèi)多肽和蛋白質(zhì)的重要氨基酸，但Met易被H2O2及羥自由基等活性氧（reactive oxygen species，ROS）氧化成為甲硫氨酸亞砜（methionine sulfoxide，MetSO），導(dǎo)致含Met的蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性降低或喪失。而Msr可以將生物體內(nèi)的MetSO還原為Met，使蛋白質(zhì)重新恢復(fù)活性[1-2]。另一方面Msr可以在細(xì)胞中發(fā)揮抗氧化修復(fù)因子的作用，清除細(xì)胞中的ROS[1]。

果蔬在逆境脅迫下以及采后衰老過程中，機(jī)體內(nèi)ROS的平衡體系會破壞，使得大量的O2-.、H2O2等在體內(nèi)積累，導(dǎo)致氧化損傷，如改變細(xì)胞內(nèi)生物大分子（蛋白質(zhì)、DNA等）的結(jié)構(gòu)和功能，造成蛋白質(zhì)失活、DNA斷裂，細(xì)胞膜的過氧化等[3-6]，進(jìn)而導(dǎo)致果蔬衰老以及病害的發(fā)生。據(jù)報道，全球果蔬浪費(fèi)損失高達(dá)45%，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[7]。但Msr可以通過恢復(fù)蛋白活性、維持清除ROS的能力等增強(qiáng)果蔬對脅迫的抗性，減少損害，保持果蔬品質(zhì)[4,8]。本文就Msr的分類、作用底物、編碼基因的研究進(jìn)展以及其在果蔬衰老及逆境脅迫響應(yīng)中的作用及機(jī)制進(jìn)行了綜述，以期為Msr在果蔬代謝調(diào)控方面的進(jìn)一步研究和利用提供參考。

1 Msr的分類

Met是含硫氨基酸之一，其中的硫原子極易被氧化[9]，硫原子的手性被氧化后形成S型和R型兩種非對映異構(gòu)體的MetSO，分為甲硫氨酸-S-亞砜（Met-S-SO）和甲硫氨酸-R-亞砜（Met-R-SO），二者共存且等量[9]。對應(yīng)的有兩種特異性Msr將MetSO還原為Met，分別為MsrA和MsrB[10]。MsrA特異性催化游離態(tài)和蛋白質(zhì)中Met-S-SO還原為Met；MsrB特異性催化游離態(tài)和蛋白質(zhì)中Met-R-SO還原為Met，但相比于MsrA催化游離態(tài)的能力，MsrB催化游離態(tài)Met-R-SO的能力很弱[11-12]。2007年，研究人員在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)了一種新的、可以特異性高效催化游離態(tài)Met-R-SO的酶，命名為fRMsr[10]。

MsrA[13]、MsrB[14]最早均在大腸桿菌中被發(fā)現(xiàn)，廣泛存在于細(xì)菌、酵母、植物和哺乳動物等生物體中。MsrA與MsrB的蛋白結(jié)構(gòu)不同[15]，但兩個亞家族各自具有相似的結(jié)構(gòu)。通過對MsrA的序列研究發(fā)現(xiàn)，MsrA在催化過程中半胱氨酸（cysteine，Cys）殘基在位置和數(shù)目上具有相似性和特異性，大致可以分為三類：含有3個保守的Cys殘基，分別位于Cys51、Cys198、Cys206（數(shù)字代表大腸桿菌Msr序列中氨基酸殘基位置，下同），植物中的Msr大體屬于Cys51類，只有Cys51位于“GCFWG”保守序列，其中“GCFW”廣泛存在于MsrA中，是鑒定MsrA的主要依據(jù)[16]；含有兩個保守的Cys殘基，其中Cys51也位于“GCFWG”保守序列，第二個Cys位于“GYCH”或“GYXCH”中；僅由兩個Cys殘基且同時位于保守結(jié)構(gòu)域“GCFWC”中[17]。MsrB分為兩類：含有兩個額外的“CxxC”保守基序，由4個保守的Cys殘基構(gòu)成，可以結(jié)合Zn2+，若保守Cys殘基突變，則酶的活性全部喪失，植物中的MsrB大體屬于這一類；相較于前者少一個“CxxC”保守基序，不能結(jié)合Zn2+[7,16]。fRMsr只存在于單細(xì)胞生物，多細(xì)胞生物中不存在[10]，也分為兩類：含有三個保守Cys殘基；含有兩個保守的Cys殘基[17]。

不同Msr的催化過程會有差異，也會受到不同反應(yīng)的調(diào)控[18]，這可能會影響Msr在果蔬逆境脅迫中的調(diào)控能力。此外，Msr分類的細(xì)化，說明Msr的類別可能在Msr的調(diào)控機(jī)制中具有重要的地位[16]。

2 果蔬M(jìn)sr的作用底物

在動物和微生物中的研究發(fā)現(xiàn)，HIV-2蛋白酶、鈣調(diào)素（calmodulin，CaM）、Ca2+/CaM依賴的蛋白激酶II（CaMKII）、載脂蛋白A-I、轉(zhuǎn)錄因子HypT等已經(jīng)被鑒定為Msr的底物[19-20]。在植物中，最早發(fā)現(xiàn)的Msr底物是小分子熱激蛋白sHSP21[20]；CaM作為細(xì)胞調(diào)節(jié)分子可以間接調(diào)控鈣調(diào)素結(jié)合蛋白發(fā)揮作用，研究發(fā)現(xiàn)CaM不僅是動物和微生物體內(nèi)Msr的底物，同時也是果蔬中Msr的底物[19,21-22]。另外，近年來研究發(fā)現(xiàn)，在果蔬中Msr還可以與抗氧化酶、轉(zhuǎn)錄因子、信號分子、蛋白激酶等多種類型的蛋白相互作用（表1）。如，在香蕉中研究發(fā)現(xiàn)，MaMsrB2可與抗壞血酸過氧化物酶1（ascorbate peroxidase 1，APX1）[23]及轉(zhuǎn)錄因子MaNAC42[24]相互作用，均可通過還原MetSO為Met，恢復(fù)蛋白的活性；Sun等[25]發(fā)現(xiàn)在大豆幼苗中，GsMsrB5a可以與Ca2+/CaM依賴的激酶GsCBRLK相互作用，并激活碳酸鹽脅迫下幼苗中的活性氧信號[25]。除蛋白質(zhì)外，一些多肽、氨基酸衍生物等也可以作為Msr的底物。比如，白菜中BpPMsr3可以通過與谷胱甘肽作用，恢復(fù)谷胱甘肽的活性[26]。果蔬中Msr還可以與外源生物蛋白相互作用，Gao等[27]發(fā)現(xiàn)Papaya ringspot virus（PRSV）中的核內(nèi)涵體蛋白a蛋白酶（nuclear inclusion protein a protease，NIa-pro）可以與宿主番木瓜中的PaMsrB1相互作用，阻止PaMsrB1進(jìn)入葉綠體發(fā)揮功能。

Msr與底物的相互作用是其參與調(diào)控果蔬逆境脅迫的重要機(jī)制，由上述可知，果蔬中Msr的作用底物類型多樣，因此Msr在果蔬的各種脅迫反應(yīng)中可能發(fā)揮重要作用。但目前對于果蔬中Msr作用底物的研究仍非常有限，加大對Msr作用底物的研究力度，有助于進(jìn)一步揭示Msr的作用機(jī)制。

3 果蔬M(jìn)sr基因家族

Msr基因家族具有很高的序列同源性，但MsrA和MsrB兩個亞家族的基因基本不存在序列相似性。目前已知在番茄中存在5種MsrA（分別為SlMsrA（E4）、SlMsrA2～A4、SlPMsrA5）基因和3種MsrB（SlPMsrB1、SlMsrB2、SlPMsrB5）基因。亞細(xì)胞定位預(yù)測了下列蛋白質(zhì)的位置（表1），分析顯示SlMsrA預(yù)測定位于葉綠體、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中[28-29]，SlMsrA3在細(xì)胞核中，SlMsrA4定位于葉綠體和細(xì)胞核，SlPMsrA5主要在葉綠體中，SlPMsrB1在細(xì)胞膜和細(xì)胞核中[30-31]，SlPMsrB5有兩個可變剪切體，SlPMsrB5.1和SlPMsrB5.2，它們表達(dá)的蛋白均定位在細(xì)胞核中。在草莓中，目前已發(fā)現(xiàn)了3種Msr基因（FaMsrA、FaPMsr、FaPMsr1），其中，F(xiàn)aMsrA編碼的蛋白質(zhì)與番茄中的SlMsrA編碼的蛋白質(zhì)具有相似的功能。蛋白質(zhì)FaMsrA和FaPMsr預(yù)測定位在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中，而FaPMsr1定位于細(xì)胞核中。在馬鈴薯中，已知有7種Msr編碼基因（StPMsr、StPMsrA1、StPMsrA3、StPMsrA5、StPMsrB、StPMsrB1、StPMsrB5），其中StPMsr、StPMsrA3、StPMsrB、StPMsrB5均定位于細(xì)胞核中，StPMsrA1定位于細(xì)胞壁、細(xì)胞核和葉綠體中，而StPMsrA5定位于葉綠體中；StPMsrB1有兩種可變剪切體為StPMsrB1.1、StPMsrB1.2，兩者表達(dá)的蛋白均定位于細(xì)胞核中。

表1 果蔬M(jìn)sr的種類及作用底物/研究機(jī)制Table 1 Types and substrates/research mechanisms of Msr in fruits and vegetables

由此可知，在果蔬作物中存在多個Msr基因家族及編碼基因。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，不同的Msr亞型的基因在果蔬作物中的表達(dá)模式也有較大的差異。番茄中SlMsrA的表達(dá)受乙烯誘導(dǎo)，而且僅在成熟果實(shí)中表達(dá)，其他器官中不表達(dá)[30-31]；而SlMsrA2在所有器官中均有表達(dá)，但在紅熟期果實(shí)中表達(dá)量最高；SlMsrA3和SlMsrA4在葉和花中的表達(dá)量更高，而SlMsrA5在根、葉、莖和紅色果實(shí)中幾乎不表達(dá)，但在花中有相對較高的表達(dá)[28]；SlMsrB1在葉、花和紅熟期的番茄果實(shí)中均有較高的表達(dá)[31]。草莓中也有一種FaPMsr只在紅色成熟果實(shí)中表達(dá)[32]；在茄子果實(shí)發(fā)育過程中，SmMsrA的表達(dá)水平在開花日最高[33]。另外，Oh等[34]研究表明，通常胞質(zhì)型Msr在根中被特異性表達(dá)，而質(zhì)體型Msr則主要在發(fā)生光合作用的光合器官中被表達(dá)，如CaMsrB2在辣椒的葉、花和莖中的轉(zhuǎn)錄水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于根。上述研究表明，Msr基因在果蔬作物生長發(fā)育的不同階段特異性表達(dá)，可能與它們功能的發(fā)揮密切相關(guān)，隨著果蔬的生長發(fā)育發(fā)揮相應(yīng)功能，以促進(jìn)果蔬作物的正常生長[35]。

4 Msr在果蔬代謝及逆境脅迫中的調(diào)控作用

4.1 Msr在果蔬成熟衰老中的調(diào)控作用

根據(jù)衰老的自由基理論，有氧呼吸導(dǎo)致ROS的產(chǎn)生，ROS引起蛋白質(zhì)、脂類、DNA等大分子的氧化損傷，從而促進(jìn)衰老過程，抗氧化應(yīng)激和降低氧化損傷（即消除ROS和修復(fù)氧化蛋白）是維持蛋白質(zhì)功能和調(diào)節(jié)衰老的關(guān)鍵[36]。在一些細(xì)胞、組織和生物體中，過表達(dá)Msr可能會延長壽命或增加抗氧化應(yīng)激能力，而缺失或突變的Msr則會縮短壽命或降低抗氧化應(yīng)激能力[37]。例如在平菇中，與野生型相比，過表達(dá)PoMsrA的菌株對H2O2耐受能力顯著增強(qiáng)，菌絲生長速度明顯提高，菇體的衰老速度明顯下降[38]。

Msr參與調(diào)控果蔬成熟衰老的機(jī)制比較復(fù)雜，可以通過與成熟相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子相互調(diào)控，參與各種成熟相關(guān)的反應(yīng)。例如，在番茄中研究表明SlMsrA的表達(dá)受乙烯的強(qiáng)烈誘導(dǎo)[29]；并且對轉(zhuǎn)錄因子NOR氧化損傷有明顯的修復(fù)作用，可以逆轉(zhuǎn)因NOR亞砜化導(dǎo)致的番茄成熟相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄活性的降低[39]。另外，SlMsrA和SlMsrB2的轉(zhuǎn)錄活性也受NOR的調(diào)控[40]，Skelly[41]研究表明，NOR可以與SlMsrA和SlMsrB2啟動子中的TATA盒結(jié)合并激活它們的表達(dá)，促進(jìn)果實(shí)的成熟[39]。而在獼猴桃采后貯藏過程中，乙烯會通過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子AdNAC2和AdNAC72靶向激活A(yù)dMsrB1的表達(dá)，而且AdMsrB1的超表達(dá)也可以增加乙烯合成的直接前體ACC的含量，或者發(fā)揮酶活性將MetSO還原為Met補(bǔ)充乙烯合成過程中的前體，維持乙烯的高效合成[42]。

Msr還可以通過酶促系統(tǒng)、蛋白質(zhì)的氧化還原修飾、激素等多種方式間接調(diào)控果蔬成熟[24]。APX是一種重要的抗氧化酶，可以與抗氧化酶系統(tǒng)相偶聯(lián)調(diào)節(jié)ROS的水平，參與植物多種發(fā)育生理過程和應(yīng)激反應(yīng)。在香蕉中的研究發(fā)現(xiàn)，MaMsrB2可還原MaAPX1中被氧化的Met殘基，恢復(fù)MaAPX1的活性，調(diào)節(jié)果實(shí)的成熟衰老過程[23]。另外，Jiang等[22]通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，在香蕉成熟衰老過程中MaMsrA7與MaCaM1的表達(dá)均快速上調(diào)，而且MaMsrA7可修復(fù)MaCaM1的亞砜化修飾，從而促進(jìn)了MaCaM1介導(dǎo)的果實(shí)抗氧化反應(yīng)和類胡蘿卜素生物合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。在荔枝中，被氧化的LcCaM1可以與衰老相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子LcNAC13和LcWRKY1相互作用增強(qiáng)這兩個轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合DNA的活性，而LcMsrA1和LcMsrB1還原LcCaM1中被氧化的Met殘基，從而抑制衰老進(jìn)程[19]。

Msr也受外源物質(zhì)的調(diào)控，參與外源物質(zhì)介導(dǎo)果蔬抗衰老的過程。例如，褪黑素及α-硫辛酸處理延緩荔枝果實(shí)的衰老或果皮的褐變也與LcMsrs表達(dá)的上調(diào)密切相關(guān)[43-44]；L-鹽酸半胱氨酸可以通過維持龍眼果實(shí)中DlMsr、DlMsrA5和DlMsrB2的表達(dá)水平減緩果實(shí)衰老進(jìn)程[9]。另外，植物磺肽素延緩草莓果實(shí)的衰老和腐爛也與誘導(dǎo)Msr和過氧化物酶基因的表達(dá)、維持抗氧化相關(guān)酶的活性密切相關(guān)[45]。茄子中SmMsrA可以調(diào)控多胺的含量進(jìn)而影響茄子單性結(jié)實(shí)[46-47]。這表明，Msr在果蔬的生長、成熟、衰老的各個階段均發(fā)揮重要作用。

4.2 Msr在果蔬非生物脅迫響應(yīng)中的調(diào)控作用

果蔬在生長發(fā)育過程中會遇到多種非生物脅迫（極端溫度、干旱、鹽堿、洪澇、輻照、化學(xué)物質(zhì)等）因素的影響[48]。研究發(fā)現(xiàn)，逆境脅迫會誘導(dǎo)果蔬體內(nèi)多種Msr基因的表達(dá)，有助于清除大量產(chǎn)生的ROS，在調(diào)控果蔬非生物脅迫抗性中發(fā)揮重要作用[7]（圖1）。異源表達(dá)擬南芥基因AtMsrB7、AtMsrB8、AtMsrB9的番茄葉片，抵抗甲基精紫（methyl viologen，MV）氧化脅迫的能力明顯增強(qiáng)，表明Msr在植株響應(yīng)MV脅迫中發(fā)揮重要作用[49]。響應(yīng)于H2O2處理，番茄SlMsrA表達(dá)量顯著升高，維持了番茄幼苗的抗氧化能力[50]。

圖1 Msr基本功能機(jī)制原理圖Fig.1 Schematic diagram of the basic functional mechanism of Msr

干旱和鹽堿嚴(yán)重限制果蔬的存活能力。利用甘露醇和氯化鈉模擬干旱和高鹽脅迫處理番茄幼苗[50]和平菇[38]，檢測到SlMsrA和PoMsrA表達(dá)量均顯著增加；SlMsrB2可以通過修復(fù)核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶小亞基3B和過氧化氫酶2來提高葉綠素含量和清除ROS以增強(qiáng)抗旱能力[51]，表明Msr在果蔬響應(yīng)干旱和鹽脅迫中也發(fā)揮了重要作用。

極端溫度是影響果蔬作物生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)的重要環(huán)境因素之一，Msr在植物低溫脅迫響應(yīng)中也發(fā)揮重要作用。桃果實(shí)遭遇低溫脅迫時，激酶[21]、赤霉素[52]均可以提高PpMsrs的表達(dá)量，抵抗低溫脅迫造成的氧化損傷[21,52]；在平菇中，32 ℃高溫處理會顯著增強(qiáng)PoMsrA的表達(dá)，增強(qiáng)菇體的抗熱性和抗氧化能力[38]。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，金屬離子對果蔬傷害的機(jī)率日益增加。根據(jù)蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，銅和鎘脅迫會導(dǎo)致芥菜細(xì)胞質(zhì)中BjMsrA2的表達(dá)明顯增加[53]；胡蘿卜中鎘脅迫會上調(diào)Msr的表達(dá)以應(yīng)對鎘脅迫導(dǎo)致的氧化損傷[54]；異源表達(dá)大白菜BpPMsr3的擬南芥幼苗在鎘脅迫下的存活率也顯著上升[26]。在其他類型植物中存在Msr與銅離子螯合的方式來增強(qiáng)銅脅迫的抗性[55]，推測果蔬中可能也存在類似的機(jī)制。

4.3 Msr在果蔬生物脅迫響應(yīng)中的調(diào)控作用

果蔬作物生長發(fā)育過程中也經(jīng)常遭受細(xì)菌、真菌、病毒或害蟲的侵害，Msr在調(diào)控果蔬作物響應(yīng)這些生物脅迫中也發(fā)揮了重要作用。由Xanthomonas axonopodis pv Vesicatoria（Xav）導(dǎo)致的細(xì)菌斑點(diǎn)病是甜椒的重要病害之一，利用病毒誘導(dǎo)基因沉默（virus-induced gene silencing，VIGS）技術(shù)沉默CaMsrB2會降低病程相關(guān)蛋白（pathogenesis-related proteins，PR）基因CaPR4和CaPR10的表達(dá)，增加甜椒對Xav的敏感性[34]；而在番茄中超表達(dá)CaMsrB2會促進(jìn)防御相關(guān)基因SlP1、SlPR-1b和SlP23等的表達(dá)，增強(qiáng)植株的抗病性[34]。Dai等[28]發(fā)現(xiàn)SlMsrA2-5的表達(dá)可被水楊酸（salicylic acid，SA）處理明顯誘導(dǎo)，推測SlMsrAs可能參與了番茄的病害防御過程。

Msr作為一種重要的ROS調(diào)節(jié)酶，可調(diào)節(jié)防御蛋白中Met的氧化還原狀態(tài)和細(xì)胞的氧化狀態(tài)，是果蔬防御體系的重要因子[34]。因此，Msr也成為病毒或細(xì)菌等病原體防御機(jī)制攻擊的靶點(diǎn)。NIa-Pro是PRSV中的一種多功能病毒非結(jié)構(gòu)蛋白，在PRSV侵染番木瓜后NIa-Pro可以與PaMsrB1直接互作，干擾PaMsrB1進(jìn)入葉綠體發(fā)揮清除ROS和修復(fù)葉綠體受損蛋白的功能[27,56]。

4.4 Msr參與信號分子介導(dǎo)果蔬代謝

Msr在多種信號分子[ROS、活性氮（reactive nitrogen species，RNS）、激酶、植物激素]介導(dǎo)的果蔬生長發(fā)育和防御過程中也發(fā)揮了重要作用[57]。

ROS在植物體內(nèi)具有雙重作用，高濃度的ROS會導(dǎo)致細(xì)胞氧化損傷，喪失正常的生理功能；而低濃度的ROS可作為信號分子調(diào)控抗性基因和防衛(wèi)基因的表達(dá)，在果蔬的生長發(fā)育及逆境響應(yīng)中發(fā)揮積極作用[34]。例如，在桃果實(shí)中，ROS增加線粒體蛋白質(zhì)羰基化進(jìn)程[58]，同時也誘導(dǎo)相關(guān)Msr的表達(dá)，延緩果實(shí)衰老、增加抗氧化能力。在辣椒中研究表明，CaMsrB2可調(diào)控辣椒防御反應(yīng)期間ROS的產(chǎn)生，而該ROS在由不相容病原體引起的超敏反應(yīng)（hypersensitivity，HR）中發(fā)揮重要作用。另外，脅迫產(chǎn)生的ROS也可誘導(dǎo)多種果蔬作物體內(nèi)Msr基因的表達(dá)，還原抗氧化蛋白中被氧化的Met，進(jìn)而恢復(fù)清除ROS的能力[35]。

RNS是另一種與ROS緊密相關(guān)的氧化劑分子，如一氧化氮（nitric oxide，NO）與超氧化物反應(yīng)產(chǎn)生的過氧亞硝酸鹽，高濃度下也會氧化破壞生物大分子，但在基礎(chǔ)水平上，可作為改變細(xì)胞氧化還原穩(wěn)態(tài)的信號，通過提高M(jìn)sr的表達(dá)、抗氧化酶的活性以及抗氧化物質(zhì)的含量，抑止脂質(zhì)過氧化作用，清除部分ROS[4,59]，在果蔬的發(fā)育及逆環(huán)境脅迫的反應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[35]。

激酶也可以調(diào)控Msr的表達(dá)，桃果實(shí)中糖原合成酶激酶3（GSK-3）可以上調(diào)包括Msr在內(nèi)的抗氧化酶基因的表達(dá)，增強(qiáng)果實(shí)抗冷性[21]。肌醇1,4,5-三磷酸（IP3）[60]、γ-氨基丁酸[61]等可以調(diào)控Ca2+介導(dǎo)的信號通路或者增強(qiáng)Msr-Trx系統(tǒng)提高M(jìn)sr等抗氧化酶基因的表達(dá)，增強(qiáng)抗氧化能力。

植物激素對Msr的調(diào)控具有雙面性，一部分植物激素可以顯著提高M(jìn)sr的表達(dá)。如番茄幼苗響應(yīng)于外源脫落酸和SA處理，SlMsrA表達(dá)量顯著升高，表明SlMsrA可能參與了SA介導(dǎo)番茄幼苗抗病過程[28,54]。另外，有研究表明激素也會通過抑制Msr的表達(dá)，調(diào)控果蔬作物的生長。如正常情況下，草莓的FaPMsr只在紅熟期果實(shí)的花托中表達(dá)，在其它組織中均檢測不到；但當(dāng)未熟的綠果在花托上被摘除時，果實(shí)中FaPMsr的表達(dá)可被顯著激活，而外源應(yīng)用生長素（如萘乙酸）可抑制此激活過程[32]。在辣椒中，響應(yīng)于SA、茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）和乙烯處理，CaMsrB2的表達(dá)明顯下調(diào)，加速ROS的積累，從而在病害位置引起HR，表明CaMsrB2積極響應(yīng)防御信號[34]。

綜上所述，果蔬在成熟衰老及遭受各種生物和非生物脅迫過程中會產(chǎn)生大量ROS，一方面會導(dǎo)致果蔬發(fā)生氧化損傷；另一方面，ROS也可誘導(dǎo)Msr等果蔬體內(nèi)防御機(jī)制的啟動。Msr可以通過還原被氧化的Met修復(fù)各種蛋白質(zhì)，其中包括抗氧化酶、轉(zhuǎn)錄因子、鈣調(diào)蛋白等，維持蛋白質(zhì)在各自的代謝網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮相應(yīng)的功能；另外，Msr也可以參與NO、GA、SA以及乙烯等多種信號分子介導(dǎo)的果蔬代謝過程，是信號分子調(diào)控果蔬代謝的重要機(jī)制之一（表1）。

5 結(jié)語與展望

盡管近年來對于果蔬中Msr蛋白的結(jié)構(gòu)、生理功能、作用底物以及基因表達(dá)模式等已開展了大量的研究工作，但相較于動物、微生物及模式植物中Msr的研究還有較大的差距。如，許多果蔬作物中Msr的編碼基因還沒得到鑒定、多數(shù)果蔬中Msr蛋白的具體作用機(jī)制仍未研究透徹、果蔬中Msr底物的研究仍然不足，對于龐大的信號網(wǎng)絡(luò)的交互知之甚少。另外，關(guān)于Msr具體如何協(xié)調(diào)酶促系統(tǒng)和非酶促系統(tǒng)清除ROS也有待更深入的研究。鑒于Msr家族在果蔬各種代謝途徑中的重要作用，其在實(shí)際應(yīng)用中的價值也有待開發(fā)，如Msr活性的增加可以增強(qiáng)果蔬抵抗低溫、鹽堿、干旱等逆境脅迫，是否可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用到其他經(jīng)濟(jì)作物中，或通過育種篩選具有優(yōu)良Msr基因的果蔬等。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對果蔬M(jìn)sr的研究帶來很大的幫助，今后可借助VIGS技術(shù)、CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)及組學(xué)技術(shù)等更廣泛的鑒定果蔬作物中未知的Msr，揭示其編碼基因的序列，深入挖掘其生理功能及作用機(jī)制，為果蔬作物品質(zhì)的改良、逆境抗性的調(diào)控奠定理論基礎(chǔ)。