植物SHMT 基因家族研究进展

倪弦之，柏浩东，韩进财，罗丁峰，李祖任，胡一鸿，金晨钟

（1.湖南人文科技学院农业与生物技术学院，湖南 娄底 417000；2.湖南省农业科学院，杂草生物学及安全防控生物学湖南省重点实验室，湖南 长沙 410125）

丝 氨 酸 羟 甲 基 转 移 酶（Serine hydroxymethyl transferase，SHMT）是高等植物的一碳化合物代谢和光呼吸过程的关键酶，属于磷酸毗哆醛依赖酶。该酶可以催化甘氨酸和N5，N10-亚甲基四氢叶酸生成丝氨酸和四氢叶酸（THF），且该过程可逆[1]，反应式如下。

SHMT 广泛存在于原核生物和真核生物中，其在原核生物中是由单基因编码并以二聚体形式存在；而在动物和真菌中，SHMT 则是由不同的核基因编码的具有2 种异构型的四聚体[2]。近年来由于SHMT 可用于体外催化生产丝氨酸而备受关注，同时该物质对植物多种生理功能具有调节作用，因此关于植物SHMT的相关研究越来越多，也越来越深入。笔者主要对不同植物体内SHMT 的多种构型、克隆、逆境表达及其在植物保护上的应用研究进展进行综述，以期为植物SHMT 基因家族的功能及其相关应用研究提供参考。

1 植物SHMT 基因家族

SHMT 基因在植物界是非常广泛且重要的存在。植物界SHMT 基因家族同时也是一个神秘而庞大的家族。目前的研究显示，在拟南芥中，已经鉴定出7 个SHMT 基因[3]；在水稻中，OsSHMT 家族有5 个成员[4]；在大豆中，GmSHMT 大豆基因组包含大量的SHMT基因，约有18 个成员[5]。

植物的光合作用分为光反应和暗反应2 个过程。光反应发生在叶绿体类囊体膜上，光合色素吸收光能后进行电子传递，形成光合作用所需的能量和还原力（ATP 和NADPH）；……