植物的銅穩(wěn)態(tài)研究綜述

唐孟泉 黃佳歡 陳瑾元 王琪 許志茹

摘要：微量元素在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中是必不可少的，因此研究植物內(nèi)各種微量元素的穩(wěn)態(tài)具有重要意義。銅在光合作用、呼吸作用、乙烯感應(yīng)、活性氧清除和細(xì)胞壁重塑中發(fā)揮重要作用。銅的運(yùn)輸是由一組進(jìn)化上高度保守的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和金屬伴侶共同完成的。由于根中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控和高銅含量土壤非常稀缺，使得植物組織中的銅含量一般不會(huì)過(guò)高。然而，銅的利用率低會(huì)降低植物的生產(chǎn)能力。由于某些功能保守的基因的控制，植物會(huì)響應(yīng)銅缺乏的外界環(huán)境。植物主要通過(guò)Ctr/COPT銅轉(zhuǎn)運(yùn)家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族從細(xì)胞外吸收銅，之后由銅伴侶蛋白及P型ATP酶將銅運(yùn)輸?shù)礁骷?xì)胞器中。銅在木質(zhì)部的運(yùn)輸及銅從衰老葉片到嫩葉與生殖組織中進(jìn)行的再分配都須要煙酰胺發(fā)揮作用。此外，銅的再分配過(guò)程須要黃色條紋狀（yellow stripe-like，簡(jiǎn)稱YSL）轉(zhuǎn)運(yùn)體及銅伴侶蛋白CCH的參與，其中CCH蛋白存在于植物的韌皮部。當(dāng)銅供給不足時(shí)，植物中增加銅吸收的系統(tǒng)會(huì)被激活，并且使銅能更有效地被利用。一些參與銅調(diào)控的小分子RNA會(huì)下調(diào)某些不重要的銅蛋白的表達(dá)量。低銅條件下，主要的銅應(yīng)答轉(zhuǎn)錄因子SPL7既可以激活參與銅吸收的基因的表達(dá)，又可以上調(diào)某些Cu-microRNAs的表達(dá)量。這種調(diào)節(jié)允許光合自養(yǎng)生物生長(zhǎng)所需的最重要的含銅蛋白質(zhì)（如質(zhì)體藍(lán)素）在一定的銅濃度范圍內(nèi)保持活性，這更有利于植物的生長(zhǎng)。植物中銅過(guò)量會(huì)造成活性氧的快速積累，活性氧會(huì)破壞核酸、氧化蛋白并導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化，從而影響細(xì)胞的諸多功能，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。細(xì)胞內(nèi)銅過(guò)量時(shí)會(huì)上調(diào)金屬硫蛋白（metallothionein，簡(jiǎn)稱MT）的表達(dá)以減少細(xì)胞質(zhì)中游離銅離子的含量。主要闡述植物中銅穩(wěn)態(tài)的作用及其研究進(jìn)展，以及植物對(duì)銅的吸收與再分配過(guò)程，同時(shí)對(duì)銅在細(xì)胞內(nèi)的傳遞及細(xì)胞內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)的調(diào)控進(jìn)行簡(jiǎn)單概述。并對(duì)大部分重要的含銅蛋白的研究進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。由于高等植物中銅蛋白的研究報(bào)道還較少，因此對(duì)植物中銅穩(wěn)態(tài)的研究概述可以加強(qiáng)研究者對(duì)含銅蛋白質(zhì)生物學(xué)功能的了解，同時(shí)也可以為進(jìn)一步闡明植物吸收利用銅的分子機(jī)制提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：銅穩(wěn)態(tài);銅轉(zhuǎn)運(yùn)體;銅伴侶蛋白;Cu-microRNAs;其他含銅蛋白

中圖分類號(hào)： Q581;S184? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）10-0305-07

過(guò)渡金屬銅是質(zhì)體藍(lán)素、細(xì)胞色素C等蛋白質(zhì)的輔因子，參與葉綠體和線粒體的電子傳遞、乙烯感應(yīng)和抗氧化脅迫反應(yīng)等過(guò)程。生物體缺銅會(huì)影響自身生長(zhǎng)發(fā)育;銅過(guò)量時(shí)會(huì)造成活性氧的積累，對(duì)膜、蛋白質(zhì)、核酸產(chǎn)生氧化毒害。此外，銅還能取代其他蛋白質(zhì)中的必需金屬元素[1]。因此，生物體在進(jìn)化過(guò)程中形成了特定的調(diào)節(jié)機(jī)制嚴(yán)格控制體內(nèi)的銅含量。

植物中許多在銅穩(wěn)態(tài)過(guò)程中發(fā)揮作用的關(guān)鍵成分在進(jìn)化上是保守的。藍(lán)藻獲得的銅傳遞給細(xì)胞色素C氧化酶和類囊體內(nèi)腔光合電子載體質(zhì)體藍(lán)素。一些集胞藻和魚腥藻在銅缺乏條件下利用細(xì)胞色素C6代替質(zhì)體藍(lán)素[2]。在集胞藻中，銅是由質(zhì)膜上的CtaA和類囊體膜上的PacS這2個(gè)P型ATP酶?jìng)鬟f的。PacS類似于海氏腸球菌的CopB，其作用是使銅從胞漿中排出[3]。集胞藻PCC6803的銅伴侶蛋白ATX1只與CtaA和PacS相互作用，為質(zhì)體藍(lán)素和細(xì)胞色素C氧化酶提供銅[4]。

銅在真核綠藻萊茵衣藻中的主要結(jié)合目標(biāo)是質(zhì)體藍(lán)素、細(xì)胞色素C氧化酶和Fox1。Fox1是一個(gè)酵母細(xì)胞表面鐵還原酶的同源物[5]。衣藻中存在Ctr轉(zhuǎn)運(yùn)體和3個(gè)銅轉(zhuǎn)運(yùn)P型ATP酶的同系物，其中2個(gè)P型ATP酶有可能是藍(lán)藻CtaA和PacS或高等植物PAA1和PAA2的功能同系物，都能為質(zhì)體藍(lán)素提供銅離子[6]。衣藻蛋白銅響應(yīng)調(diào)節(jié)器1（copper response regulator 1，簡(jiǎn)稱CRR1）是應(yīng)答銅缺乏條件的轉(zhuǎn)錄因子。CRR1的靶基因含有1個(gè)銅應(yīng)答調(diào)控元件GTAC，低銅條件下CRR1的激活作用須要此順式作用元件參與。CRR1與高等植物轉(zhuǎn)錄因子SPL（squamosa promoter binding protein-like）功能相似[7]，包含轉(zhuǎn)錄因子中的1個(gè)保守結(jié)構(gòu)域SBP和羧基末端富含半胱氨酸（Cys）的區(qū)域。

高等植物擬南芥中存在轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和銅伴侶蛋白共同應(yīng)答銅脅迫的調(diào)控模式，其中，通過(guò)COPT2、ZIP2、CCH等基因的轉(zhuǎn)錄水平與銅含量成反比可知，這些蛋白質(zhì)在銅穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)過(guò)程中是必需的[8]。此外，葡萄中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、銅伴侶蛋白和P型ATP酶也共同控制細(xì)胞內(nèi)的銅平衡[9]。

1 銅在植物中的作用

土壤中的銅濃度范圍為3～110 μg/g，平均豐度為 55 μg/g[10]。銅的平均豐度與鋅相當(dāng)，但與鐵、鋁、錳相比則較低。植物對(duì)銅的有效吸收取決于不同的土壤類型。銅離子，特別是Cu2+，與有機(jī)物有很高的親和力，因此有機(jī)土壤更可能是銅缺乏土壤[11]。有報(bào)道稱植物中的銅含量范圍在2～50 μg/g之間[12]，通常情況下，植物組織中銅含量降低到 5 μg/g 以下時(shí)表現(xiàn)為銅缺乏，銅含量大于等于20 μg/g時(shí)則會(huì)產(chǎn)生銅毒害[11]。

銅是植物中重要的微量元素，在植物中發(fā)現(xiàn)的主要含銅蛋白如表1所示。植物在缺銅時(shí)生長(zhǎng)速度減慢，嫩葉畸變或變白（萎黃病），葉緣卷曲，頂端分生組織受損，甚至?xí)斐晒麑?shí)產(chǎn)量減少[12]。細(xì)胞壁的形成速度降低和一些組織（包括木質(zhì)部組織）木質(zhì)化引起的水分運(yùn)輸受阻是銅缺乏導(dǎo)致的[11]。由于植物的根會(huì)優(yōu)先積累銅，所以土壤中銅濃度過(guò)量首先會(huì)減緩植物根系的生長(zhǎng)[13]。銅毒害最常見的癥狀是營(yíng)養(yǎng)組織黃化，植物的鐵吸收能力降低，甚至出現(xiàn)鐵吸收缺陷[11]。幼苗中，葉綠體的類囊體膜，特別是光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ），是銅毒害的主要目標(biāo)之一[14]。

2 銅的吸收與再分配

2.1 銅的吸收

銅通過(guò)COPT家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入植物根細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。COPT轉(zhuǎn)運(yùn)體屬于保守的Ctr家族，擬南芥中存在5個(gè)COPT家族成員，COPT1定位于質(zhì)膜，在根中大量表達(dá)，其表達(dá)量受低銅水平的調(diào)控[15-17];COPT2定位于液泡，在莖中大量表達(dá)的COPT2是細(xì)胞表面最主要的銅吸收蛋白[16，18];COPT3定位在質(zhì)膜上，主要負(fù)責(zé)將銅從胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)桨鈁19];COPT5定位于液泡，其功能是在銅缺乏條件下把液泡內(nèi)的銅運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中[20]。此外，擬南芥中銅在器官間的再分配須要液泡膜上的銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白COPT5發(fā)揮作用[21]。

COPT/Ctr類蛋白運(yùn)輸還原型銅[22]。大多數(shù)的COPT/Ctr轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的氮末端的甲硫氨酸區(qū)域參與銅的結(jié)合，促進(jìn)銅的運(yùn)輸[23]。擬南芥COPT1、COPT2、COPT3、COPT5、ZIP2、ZIP4都能恢復(fù)酵母ctr1Δ突變體對(duì)銅的高親和力吸收功能。因此，ZIP2、ZIP4也負(fù)責(zé)植物細(xì)胞對(duì)銅的吸收。ZIP2在根中的表達(dá)量相對(duì)較高，而ZIP4在葉片中的表達(dá)量較高[16，18]。

銅過(guò)量會(huì)上調(diào)富含半胱氨酸的金屬硫蛋白（MT）的表達(dá)，用來(lái)緩沖細(xì)胞內(nèi)的銅濃度。在關(guān)于酵母細(xì)胞中金屬硫蛋白過(guò)量表達(dá)的研究結(jié)果顯示，擬南芥中4種類型的MT在結(jié)合銅和鋅的過(guò)程中都能發(fā)揮作用[24-25]。此外，擬南芥可以通過(guò)螯合和運(yùn)輸銅到細(xì)胞外的機(jī)制來(lái)避免因銅過(guò)量引起的細(xì)胞質(zhì)損傷。

2.2 銅由根到地上部分的運(yùn)輸及再分配

銅在進(jìn)入木質(zhì)部前是從根的共質(zhì)體中運(yùn)出的。蒸騰作用會(huì)讓銅離子由木質(zhì)部到達(dá)成熟葉片，然后將其運(yùn)輸?shù)巾g皮部，最終到達(dá)庫(kù)組織（指消耗養(yǎng)料或儲(chǔ)藏養(yǎng)料的器官），如新生葉子、花、種子。P型ATP酶如HMA5位于質(zhì)膜上，作用是把一價(jià)銅離子運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外。HMA5基因主要在根和花中表達(dá);銅過(guò)量時(shí)，HMA5基因的表達(dá)量上調(diào)[26]。有報(bào)道稱，蛋白COPT1能把銅運(yùn)往根細(xì)胞內(nèi)[17，27]。

銅的長(zhǎng)距離運(yùn)輸有螯合劑如蛋氨酸衍生化合物煙酰胺的參與。煙酰胺是一種金屬螯合物，在植物中參與鐵和其他金屬離子的運(yùn)輸。煙酰胺對(duì)銅離子具有高親和力，會(huì)使銅在不含煙酰胺的番茄植株的木質(zhì)部中的運(yùn)輸效率大大降低，當(dāng)外源給予煙酰胺時(shí)，突變體木質(zhì)部中的銅離子水平恢復(fù)到野生型植株的銅離子水平[28]。缺乏煙酰胺的煙草植物的葉中缺乏鐵、鋅、銅，并且表現(xiàn)出生殖缺陷[29]。上述結(jié)果均表明，煙酰胺參與了銅等金屬離子在木質(zhì)部中的運(yùn)輸過(guò)程。煙酰胺的另一個(gè)功能是參與高親和力的鐵的吸收過(guò)程。此外，黃色條紋狀（yellow stripe-like，簡(jiǎn)稱YSL）轉(zhuǎn)運(yùn)體可能參與了其他細(xì)胞吸收金屬螯合物（煙酰胺）的過(guò)程。擬南芥基因組編碼了8個(gè)YSL轉(zhuǎn)運(yùn)體[30]。YSL1、YSL2、YSL3在葉片衰老時(shí)參與銅的再分配過(guò)程[31]。YSL2在銅缺乏時(shí)表達(dá)量顯著上調(diào)[32]。當(dāng)銅過(guò)量時(shí)，YSL1和YSL3蛋白含量下降[33]。YSL轉(zhuǎn)運(yùn)體的作用可能是在組織間重新分配礦物質(zhì)，因此韌皮部中煙酰胺的含量較高。煙酰胺不僅能結(jié)合金屬離子，且其氮含量較高，所以植物的庫(kù)組織接收了煙酰胺等同于同時(shí)接收氮和必需的金屬離子，這將有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

COPT轉(zhuǎn)運(yùn)體家族還參與了從葉片和其他地上部分器官的共質(zhì)體中吸收銅的過(guò)程，此過(guò)程須要在細(xì)胞表面對(duì)銅離子進(jìn)行還原。在擬南芥中，大部分生殖組織中的鐵、錳、銅離子似乎是通過(guò)維管系統(tǒng)從根部直接進(jìn)行運(yùn)輸?shù)摹４送?，擬南芥生殖組織會(huì)通過(guò)韌皮部吸收并轉(zhuǎn)移營(yíng)養(yǎng)組織中包括銅在內(nèi)的一些礦物元素[34]。擬南芥銅伴侶蛋白CCH在衰老葉片中的表達(dá)量上調(diào)[35-36]，在韌皮部分泌液中能夠檢測(cè)到CCH蛋白，由此推測(cè)，擬南芥銅伴侶蛋白CCH中植物特有的羧基末端結(jié)構(gòu)域可能參與了通過(guò)胞間連絲進(jìn)行的銅運(yùn)輸過(guò)程。金屬硫蛋白家族成員MT1a和MT2b可能參與了擬南芥中銅在韌皮部運(yùn)輸過(guò)程，MT1在擬南芥植株衰老過(guò)程中表達(dá)量上調(diào)[24，36]。

3 細(xì)胞內(nèi)銅的傳遞

3.1 銅在內(nèi)膜系統(tǒng)中傳到乙烯受體和質(zhì)外體

擬南芥中重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)P型ATP酶有8個(gè)成員（HMA1～HMA8），其中RAN1的功能是最先被鑒定出來(lái)[37]。酵母和哺乳動(dòng)物細(xì)胞中RAN1同系物的功能是將銅從細(xì)胞質(zhì)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外[38]。植物中銅傳遞到乙烯受體需要RAN1/HMA7基因的產(chǎn)物。擬南芥RAN1是酵母和人類的銅轉(zhuǎn)運(yùn)P型ATP酶的功能同系物，在內(nèi)膜系統(tǒng)中發(fā)揮功能，它可以將銅傳遞給乙烯受體，而乙烯受體的生物合成需要銅[39]。RAN1結(jié)合的銅離子可能來(lái)源于ATX1和CCH[26]。最新的研究表明，利用小分子Triplin螯合銅離子的試驗(yàn)證實(shí)了銅是從ATX1傳遞給RAN1的，此過(guò)程是乙烯受體生物合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)所必需的[40]。

擬南芥HMA5是RAN1的同源物[37]。與ran1突變體植株不同的是，擬南芥hma5突變體不表現(xiàn)感知乙烯信號(hào)的相關(guān)缺陷。研究表明，ran1與hma5功能缺失突變體在細(xì)胞增殖方面都存在缺陷，由于缺乏RAN1和HMA5，銅無(wú)法傳遞到需要銅的質(zhì)外體氧化酶和漆酶，而質(zhì)外體氧化酶和漆酶均參與了細(xì)胞壁的形成過(guò)程，進(jìn)而影響了ran1和hma5突變體細(xì)胞的增殖[27]。此外，質(zhì)外體抗壞血酸氧化酶還在細(xì)胞增殖、煙草和擬南芥的耐鹽性能中發(fā)揮作用[41]。擬南芥質(zhì)外體中的另一個(gè)銅蛋白plantacyanin在柱頭引導(dǎo)花粉管形成過(guò)程中起作用[42]。

3.2 胞漿的銅伴侶蛋白

擬南芥中有2個(gè)與酵母ScATX1同源的蛋白，分別為AtATX1、AtCCH。AtATX1定位在細(xì)胞質(zhì)中，功能是把銅傳遞給重金屬P型ATP酶。AtATX1和AtCCH蛋白可以恢復(fù)酵母atx1與sod1突變體的相關(guān)功能缺陷。不同于ScATX1和AtATX1蛋白，擬南芥CCH蛋白具有植物特有的羧基末端延伸區(qū)[35，43]。酵母雙雜交結(jié)果顯示，擬南芥ATX1能與HMA5的N-末端相互作用[43];完整的CCH蛋白不能與HMA5蛋白相互作用，在刪除羧基末端結(jié)構(gòu)域之后可以實(shí)現(xiàn)相互作用[27，43]。釀酒酵母中Cd2+結(jié)合ATX1后會(huì)影響ATX1和CCC2之間的相互作用[44]。擬南芥CCH基因在維管組織周圍表達(dá)，在韌皮部分泌物中可以檢測(cè)到該蛋白。CCH蛋白通過(guò)胞間連絲運(yùn)輸?shù)綗o(wú)核細(xì)胞（如篩管成分）可能需要CCH羧基末端結(jié)構(gòu)域的參與，這提供了一種細(xì)胞間銅轉(zhuǎn)運(yùn)的共質(zhì)體途徑。銅缺乏、衰老、氧化應(yīng)激和茉莉酸處理是導(dǎo)致擬南芥CCH基因表達(dá)上調(diào)的原因[36，43]。擬南芥ATX1的過(guò)量表達(dá)會(huì)提高植物對(duì)銅脅迫的耐受性，此過(guò)程需要ATX1的銅結(jié)合基序MXCXXC發(fā)揮作用[26]。

植物中超氧化物岐化酶（SOD）的銅伴侶CCS已經(jīng)在番茄[45]、馬鈴薯[46]、玉米[47]和擬南芥[48]中被鑒定。擬南芥只有1個(gè)酵母CCS功能同系物[49]。當(dāng)這個(gè)全長(zhǎng)的擬南芥蛋白融合綠色熒光蛋白（GFP）后只定位于葉綠體[50];然而，在CCS突變體中，3種銅鋅超氧化物歧化酶的活性都受到影響[49]。因此，質(zhì)體中的CCS將銅傳遞給CSD2，細(xì)胞質(zhì)中的CCS為CSD1和CSD3提供銅。CSD2的成熟需要CCS傳遞的銅，CSD1的成熟不需要CCS，但是無(wú)CCS蛋白時(shí)其成熟效率很低[51]。研究表明，CCS的N末端結(jié)構(gòu)域能促使銅離子從CCS釋放并結(jié)合到SOD1上[52]。

3.3 銅轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體

線粒體基質(zhì)是包括銅在內(nèi)的金屬的儲(chǔ)存場(chǎng)所[53]。酵母Cox19蛋白參與了功能性細(xì)胞色素C氧化酶的形成[54]。擬南芥Cox17是線粒體膜間隙中參與銅傳遞到細(xì)胞色素C氧化酶的可溶性蛋白;此外，細(xì)胞色素C氧化酶還需要其他的線粒體銅伴侶蛋白激活，Cox11和Sco1是植物中保守的線粒體銅伴侶蛋白，負(fù)責(zé)把銅離子結(jié)合到細(xì)胞色素C氧化酶上[54]。擬南芥中有2個(gè)Cox17基因，在酵母cox19突變體中都可以發(fā)揮功能互補(bǔ)作用[55]。研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫處理后，atcox17-1和atcox17-2突變體都可以正常生長(zhǎng)發(fā)育，細(xì)胞色素氧化酶也具有活性，但是會(huì)出現(xiàn)鹽脅迫應(yīng)答基因的表達(dá)量降低、活性氧升高和脂質(zhì)過(guò)氧化等現(xiàn)象，由此說(shuō)明AtCox17可能參與擬南芥中一組脅迫響應(yīng)基因的表達(dá)調(diào)控[56]。

3.4 向葉綠體傳遞銅

在植物葉綠體中，銅傳遞給類囊體腔的質(zhì)體藍(lán)素和基質(zhì)中的CSD2，其中質(zhì)體藍(lán)素和CSD2都是核基因編碼的。質(zhì)體藍(lán)素參與光合作用，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，因此，當(dāng)銅缺乏時(shí)，植物體調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)銅離子的分布，優(yōu)先將銅傳遞給質(zhì)體藍(lán)素，從而保證光合作用能夠正常進(jìn)行[57-58]。PAA1和PAA2編碼銅轉(zhuǎn)運(yùn)P型ATP酶，分別位于葉綠體內(nèi)膜和類囊體膜上[59]。擬南芥paa1和paa2突變體的相關(guān)研究表明，銅傳遞到質(zhì)體藍(lán)素和電子傳遞途徑需要這2個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的參與;此外，這2種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有不同功能，在paa1突變體中，銅無(wú)法被運(yùn)輸?shù)交|(zhì)和CSD2，但在paa2突變體中無(wú)此現(xiàn)象。因此，PAA1和PAA2可能分別是CtaA和PacS的功能同系物。paa1paa2雙突變體可使幼苗致死[60]，由此說(shuō)明銅對(duì)光合作用至關(guān)重要及質(zhì)體藍(lán)素在擬南芥光合自養(yǎng)生長(zhǎng)中的重要作用[58]。有趣的是，通過(guò)外界補(bǔ)充銅可以減輕paa1突變體和paa2突變體（但不是paa1paa2雙突變體）植株的表型癥狀，由此說(shuō)明，植物細(xì)胞中可能存在另一種途徑將銅傳遞給葉綠體。與paa2突變體相比，paa1突變體對(duì)銅過(guò)量更敏感[60]，此研究結(jié)果與類囊體膜是銅毒害的主要目標(biāo)這一觀點(diǎn)[61]一致。

許多銅轉(zhuǎn)運(yùn)P型ATP酶可以與銅伴侶的氨基末端重金屬結(jié)合的結(jié)構(gòu)域相互作用[62]。藍(lán)藻細(xì)胞膜上有3種P型ATP酶，分別參與銅（CtaA）、鋅（ZiaA）、鈷（Co，CoaA）的吸收。Atx1的功能是把銅傳遞給重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)P型ATP酶PacS，PacS再把銅傳遞到類囊體。PacS和ZiaA的氨基末端結(jié)構(gòu)域結(jié)合相應(yīng)的金屬離子（分別為銅，鋅），但銅結(jié)合ZiaA氨基末端結(jié)構(gòu)域的能力比鋅強(qiáng)。此外，藍(lán)藻細(xì)胞中ZiaA的氨基末端不能接受Atx1傳遞的銅，因?yàn)檫@2個(gè)蛋白質(zhì)不能相互作用[63]。因此，藍(lán)藻銅伴侶蛋白Atx1可以促進(jìn)銅傳遞到正確的靶蛋白上，同時(shí)防止錯(cuò)誤的相互作用發(fā)生。由此推測(cè)，如果轉(zhuǎn)運(yùn)體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許，PAA1和PAA2的氨基末端的HMB結(jié)構(gòu)域有可能發(fā)生相互作用，PAA1則有可能作為PAA2的銅伴侶行使銅傳遞功能，反之亦然，這一現(xiàn)象是否存在尚需相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.5 液泡在銅穩(wěn)態(tài)中的作用

酵母細(xì)胞質(zhì)中某些物質(zhì)的螯合能力保證了每個(gè)細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有游離的銅離子存在。那么銅是如何傳遞給細(xì)胞器的呢？植物的線粒體和質(zhì)體都是重要的銅儲(chǔ)存部位（綠色細(xì)胞中的大部分銅儲(chǔ)存在葉綠體中），但沒(méi)有特定的銅伴侶直接把銅運(yùn)輸?shù)竭@些細(xì)胞器表面。事實(shí)上，植物細(xì)胞的細(xì)胞器通?？拷号菽?。因此，一個(gè)金屬離子從液泡膜運(yùn)輸?shù)礁黝惣?xì)胞器只是一個(gè)很短的距離，之后銅離子就能與PAA1類的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合。葉綠體、液泡和細(xì)胞壁是主要的銅積累位點(diǎn)[61]。

4 銅穩(wěn)態(tài)的調(diào)控

4.1 銅轉(zhuǎn)運(yùn)體等蛋白在細(xì)胞銅穩(wěn)態(tài)中的作用

植物通過(guò)調(diào)節(jié)銅的吸收和分布來(lái)響應(yīng)環(huán)境的銅脅迫。轉(zhuǎn)運(yùn)體COPT1和COPT2在高銅含量時(shí)下調(diào)表達(dá)，COPT3～COPT5的表達(dá)不受銅濃度影響[16]。銅含量較高的條件下，根中把銅運(yùn)入細(xì)胞的COPT1表達(dá)量下調(diào)，而將銅運(yùn)出細(xì)胞的HMA5表達(dá)量上調(diào)，這說(shuō)明根中存在反饋機(jī)制來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的銅濃度。此外，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子SPL7也調(diào)節(jié)COPT1和COPT2的表達(dá)水平[64]。低銅含量的條件下，轉(zhuǎn)運(yùn)體ZIP2和ZIP4的表達(dá)量上調(diào)，但這2種蛋白質(zhì)的表達(dá)量受鋅濃度的影響較大。研究發(fā)現(xiàn)，在銅和鋅缺乏的條件下，葉中的COPT2表達(dá)量上調(diào)。銅缺乏時(shí)，根中AtOPT3和3個(gè)煙酰胺合成酶基因的表達(dá)量上調(diào)[18]。2個(gè)YSL轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（YSL2和YSL3）參與植物衰老過(guò)程中銅的重新分布[65]。這些蛋白共同調(diào)節(jié)植物細(xì)胞中的銅穩(wěn)態(tài)以應(yīng)答環(huán)境的銅脅迫。

4.2 銅穩(wěn)態(tài)涉及的microRNAs

銅穩(wěn)態(tài)機(jī)制的一個(gè)重要組成部分是通過(guò)下調(diào)一些不重要的含銅蛋白，優(yōu)先把銅傳遞給質(zhì)體藍(lán)素和其他重要的銅蛋白。銅的可利用性是植物銅鋅超氧化物歧化酶基因表達(dá)的主要因素[66]。Wintz等的研究表明，銅鋅超氧化物歧化酶基因（CSD1和CSD2）及其銅伴侶CCS在低銅條件下表達(dá)下調(diào)，通過(guò)這一共同調(diào)節(jié)的方式響應(yīng)銅脅迫[18]。除了銅鋅超氧化物歧化酶（Cu/Zn SOD），植物在葉綠體基質(zhì)中還存在鐵超氧化物歧化酶（FeSOD）。在銅含量較低的條件下，鐵超氧化物歧化酶FSD1具有活性，Cu/Zn SOD不表達(dá)，銅可以優(yōu)先供給類囊體腔的質(zhì)體藍(lán)素。高銅條件下，F(xiàn)SD1不表達(dá)，Cu/Zn SOD成為銅在基質(zhì)中主要的傳遞目標(biāo)[50，60，66]。因此，擬南芥通過(guò)控制Cu/Zn SOD和FeSOD的表達(dá)來(lái)響應(yīng)銅脅迫[66];擬南芥中銅的缺乏并不影響質(zhì)體藍(lán)素mRNA的積累[67]。此外，銅通過(guò)控制1個(gè)microRNA即miR398的表達(dá)來(lái)調(diào)控CSD2的含量[68]。miR398的結(jié)構(gòu)目標(biāo)是CSD1、CSD2、CCS和COX5b mRNA[69]。

功能保守的miR398家族有3個(gè)成員，包括miR398a、miR398b、miR398c。Sunkar等提出miR398參與了擬南芥抗氧化應(yīng)激脅迫的調(diào)控[70]。擬南芥miR398和miRNA靶向結(jié)合位點(diǎn)的分析結(jié)果顯示，miR398調(diào)控CSD1和CSD2的表達(dá)量[68]。擬南芥中銅的含量是決定miR398表達(dá)的主要因素[69]。通過(guò)剪切產(chǎn)物5′-RACE法在擬南芥中證實(shí)了miR397和miR408的結(jié)合位點(diǎn)，它們以參與木質(zhì)化的2種銅酶LAC4和LAC17的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為靶位點(diǎn)[71]，miR408也可以結(jié)合植物質(zhì)外體銅蛋白plantacyanin的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物[67]。miR1444的靶位點(diǎn)是多酚氧化酶（PPO）的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物[72]。由于這些miRNA的靶目標(biāo)都編碼銅蛋白，當(dāng)前的研究將miR397、miR398、miR408、miR1444統(tǒng)稱為Cu-microRNAs。Cu-microRNAs的結(jié)合位點(diǎn)是銅應(yīng)答相關(guān)基因的表達(dá)產(chǎn)物[67]，這些Cu-microRNAs的表達(dá)量在低銅條件下上升，在高銅條件下下降或不表達(dá)。

4.3 轉(zhuǎn)錄因子SPL7的調(diào)控

衣藻蛋白CRR1是一種轉(zhuǎn)錄因子，在銅缺乏時(shí)上調(diào)特定基因的表達(dá)[7]。CRR1的靶基因（如CYC6和CPX1）在啟動(dòng)子區(qū)域含有序列GTAC。植物中，Cu-microRNAs和FeSOD的啟動(dòng)子區(qū)域有高頻率出現(xiàn)的序列GTAC，擬南芥miRNA398c等Cu-miRNAs和FSD1在低銅條件下表達(dá)上調(diào)。SPL7是植物中保守的銅應(yīng)答調(diào)控因子。擬南芥SPL7是SPL轉(zhuǎn)錄因子家族成員，與CRR1蛋白的同源性較高[73]。擬南芥spl7突變體中，Cu-microRNAs在低銅條件下不表達(dá)，銅轉(zhuǎn)運(yùn)體、銅伴侶及一些轉(zhuǎn)錄因子都無(wú)法表達(dá)[64]。此外，低銅條件下，擬南芥SPL7對(duì)COPT2和FSD1的調(diào)節(jié)具有晝夜節(jié)律的特征，額外添加銅會(huì)減少此節(jié)律變化的幅度[74]。最近的研究表明，SPL7是細(xì)胞內(nèi)最主要的銅缺乏響應(yīng)成分，轉(zhuǎn)錄因子HY5與轉(zhuǎn)錄因子SPL7相互作用促使光以及銅傳遞信號(hào)共同參與植物的生長(zhǎng)發(fā)育，HY5通過(guò)與miR408的共同調(diào)節(jié)來(lái)影響植物的銅穩(wěn)態(tài)[75]。

5 結(jié)論與展望

銅在細(xì)胞內(nèi)的傳遞以及含銅蛋白的組裝是一個(gè)被高度調(diào)節(jié)的過(guò)程，涉及特定蛋白質(zhì)的相互作用和復(fù)雜的調(diào)控體系;此外，參與植物體內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)調(diào)解過(guò)程的小RNA和調(diào)解蛋白，其功能都是保守的。目前，在植物中，與其他金屬離子相比，銅穩(wěn)態(tài)的相關(guān)研究較為詳細(xì)。對(duì)一些轉(zhuǎn)運(yùn)體及銅伴侶的研究證明了銅向特定目標(biāo)傳遞的大體過(guò)程，此過(guò)程參與植物重要的生理作用。Cu-microRNAs如何調(diào)控細(xì)胞內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)及其生物學(xué)意義仍需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。盡管如此，與酵母和細(xì)菌相比，植物體內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)的相關(guān)研究仍然滯后;植物在進(jìn)化過(guò)程中由于基因組復(fù)制產(chǎn)生了銅轉(zhuǎn)運(yùn)體、銅伴侶蛋白、含銅蛋白等多種蛋白家族，使得家族成員在植物中是否存在功能分工、是否具有新功能抑或出現(xiàn)假基因均需試驗(yàn)驗(yàn)證。本文主要從植物銅穩(wěn)態(tài)的角度綜述了植物對(duì)銅的吸收與再分配過(guò)程，同時(shí)對(duì)銅在細(xì)胞內(nèi)的傳遞及細(xì)胞內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)的調(diào)控進(jìn)行了概述，希望可以為闡明植物吸收利用銅的分子機(jī)制的相關(guān)研究提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Foster A W，Osman D，Robinson N J. Metal preferences and metallation[J]. Journal of Biological Chemistry，2014，289（41）：28095-28103.

[2]Zhang L，Mcspadden B，Pakrasi H B，et al. Copper-mediated regulation of cytochrome c553 and plastocyanin in the cyanobacterium Synechocystis 6803[J]. The Journal of Biological Chemistry，1992，267（27）：19054-19059.

[3]Magnani D，Solioz M. How bacteria handle copper[M]//Nies D H，Silver S. Molecular microbiology of heavy metals. Heidelberg：Springer，2007：259-285.

[4]Tottey S，Rondet S A，Borrelly G P，et al. A copper metallochaperone for photosynthesis and respiration reveals metal-specific targets，interaction with an importer，and alternative sites for copper acquisition[J]. Journal of Biological Chemistry，2002，277（7）：5490-5497.

[5]Merchant S S，Allen M D，Kropat J，et al. Between a rock and a hard place：Trace element nutrition in Chlamydomonas[J]. Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Cell Research，2006，1763（7）：578-594.

[6]Hanikenne M，Krmer U，Demoulin V，et al. A comparative inventory of metal transporters in the green alga Chlamydomonas reinhardtii and the red alga Cyanidioschizon merolae[J]. Plant Physiology，2005，137：428-446.

[7]Kropat J，Tottey S，Birkenbihl R P，et al. A regulator of nutritional copper signaling in Chlamydomonas is an SBP domain protein that recognizes the GTAC core of copper response element[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2005，102（51）：18730-18735.

[8]Pozo T D，Cambiazo V，González M. Gene expression profiling analysis of copper homeostasis in Arabidopsis thaliana[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications，2010，393（2）：248-252.

[9]Leng X，Wang X，Li X，et al. Transporters，chaperones，and P-type ATPases controlling grapevine copper homeostasis[J]. Functional & Integrative Genomics，2015，15（6）：673-684.

[10]Misra K C. Understanding mineral deposits[M]. Berlin：Springer Netherlands，2000.

[11]Marschner H. Mineral nutrition of higher plants[M]. London：Academic Press，1995.

[12]Epstein E，Bloom A J.Mineral nutrition of plants：principles and perspectives[M]. 2nd. New York：Academic Press，2005.

[13]Navariizzo F，Cestone B，Cavallini A A，et al. Copper excess triggers phospholipase D activity in wheat roots[J]. Phytochemistry，2006，67（12）：1232-1242.

[14]Bernal M，Roncel M，Ortega J M，et al. Copper effect on cytochrome b559 of photosystem Ⅱ under photoinhibitory conditions[J]. Physiol Plant，2004，120（4）：686-694.

[15]Andrés-colás N，Perea-García A，Puig S，et al.Deregulated copper transport affects arabidopsis development especially in the absence of environmental cycles[J]. Plant Physiology，2010，153：170-184.

[16]Sancenon V，Puig S，Mira H，et al.Identification of a copper transporter family in Arabidopsis thaliana[J]. Plant Molecular Biology，2003，51（4）：577-587.

[17]SancenónV，Puig S，Mateu-Andrés I，et al. The Arabidopsis copper transporter COPT1 functions in root elongation and pollen development[J]. Journal of Biological Chemistry，2004，279（15）：15348-15355.

[18]Wintz H，F(xiàn)ox T，Wu Y Y，et al. Expression profiles of Arabidopsis thaliana in mineral deficiencies reveal novel transporters involved in metal homeostasis[J]. The Journal of Biological Chemistry，2003，278（48）：47644-47653.

[19]Pilon M. Moving copper in plants[J]. New Phytologist，2011，192（2）：305-307.

[20]Garcia-Molina A，Andrés-Colás N，Perea-García A，et al. The intracellular Arabidopsis COPT5 transport protein is required for photosynthetic electron transport under severe copper deficiency[J]. The Plant Journal，2011，65（6）：848-860.

[21]Klaumann S，Nickolaus S D，F(xiàn)ürst S H，et al. The tonoplast copper transporter COPT5 acts as an exporter and is required for interorgan allocation of copper in Arabidopsis thaliana[J]. New Phytologist，2011，192（2）：393-404.

[22]Eisses J F，Kaplan J H. The mechanism of copper uptake mediated by human CTR1，a mutational analysis[J]. Journal of Biological Chemistry，2005，280（44）：37159-37168.

[23]Beaudoin J，Thiele D J，Labbé S，et al. Dissection of the relative contribution of the Schizosaccharomyces pombe Ctr4 and Ctr5 proteins to the copper transport and cell surface delivery functions[J]. Microbiology，2011，157（4）：1021-1031.

[24]Guo W J，Bundithya W，Goldsbrough P B. Characterization of the Arabidopsis metallothionein gene family：tissue-specific expression and induction during senescence and in response to copper[J]. New Phytologist，2003，159（2）：369-381.

[25]Guo W J，Meetam M，Goldsbrough P B. Examining the specific contributions of individual Arabidopsis metallothioneins to copper distribution and metal tolerance[J]. Plant Physiology，2008，146（4）：1697-1706.

[26]Shin L J，Lo J C，Yeh K C. Copper chaperone antioxidant protein1 is essential for copper homeostasis[J]. Plant Physiology，2012，159（3）：1099-1110.

[27]Andrés-Colás N，Sancenón V，Rodríguez-Navarro S，et al. The Arabidopsis heavy metal P-type ATPase HMA5 interacts with metallochaperones and functions in copper detoxification of roots[J]. The Plant Journal，2006，45（2）：225-236.

[28]Pich A，Scholz G. Translocation of copper and other micronutrients in tomato plants （Lycopersicon esculentum Mill.）：nicotianamine-stimulated copper transport in the xylem[J]. Journal of Experimental Botany，1996，47（294）：41-47.

[29]Takahashi M，Terada Y，Nakai I，et al. Role of nicotianamine in the intracellular delivery of metals and plant reproductive development[J]. Plant Cell，2003，15（6）：1263-1280.

[30]Briat J F，Curie C，Gaymard F. Iron utilization and metabolism in plants[J]. Current Opinion in Plant Biology，2007，10（3）：276-282.

[31]Chu H H，Chiecko J，Punshon T，et al. Successful reproduction requires the function of Arabidopsis YELLOW STRIPE-LIKE1 and YELLOW STRIPE-LIKE3 metal-nicotianamine transporters in both vegetative and reproductive structures[J]. Plant Physiology，2010，154（1）：197-210.

[32]Bemal M，Casero D，Singh V，et al. Transcriptome sequencing identifies SPL7-regulated copper acquisition genes FRO4/FRO5 and the copper dependence of iron homeostasis in Arabidopsis[J]. Plant Cell，2012，24（2）：738-761.

[33]Chen C C，Chen Y Y，Tang I C，et al. Arabidopsis SUMO E3 ligase SIZ1 is involved in excess copper tolerance[J]. Plant Physiology，2011，156（4）：2225-2234.

[34]Waters B M，Grusak M A. Whole-plant mineral partitioning throughout the life cycle in Arabidopsis thaliana ecotypes Columbia，Landsberg erecta，Cape Verde Islands，and the mutant line ysl1ysl3[J]. New Phytologist，2008，177（2）：389-405.

[35]Himelblau E，Mira H，Lin S J，et al. Identification of a functional homolog of the yeast copper homeostasis gene ATX1 from Arabidopsis[J]. Plant Physiology，1998，117（4）：1227-1234.

[36]Mira H，Martínez N，Pearrubia L. Expression of a vegetative-storage-protein gene from Arabidopsis is regulated by copper，senescence and ozone[J]. Planta，2002，214（6）：939-946.

[37]Williams L E，Mills R F. P1B-ATPases - an ancient family of transition metal pumps with diverse functions in plants[J]. Trends in Plant Science，2005，10（10）：491-502.

[38]Lutsenko S，Barnes N L，Bartee M Y，et al. Function and regulation of human copper-transporting ATPases[J]. Physiological Reviews，2007，87（3）：1011-1046.

[39]Binder B M，Rodríguez F I，Bleecker A B. The copper transporter RAN1 is essential for biogenesis of ethylene receptors in Arabidopsis[J]. Journal of Biological Chemistry，2010，285（48）：37263-37270.

[40]Li W，Lacey R F，Ye Y J，et al. Triplin，a small molecule，reveals copper ion transport in ethylene signaling from ATX1 to RAN1[J]. Plos Genetics，2017，13（4）：e1006703.

[41]Yamamoto A，Bhuiyan M N，Waditee R，et al. Suppressed expression of the apoplastic ascorbate oxidase gene increases salt tolerance in tobacco and Arabidopsis plants[J]. Journal of Experimental Botany，2005，56（417）：1785-1796.

[42]Dong J，Kim S T，Lord E M. Plantacyanin plays a role in reproduction in Arabidopsis[J]. Plant Physiology，2005，138（2）：778-789.

[43]Puig S，Mira H，Dorcey E，et al. Higher plants possess two different types of ATX1-like copper chaperones[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications，2007，354（2）：385-390.

[44]Heo D H，Baek I J，Kang H J，et al. Cd2+ binds to Atx1 and affects the physical interaction between Atx1 and Ccc2 in Saccharomyces cerevisiae[J]. Biotechnology Letters，2012，34（2）：303-307.

[45]Zhu H N，Shipp E，Sanchez R J，et al. Cobalt2+ binding to human and tomato copper chaperone for superoxide dismutase：implications for the metal ion transfer mechanism[J]. Biochemistry，2000，39（18）：5413-5421.

[46]Trindade L M，Horvath B M，Bergervoet M J，et al. Isolation of a gene encoding a copper chaperone for the copper/zinc superoxide dismutase and characterization of its promoter in potato[J]. Plant Physiology，2003，133（2）：618-629.

[47]Ruzsa S M，Scandalios J G. Altered Cu metabolism and differential transcription of Cu/ZnSod genes in a Cu/ZnSOD-deficient mutant of maize：evidence for a Cu-responsive transcription factor[J]. Biochemistry，2003，42（6）：1508-1516.

[48]Wintz H，Vulpe D C. Plant copper chaperones[J]. Biochemical Society Transactions，2002，30（4）：732-735.

[49]Chu C C，Lee W C，Guo W Y，et al. A copper chaperone for superoxide dismutase that confers three types of copper/zinc superoxide dismutase activity in Arabidopsis[J]. Plant Physiology，2005，139（1）：425-436.

[50]Abdelghany S E，Burkhead J L，Gogolin K A，et al. AtCCS is a functional homolog of the yeast copper chaperone Ccs1/Lys7[J]. Febs Letters，2005，579（11）：2307-2312.

[51]Huang C H，Kuo W Y，Weiss C，et al. Copper chaperone-dependent and -independent activation of three copper-zinc superoxide dismutase homologs localized in different cellular compartments in Arabidopsis[J]. Plant Physiology，2012，158（2）：737-746.

[52]Fukuoka M，Tokuda E，Nakagome K，et al. An essential role of N-terminal domain of copper chaperone in the enzymatic activation of Cu/Zn-superoxide dismutase[J]. Journal of Inorganic Biochemistry，2017，175：208-216.

[53]Pierrel F，Cobine P A，Winge D R. Metal Ion availability in mitochondria[J]. Biometals，2007，20（3-4）：675-682.

[54]Carr H S，Winge D R. Assembly of cytochrome c oxidase within the mitochondrion[J]. Accounts of Chemical Research，2003，36（5）：309-316.

[55]Balandin T，Castresana C. AtCOX17，an Arabidopsis homolog of the yeast copper chaperone COX17[J]. Plant Physiology，2002，129（4）：1852-1857.

[56]Garcia L，Welchen E，Gey U，et al. The cytochrome c oxidase biogenesis factor AtCOX17 modulates stress responses in Arabidopsis[J]. Plant Cell & Environment，2016，39（3）：628-644.

[57]Molina-Heredia F P，Wastl J，Navarro J A，et al. Photosynthesis：a new function for an old cytochrome？[J]. Nature，2003，424（6944）：33-34.

[58]Weigel M，Varotto C，Pesaresi P，et al. Plastocyanin is indispensable for photosynthetic electron flow in Arabidopsis thaliana[J]. The Journal of Biological Chemistry，2003，278（33）：31286-31289.

[59]Bernal M，Testillano P S，Alfonso M，et al. Identification and subcellular localization of the soybean copper P1B-ATPase GmHMA8 transporter[J]. Journal of Structural Biology，2007，158（1）：46-58.

[60]Abdelghany S E，Müllermoulé P，Niyogi K K，et al. Two P-type ATPases are required for copper delivery in Arabidopsis thaliana chloroplasts[J]. The Plant Cell，2005，17（4）：1233-1251.

[61]Bernal M，Ramiro M V，Cases R，et al. Excess copper effect on growth，chloroplast ultrastructure，oxygen-evolution activity and chlorophyll fluorescence in Glycine max cell suspensions[J]. Physiologia Plantarum，2006，127（2）：312-325.

[62]Arnesano F，Banci L，Bertini I，et al. Metallochaperones and metal-transporting ATPases：a comparative analysis of sequences and structures[J]. Genome Research，2002，12（2）：255-271.

[63]Borrelly G P，Rondet S A，Tottey S，et al. Chimeras of P1-type ATPases and their transcriptional regulators：contributions of a cytosolic amino-terminal domain to metal specificity[J]. Molecular Microbiology，2004，53（1）：217-227.

[64]Yamasaki H，Hayashi M，F(xiàn)ukazawa M，et al. SQUAMOSA promoter binding protein-like7 is a central regulator for copper homeostasis in Arabidopsis[J]. The Plant Cell，2009，21（1）：347-361.

[65]Waters B M，Chu H H，Didonato R J，et al. Mutations in Arabidopsis yellow stripe-like1 and yellow stripe-like3 reveal their roles in metal ion homeostasis and loading of metal ions in seeds[J]. Plant Physiology，2006，141（4）：1446-1458.

[66]Cohu C M，Pilon M. Regulation of superoxide dismutase expression by copper availability[J]. Physiologia Plantarum，2007，129（4）：747-755.

[67]Abdelghany S E，Pilon M. MicroRNA-mediated systemic down-regulation of copper protein expression in response to low copper availability in Arabidopsis[J]. The Journal of Biological Chemistry，2008，283（23）：15932-15945.

[68]Dugas D V，Bartel B. Sucrose induction of Arabidopsis miR398 represses two Cu/Zn superoxide dismutases[J]. Plant Molecular Biology，2008，67（4）：403-417.

[69]Yamasaki H，Abdelghany S E，Cohu C M，et al. Regulation of copper homeostasis by micro-RNA in Arabidopsis[J]. The Journal of Biological Chemistry，2007，282（22）：16369-16378.

[70]Sunkar R，Kapoor A，Zhu J K. Posttranscriptional induction of two Cu/Zn superoxide dismutase genes in Arabidopsis is mediated by downregulation of miR398 and important for oxidative stress tolerance[J]. The Plant Cell，2006，18（8）：2051-2065.

[71]Berthet S，Demontcaulet N，Pollet B，et al. Disruption of LACCASE4 and 17 results in tissue-specific alterations to lignification of Arabidopsis thaliana stems[J]. The Plant Cell，2011，23（3）：1124-1137.

[72]Ravet K，Danford F L，Dihle A，et al. Spatiotemporal analysis of copper homeostasis in Populus trichocarpa reveals an integrated molecular remodeling for a preferential allocation of copper to plastocyanin in the chloroplasts of developing leaves[J]. Plant Physiology，2011，157（3）：1300-1312.

[73]Cardon G，Hhmann S，Klein J，et al. Molecular characterisation of the Arabidopsis SBP-box genes[J]. Gene，1999，237（1）：91-104.

[74]Perea-García A，Andrés-Bordería A，Andrés S M D，et al. Modulation of copper deficiency responses by diurnal and circadian rhythms in Arabidopsis thaliana[J]. Journal of Experimental Botany，2016，67（1）：391-403.

[75]Zhang H，Zhao X，Li J，et al. MicroRNA408 is critical for the HY5-SPL7 gene network that mediates the coordinated response to light and copper[J]. Plant Cell，2014，26（12）：4933-4953.

[76]Pesaresi P，Scharfenberg M，Weigel M，et al. Mutants，overexpressors，and interactors of Arabidopsis plastocyanin isoforms：revised roles of plastocyanin in photosynthetic electron flow and thylakoid redox state[J]. Molecular Plant，2009，2（2）：236-248.

[77]Abdel-Ghany S E. Contribution of plastocyanin isoforms to photosynthesis and copper homeostasis in Arabidopsis thaliana，grown at different copper regimes[J]. Planta，2008，229（4）：767-779.

[78]Welchen E，Chan R L，Gonzalez D H. The promoter of the Arabidopsis nuclear gene COX5b-1，encoding subunit 5b of the mitochondrial cytochrome c oxidase，directs tissue-specific expression by a combination of positive and negative regulatory elements[J]. Journal of Experimental Botany，2004，55（405）：1997-2004.

[79]Kliebenstein D J，Monde R A，Last R L. Superoxide dismutase in Arabidopsis：an eclectic enzyme family with disparate regulation and protein localization[J]. Plant Physiology，1998，118（2）：637-650.

[80]Chen Y F，Randlett M D，F(xiàn)indell J L，et al. Localization of the ethylene receptor ETR1 to the endoplasmic reticulum of Arabidopsis[J]. Journal of Biological Chemistry，2002，277（22）：19861-19866.

[81]Nakamura K，Go N. Function and molecular evolution of multicopper blue proteins[J]. Cellular & Molecular Life Sciences，2005，62（18）：2050-2066.

[82]Cai X N，Davis E J，Ballif J，et al. Mutant identification and characterization of the laccase gene family in Arabidopsis[J]. Journal of Experimental Botany，2006，57（11）：2563-2569.

[83]Frébort I，Sebela M，Svendsen I，et al. Molecular mode of interaction of plant amine oxidase with the mechanism-based inhibitor 2-butyne-1，4-diamine[J]. The FEBS Journal，2000，267（5）：1423-1433.

[84]An Z，Jing W，Liu Y，et al. Hydrogen peroxide generated by copper amine oxidase is involved in abscisic acid-induced stomatal closure in Vicia faba[J]. Journal of Experimental Botany，2008，59（4）：815-825.

[85]Marina M，Maiale S J，Rossi F R，et al. Apoplastic polyamine oxidation plays different roles in local responses of tobacco to infection by the necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum and the biotrophic bacterium Pseudomonas viridiflava[J]. Plant Physiology，2008，147（4）：2164-2178.

[86]Arnon D I. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidse in Beta vulgaris[J]. Plant Physiology，1949，24（1）：1-15.

[87]Mayer A M. Polyphenol oxidases in plants and fungi：going places？ A review[J]. Phytochemistry，2006，67（21）：2318-2331.

[88]Schubert M，Petersson U A，Haas B J，et al. Proteome map of the chloroplast lumen of Arabidopsis thaliana[J]. Journal of Biological Chemistry，2002，277（10）：8354-8365.