收藏本站
《山东大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

芦苇富集重金属相关基因—γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的克隆与功能的初步分析

赵翠珠  
【摘要】: 植物修复技术(phytoremediation)是当前资源环境领域的研究热点。目前发现的超富集植物多数生物量小、生长速度慢、富集重金属的种类单一,成为限制修复技术在实际应用中的瓶颈。因此,利用基因工程的方法把重金属富集/耐性相关基因导入生长速度快、生长量大的植物中,筛选和培育高产、速生的重金属超富集植物,是开发和利用植物修复技术进行污染土壤的净化和生态恢复的有效途径。 重金属胁迫下,植物启动多种防御机制,降低重金属离子对细胞的毒害。其中螯合蛋白,如谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和植物络合素(Phytochelatins,PCs)发挥了重要作用。PCs通过Cys的疏基与重金属发生络合作用,降低了胞质中重金属离子的毒性。GSH不仅能直接结合重金属离子,而且是植物络合素(PCs)的合成前体。γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-ECS)是GSH生物合成中的关键酶。 本研究中,选用可富集Cd、Zn、Cu、Au、Se等多种重金属的植物修复模式植物芦苇(Phragmites communis Trirn.)作为实验材料。分离克隆了其γ-ECS基因(PcGCS)。构建了PcGCS基因的酵母表达载体和植物表达载体,建立了生物量高和生长快的草坪草剪股颖(Agrostis palustris Huds.)植株再生体系及其农杆菌介导的愈伤组织转化体系,将PcGCS基因转入剪股颖中。 主要获得以下结果: 1、采用RACE-PCR技术,从芦苇中分离克隆了编码γ-ECS的全长新基因,命名为PcGCS。序列分析发现,PcGCS ORF区核苷酸长度为1125bp,推测编码的蛋白质具有374个氨基酸,较少于已克隆的水稻和玉米的氨基酸残基数,与小麦的该基因的氨基酸残基数相近。其分子量为Mr43032,小于目前所有已知的水稻和玉米中该基因推测编码蛋白的分子量,但大于来源于细菌的gshⅠ基因编码蛋白的分子量。等电点为6.25,与该家族的已知蛋白相似,均为酸性蛋白; 2、构建了酵母表达载体pDR-GCS,并转化酵母。谷胱甘肽含量测定结果表明,转化菌中谷胱甘肽含量比未转化菌的含量提高30%,证明该基因具有提高酵母转化菌合成谷胱甘肽的功能; 3、将PcGCS基因克隆入含有35S启动子和nptⅡ选择标记基因的植物双元表达载体pROK2中,构建了高效表达的植物表达载体pROK-GCS; 4、取培养7d的胚性愈伤组织,在携带pROK-GCS质粒的农杆菌AGL1中侵染和共培养后,经5 mg/L卡那霉素筛选,获得132棵绿色抗性植株。PCR检测结果表明,其中5棵为阳性植株,转化效率达3.8%。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:Q943.2

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 任敬敬;赖钟雄;;龙眼胚性愈伤组织γ-ECS基因的克隆及表达分析[J];热带作物学报;2013年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 白云彩;低磷和铝毒胁迫下大豆γ-ECS和hGSHS基因的克隆及表达分析[D];广西大学;2012年
2 任敬敬;龙眼体胚发生过程中谷胱甘肽代谢相关基因的克隆及其表达分析[D];福建农林大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 李振奇;;美国科学家采用电化法净化土壤[J];环境科学动态;1990年03期
2 周启星,高拯民;沈阳张士污灌区镉循环的分室模型与污染防治对策研究[J];环境科学学报;1995年03期
3 王庆仁,崔岩山,董艺婷;植物修复──重金属污染土壤整治有效途径[J];生态学报;2001年02期
4 陈涛,吴燕玉,孔庆新,谭方;农业镉污染与防治[J];生态学杂志;1985年02期
5 张晓钰,周慰,茹炳根;转金属硫蛋白突变体αα的烟草具有较高的重金属抗性[J];植物学报;2000年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 温华,魏世强;镉污染土壤植物萃取技术的研究进展[J];四川有色金属;2005年02期
2 余彬;郑钦玉;;土壤铅污染的防治技术[J];安徽农学通报;2007年13期
3 郑爱珍;宋唯一;;土壤重金属污染的治理方法研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年05期
4 郑爱珍;现代生物技术在农业生产中的应用及前景[J];安徽农业科学;2005年07期
5 杨帆;刘雷;刘足根;杨国华;黄精明;方红亚;;小飞蓬对Cd的耐性与吸收特性研究[J];安徽农业科学;2008年06期
6 刘毅;丁元明;寸东义;刘忠善;曹云华;杜宇;和捷;;利用植物基因工程技术治理重金属污染[J];安徽农业科学;2008年12期
7 邢丹;刘鸿雁;;铅锌矿区重金属耐性植物与超富集植物筛选研究进展[J];安徽农业科学;2009年07期
8 周向军;;重金属超富集植物环境修复技术研究进展[J];安徽农业科学;2010年03期
9 张志勇;唐云安;方向京;和丽萍;;矿区废弃地土壤与杜仲重金属污染状况相关性研究[J];安徽农业科学;2010年15期
10 曹海生;张自立;孙嗣旸;杨柳;谷勋刚;;蚯蚓·菌根作用下黑麦草对黄褐土中铅·镉吸收行为研究[J];安徽农业科学;2010年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨柳;柴振林;丁立忠;朱杰丽;尚素微;吕爱华;祝新明;蒋步云;;四种植物对毛竹笋林地重金属污染土壤的修复作用研究[A];农产品质量安全与现代农业发展专家论坛论文集[C];2011年
2 吴文俊;蒋洪强;;大气砷铅污染排放模型及重点源排放特征研究[A];第十三届中国管理科学学术年会论文集[C];2011年
3 郑九华;冯永军;于开芹;刘西敏;;重金属污染土壤的植物修复评价指标的理论探讨[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
4 陈凌;;镉污染土壤的植物修复[A];2009重金属污染监测、风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2009年
5 杨智宽;张琳;李健;刘良栋;;壳聚糖衍生物诱导植物对镉污染土壤修复研究[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
6 渠荣遴;李德森;杜荣骞;;对重金属高富集能力野生植物的寻找与探索[A];中国化学会第六届全国微量元素研究和进展学术研讨会论文集[C];2004年
7 渠荣遴;李德森;吴震州;;一种新的铜富集植物-刺藤[A];中国化学会第六届全国微量元素研究和进展学术研讨会论文集[C];2004年
8 胡鹏杰;周小勇;仇荣亮;汤叶涛;应蓉蓉;;Zn超富集植物长柔毛委陵菜对Cd的耐性与富集特征[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
9 杨智宽;刘良栋;张琳;;含硫壳聚糖衍生物诱导玉米对镉污染土壤修复研究[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
10 陈柳燕;张黎明;李福燕;李许明;郭彬;漆智平;;螯合诱导植物修复技术在土壤重金属污染中的应用[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田生科;超积累东南景天(Sedum alfredii Hance)对重金属(Zn/Cd/Pb)的解毒机制[D];浙江大学;2010年
2 吴春勇;富锌水稻锌营养生理特性的研究[D];浙江大学;2010年
3 郑顺安;我国典型农田土壤中重金属的转化与迁移特征研究[D];浙江大学;2010年
4 曾凡荣;水稻铬毒害和耐性的生理与分子机理研究[D];浙江大学;2010年
5 李树辉;北方设施菜地重金属的累积特征及防控对策研究[D];中国农业科学院;2011年
6 孙雪菲;金属离子在好氧微生物颗粒上的界面作用[D];山东大学;2011年
7 赵翠珠;芦苇抗重金属基因的克隆和功能鉴定[D];山东大学;2011年
8 李青竹;改性麦糟吸附剂处理重金属废水的研究[D];中南大学;2011年
9 李翠兰;长春市绿地铅污染评价及其植物修复研究[D];吉林农业大学;2011年
10 何敏艳;高效铬还原菌Bacillus cereus SJ1和Lysinibacillus fusiformis ZC1的铬还原特性和全基因组序列分析[D];华中农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 费云舟;污泥污染土壤中接种AM真菌对紫云英生长及重金属吸收的影响[D];华中农业大学;2010年
2 罗娇赢;哈尔滨市城郊菜地土壤重金属污染的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
3 任立研;大环江沿岸典型污染区土壤改良技术及对芥菜品质的影响研究[D];广西师范学院;2010年
4 胡忠俊;大环江沿岸土壤重金属污染对当地植被及植物多样性的影响研究[D];广西师范学院;2010年
5 李梦红;农田土壤重金属污染状况与评价[D];山东农业大学;2009年
6 闫志刚;锌胁迫对苹果树生长发育和微量元素分配动态的影响[D];山东农业大学;2010年
7 杨志艺;镉处理对花生品质、生理机制和金属硫蛋白Ⅱ型基因表达的影响[D];中国海洋大学;2010年
8 梁爽;华北平原特定地区土壤和植物重金属状况研究[D];河南工业大学;2010年
9 殷恒霞;重金属超富集植物龙葵(Solanum nigrum L.)对Cd耐受和富集的生理和分子机制初探[D];青海师范大学;2010年
10 王小玻;重金属复合污染农田土壤植物修复的研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙达丽;;铝胁迫对大豆叶光合作用特性的影响[J];安徽农业科学;2006年14期
2 霍达;张恒;戴绍军;;盐生植物盐碱胁迫应答转录组学分析[J];现代农业科技;2011年05期
3 徐淑荣;刘丹梅;李文利;;柞蚕谷胱甘肽硫转移酶-theta基因(GSTT)的克隆及其在5龄幼虫丝腺中的表达规律[J];蚕业科学;2009年01期
4 王应祥,廖红,严小龙;大豆适应低磷胁迫的机理初探[J];大豆科学;2003年03期
5 郭天荣,张国平;大麦耐铝毒机理及遗传改良研究进展[J];大麦科学;2002年02期
6 陈坤明,宫海军,王锁民;植物谷胱甘肽代谢与环境胁迫[J];西北植物学报;2004年06期
7 陈昕;王保莉;曲东;张燕;;小麦硫转运蛋白基因半定量RT-PCR检测方法的建立[J];西北植物学报;2006年02期
8 闻芳,李衍达;基因表达调控与选择性剪接机制研究[J];电子学报;2001年S1期
9 肖祥希,刘星辉,杨宗武,陈立松;植物铝毒害研究进展[J];福建林业科技;2004年04期
10 赖钟雄;陈振光;;龙眼胚性愈伤组织的高频率体细胞胚胎发生[J];福建农业大学学报;1997年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 丁君;孙巍;常亚青;;虾夷马粪海胆谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)基因的克隆与表达[A];2010年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李惠华;龙眼体胚发生过程中激素代谢和信号转导相关基因的克隆与表达[D];福建农林大学;2010年
2 林玉玲;龙眼体胚发生过程中SOD基因家族的克隆及表达调控研究[D];福建农林大学;2011年
3 蔡英卿;龙眼体胚发生过程中SERK等胚性相关基因的克隆与表达分析[D];福建农林大学;2011年
4 陈义挺;龙眼体胚发生过程中的CDC48和GPX基因克隆与表达[D];福建农林大学;2009年
5 赖呈纯;龙眼体胚发生早期的蛋白质组学研究[D];福建农林大学;2010年
6 方智振;龙眼体胚发生中期的蛋白质组学及Ran家族表达调控研究[D];福建农林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李然;龙眼松散型胚性愈伤组织生长过程的蛋白质组学研究[D];福建农林大学;2011年
2 马金玉;龙眼体胚发生过程中若干PCD相关基因的克隆及表达[D];福建农林大学;2011年
3 秦丽凤;不同木豆品种对低磷与铝毒胁迫的适应性反应及其机理研究[D];广西大学;2004年
4 安娜;龙眼体细胞胚胎发生的蛋白质组学研究[D];福建农林大学;2006年
5 邵巍;龙眼胚性培养物胞质型apx基因克隆及其表达研究[D];福建农林大学;2008年
6 艾玉卓;植物谷胱甘肽合成酶(GSHI)的表达纯化及其对温度变化的应答[D];东北林业大学;2008年
7 何园;龙眼体胚成熟过程的蛋白质组学研究[D];福建农林大学;2009年
8 宋士芹;不同剪接频率外显子的组成特征分析[D];中国科学技术大学;2009年
9 张俊红;低磷胁迫大豆SSH文库构建与分析[D];河北农业大学;2010年
10 张小磊;晚熟荔枝种质资源的RAPD分析及其离体保存研究[D];福建农林大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 周启星,高拯民;沈阳张士污灌区镉循环的分室模型与污染防治对策研究[J];环境科学学报;1995年03期
2 周启星,高拯民;作物籽实中Cd与Zn的交互作用及其机理的研究[J];农业环境保护;1994年04期
3 林匡飞,张大明,李秋洪,项雅玲;苎麻吸镉特性及镉土的改良试验[J];农业环境保护;1996年01期
4 李永涛,吴启堂;土壤污染治理方法研究[J];农业环境保护;1997年03期
5 王凯荣;我国农田镉污染现状及其治理利用对策[J];农业环境保护;1997年06期
6 高拯民;生态系统的能流与生物地球化学循环——环境科学的重要理论基础[J];生态学杂志;1982年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李雪海;湿地生态系统强壮沾化工业[J];今日国土;2003年12期
2 段晓男,王效科,冯兆忠,欧阳志云;乌梁素海野生芦苇光合和蒸腾特性研究[J];干旱区地理;2004年04期
3 陈健,倪绍祥,李云梅,李静静;芦苇地叶面积指数的遥感反演[J];国土资源遥感;2005年02期
4 黄钦才;;泡桐未成熟胚离体培养和植株再生[J];植物生理学通讯;1985年01期
5 陈可詠,叶和春,顾立民,陈建林,李国凤;芦苇细胞培养中的染色体稳定性及诱变效应[J];植物学通报;1993年01期
6 杨海莲,任东涛,陈国仓,张承烈;不同生境芦苇tRNA的分离纯化及氨酰化特性研究[J];西北植物学报;1995年05期
7 唐巍,欧阳藩,郭仲琛;火炬松(Pinus taeda L.)合子胚愈伤组织的器官发生和植株再生[J];实验生物学报;1998年01期
8 梁嘉陵;肖杰;王爱武;;三江平原苇田杂草种类及防除措施初探[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);1998年01期
9 黄海波,曾晓瑜;半夏组织培养和植株再生的影响因素分析[J];中国药业;2000年07期
10 盖平,鲍智娟,张结军,秦永发;环境因素对芦苇地上部生物量影响的灰色分析[J];东北师大学报(自然科学版);2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李龙娜;曾宋君;吴坤林;陈之林;段俊;;虎颜花的组织培养植株再生[A];全国“植物生物技术及其产业化”研讨会论文摘要集[C];2007年
2 熊兴耀;龙岳林;甘霖;;菊花原生质体培养及植株再生[A];中国科学技术协会第二届青年学术年会园艺学论文集[C];1995年
3 李雪;韩烈保;曾会明;;多年生黑麦草高频再生体系的建立[A];中国草学会草坪专业委员会第六届全国会员代表大会及第九次学术研讨会论文汇编[C];2004年
4 杨培君;李会宁;赵桦;;马蹄香的组织培养与植株再生[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
5 马兰青;胡挺松;郭万里;李彦舫;;大花红景天组织培养与植株再生[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
6 贾利敏;贾利欣;;玉米组织培养和植株再生的研究现状[A];2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集[C];2003年
7 向发云;曾祥国;冯小明;吴金平;吴润玲;宋志红;顾玉成;;影响‘丰香'草莓花药培养再生的几个主要因素[A];草莓研究进展(三)[C];2009年
8 吕长平;郑玉生;石雪晖;张秋明;杨国顺;邓建平;;草莓原生质体的培养和植株再生[A];中国园艺学会第四届青年学术讨论会论文集[C];2000年
9 王清连;许欣然;刘方;周云;刘志红;胡佩实;;棉花组织培养直接胚胎发生和植株再生[A];全面建设小康社会——中国科协二○○三年学术年会农林水论文精选[C];2003年
10 孙瑞芬;李天然;;草莓组培快繁及叶片诱导植株再生的研究[A];2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘永生;魏立春:林甸芦苇画第一人[N];大庆日报;2010年
2 赵建山;工艺镜“化蛹成蝶”翩舞世界[N];保定日报;2008年
3 ;开启长春“生物治水”新时代[N];长春日报;2009年
4 ;生态建设町店美 综合开发芦河新[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
5 李辉;河口区建成华东地区最大芦苇生产基地和批发交易市场[N];东营日报;2007年
6 湖南农业大学园艺园林学院 王小艳 夏志兰;芦苇栽培双胞蘑菇技术(上)[N];湖南科技报;2007年
7 何晔 首席记者 王森;我市全力推进芦苇收割机械化[N];盘锦日报;2006年
8 王奎平 马继龙;艾比湖芦苇荡变了样[N];中国绿色时报;2004年
9 严景业;芦苇种出了“金子”[N];福建日报;2009年
10 本报记者 杭春燕;芦苇专家助阵,打造会呼吸的河岸[N];新华日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张淑萍;芦苇分子生态学研究[D];东北林业大学;2001年
2 齐春辉;日本结楼草(Zoysia japonica Steud.)植株再生体系建立与DREB1A基因转化研究[D];北京林业大学;2005年
3 田尚衣;松嫩草地芦苇种群无性繁殖过程中果聚糖代谢组成的分布格局及调控机理[D];东北师范大学;2011年
4 霍秀文;冰草组织培养再生体系建立及耐旱转基因研究[D];内蒙古农业大学;2004年
5 牛梅红;芦苇NS法深度脱木素及全无氯漂白的研究[D];天津科技大学;2002年
6 杨先泉;零配比正交试验设计分析与甘薯组织培养植株再生体系研究[D];四川农业大学;2002年
7 李杰;几种名贵洋兰转基因受体系统的建立及遗传转化[D];南京林业大学;2005年
8 王为东;芦苇型水陆交错带中根孔结构及其影响下的水化学研究[D];中国科学院研究生院(生态环境研究中心);2002年
9 张学英;草莓(Fragaria ananassa Duch.)原生质体培养及植株再生研究[D];河北农业大学;2004年
10 翟晓巧;泡桐体外植株再生及反义LFY基因遗传转化研究[D];东北林业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵翠珠;芦苇富集重金属相关基因—γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的克隆与功能的初步分析[D];山东大学;2007年
2 赵亚楠;芦苇的快速繁育方法及其根茎抗阻拉力研究[D];东北师范大学;2006年
3 范兴刚;芦苇置换蒸煮及无氯漂白的研究[D];天津轻工业学院;2000年
4 谢红霞;长江口潮滩芦苇与互花米草中重金属累积的比较研究[D];华东师范大学;2006年
5 韩改英;陆地棉抗病品种中521植株再生的研究[D];河北农业大学;2005年
6 杨洪金;人工构建芦苇群落修复亚热带水陆交错带的生态实验研究[D];东北师范大学;2009年
7 华梅;多花相思离体培养与再生体系的建立[D];福建农林大学;2009年
8 唐蜻;日本结缕草成熟胚愈伤诱导及植株再生的研究[D];华中农业大学;2003年
9 安佰义;牡丹组培离体再生系统的建立[D];东北林业大学;2005年
10 张建康;爱沙木组织培养与植株再生研究[D];四川农业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026