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《中国科学院研究生院(植物研究所)》 2005年
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大蒜重金属抗性基因的克隆及其功能分析

张海燕  
【摘要】:金属硫蛋白(metallothionein,MT)和植物络合素(phytochelatin,PC)是植物中能够与金属离子结合的两大类多肽。二者均富含Cys,但前者是mRNA的编码产物,后者是酶促反应的产物,植物络合素合酶(PCS)则是合成PC的关键酶之一。目前已发现许多植物同时存在金属硫蛋白基因和植物络合素合酶基因。研究重金属胁迫下这两类基因的表达对了解植物的重金属抗性的分子机制具有重要意义,同时还可以为培育能用于植物修复的品种提供新思路。 本论文从大蒜中克隆了一个type 2 MT基因,命名为AsMT2a,将其在大蒜中的表达模式与大蒜的植物络合素合酶基因(AsPCS1)进行了比较,并对二者的过表达转基因拟南芥的重金属抗性进行研究。其主要结果如下: 1. AsMT2a基因全长525 bp,编码79个氨基酸,其中有14个Cys残基。推测的氨基酸序列分析表明其Cys的位置和数目与来自其它植物的type 2 MT蛋白的完全一致。 2. RT-PCR的结果显示,大蒜根部AsPCS1的表达在Cd处理的短期(1 hr)内迅速增强,同时PCs含量也大幅度增加。但AsMT2a的表达在Cd处理10 hr后才有明显的增加。说明AsPCS1可能在植物对重金属的急性解毒方面起主要作用,而AsMT2a则在植物对重金属长久耐性中的离子平衡方面起更大作用。暗示在大蒜暴露于Cd胁迫的不同时期AsPCS1和AsMT2a基因可以互相协调而对重金属胁迫作出反应。此外,在不同胁迫条件下,AsPCS1和AsMT2a的表达模式不同,其中Cd、As和热激可以促进根中AsPCS1的表达和PCs的积累。 3.将AsPCS1和AsMT2a转入对砷和镉敏感的酵母菌株FD236-6A中,RT-PCR的结果显示这两个基因均可在酵母中稳定表达,对转化子的重金属抗性实验表明这两个基因均可提高转化子对砷和镉的抗性。 4.将AsPCS1和AsMT2a置于CaMV 35S启动子下转入拟南芥中,RT-PCR结果表明,这两个基因均可在拟南芥中表达。有趣的是,AsPCS1在拟南芥中存在两个转录本,且二者均具有完整的ORF,其推测的氨基酸序列相差38个氨基酸。说明部分AsPCS1在拟南芥中经过了精确的剪切和拼接过程,但其机制
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(植物研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X173

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【二级引证文献】
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6 李文璞 刘永喜 李永建 张银国;热烈祝贺中国第六届(杞县)大蒜节隆重开幕[N];开封日报;2010年
7 冯海砚;10元1斤,大蒜身价倍增[N];吕梁日报;2010年
8 见习记者 彭明霞;大蒜 又悄悄“变脸”了[N];粮油市场报;2010年
9 本报记者 刘京玲 通讯员 陈明均 实习生 杨婷 王金涛;大蒜二次涨价的真相到底是什么[N];中国商报;2010年
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6 华玉妹;污泥中Cu、Pb和Zn的生物沥滤研究[D];浙江大学;2005年
7 张国平;贵州典型矿山的水环境地球化学特征[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2005年
8 陈玉成;表面活性剂对植物吸收土壤重金属的影响[D];武汉大学;2005年
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1 姜永海;焚烧飞灰熔融过程特性及添加剂的研究[D];北京化工大学;2005年
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4 刘启东;肥料组合对叶菜硝酸盐和重金属的影响[D];西南农业大学;2004年
5 刘宝庆;南宁市城区土壤重金属污染状况研究[D];广西大学;2004年
6 殷宪强;污泥堆肥施用对土壤与作物的影响研究[D];西北农林科技大学;2004年
7 王红涛;生物淋滤法去除城市污泥中重金属研究[D];太原理工大学;2006年
8 胡维;功能化离子液体的合成及其在金属离子萃取分离中的应用[D];华中农业大学;2009年
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