收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

柽柳、星星草金属硫蛋白基因克隆及生物学功能研究

张艳  
【摘要】: 我国土壤重金属污染问题不断恶化,亟待解决。深入研究植物的耐重金属机理,克隆相关基因并利用基因工程技术提高植物对重金属的抗性,是净化污染土壤的一条有效途径。金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一类广泛存在于生物中的低分子量,富含半胱氨酸可结合重金属的蛋白质,在土壤重金属污染的治理中越来越引起人们的重视。 应用生物信息学技术从柽柳和星星草cDNA文库中分别克隆了柽柳和星星草的MT基因,对该基因编码的MT进行了蛋白质家族、疏水性、信号肽、等电点及分子量的预测,并选取了几种植物的MT基因氨基酸序列进行了多序列比对分析及分子进化树绘制,结果表明克隆的柽柳和星星草MT基因符合植物MT基因所具有的典型特征。 将从柽柳中克隆到的MT基因构建到载体pROKⅡ上,通过农杆菌介导的叶盘法对烟草进行遗传转化,共获得75株卡那霉素抗性苗,转化率达到78%。选取10株长势良好的转基因烟草进行分析,PCR检测结果均为阳性;对其中6个转基因株系进行PCR-Southern杂交和Northern杂交,结果均为阳性,证明外源基因已整合到烟草基因组中并得到表达。 将在柽柳和星星草中克隆到的MT基因分别连接到载体pROKⅡ上,构建了柽柳和星星草MT基因双价植物表达载体,对烟草进行遗传转化,共获得83株卡那霉素抗性苗,转化率达到75%。选取10株长势良好的转基因烟草进行分析,PCR检测结果均为阳性;对其中7个转基因株系分别用柽柳和星星草MT基因标记的探针进行PCR-Southern杂交,结果均为阳性;再从中选取5个转基因株系进行Northern杂交,结果均为阳性,证明外源基因已整合到烟草基因组中并得到表达。 对非转基因对照烟草、转柽柳MT基因烟草和转柽柳、星星草MT基因烟草T_0代组培苗进行了重金属Cd和Cu胁迫试验,测定并分析了各转基因烟草及非转基因对照烟草胁迫后的生根率、增重和株高变化。结果显示,T_0代转基因烟草在不同浓度CdCl_2和CuSO_4胁迫条件下,生根率、增重和株高均高于非转基因对照烟草。在CdCl_2胁迫下,非转基因对照烟草能在100μmol·L~(-1) CdCl_2浓度下生长,转柽柳MT基因烟草能在200μmol·L~(-1) CdCl_2浓度下生长,而转柽柳、星星草MT基因烟草能在300μmol·L~(-1) CdCl_2浓度下生长。在CuSO_4胁迫下,在75μmol·L~(-1) CuSO_4浓度下,三者均能正常生长;在150μmol·L~(-1) CuSO_4浓度下,对照烟草不能生长,转柽柳MT基因烟草生长缓慢,植株矮小,转柽柳、星星草MT基因烟草大部分能正常生长;在225μmol·L~(-1) CuSO_4浓度下,转柽柳、星星草MT基因烟草不能生长,但生长量有所增加。试验表明,MT基因的导入提高了T_0代转基因烟草对Cd和Cu的耐受力,其中转基因烟草对Cd的抗性要高于对Cu的抗性,并且转双价MT基因比转单价MT基因更能提高转基因烟草对重金属的耐受力。 将T_0代自交得到的转基因烟草种子播种于含100 mg·L~(-1) Kan的MS培养基上培养20 d后,对8个转基因株系的绿白苗之比进行统计,结果表明转柽柳MT基因烟草T_1-5、T_1-8和转柽柳、星星草MT基因烟草T_1~′-2、T_1~′-3的绿色苗与白化苗分离规律基本符合(2~2-1)∶1;转柽柳MT基因烟草T_1-6和转柽柳、星星草MT基因烟草T_1~′-9株系的绿色苗与白化苗分离规律基本符合(2~4-1)∶1。 对8个转基因株系卡那霉素抗性植株进行PCR检测,结果均为阳性,初步证明了MT基因仍整合在烟草子一代基因组中。 对8个转基因烟草株系子一代(T_1)进行了Cd胁迫试验,测定并分析了CdCl_2胁迫下转基因烟草生长量的变化。结果显示,转基因烟草T_1代组培苗在根长、根数、苗增重、叶片数方面均高于非转基因对照烟草。转柽柳MT基因烟草能够在CdCl_2浓度为100μmol·L~(-1)培养基上生长良好,平均增重是非转基因对照的3.07倍,平均根长是非转基因对照的1.96倍;转柽柳、星星草MT基因烟草能够在CdCl_2浓度为200μmol·L~(-1)培养基上生长,平均增重是非转基因对照的3.85倍,平均根长是非转基因对照的2.74倍;而非转基因对照烟草在CdCl_2浓度为100μmol·L~(-1)时就表现为生长缓慢,根系受到明显抑制。试验表明转双价MT基因烟草比转单价MT基因烟草具有更强的Cd抗性。证明了外源MT基因可以在烟草子一代中遗传,该基因的表达提高了烟草对Cd胁迫的耐受能力。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张艳;杨传平;王玉成;;柽柳金属硫蛋白基因(MT2)的过量表达对烟草耐Cd~(2+)性的促进效应[J];植物生理学通讯;2007年04期
2 周博如;王雷;吴丽丽;姜廷波;;转金属硫蛋白基因(MT_1)烟草耐NaCl胁迫能力[J];生态学报;2010年15期
3 阎秀峰,孙国荣,李敬兰,李景信;人工种植星星草的光合蒸腾日变化[J];植物研究;1995年02期
4 孙国荣,阎秀峰,李晶;星星草对碱化土壤物理性质的影响[J];草地学报;2002年02期
5 李艳波,陈功锡;星星草营养器官解剖构造[J];吉首大学学报(自然科学版);1997年04期
6 阎秀峰,孙国荣,李敬兰,李景信;羊草和星星草光合蒸腾日变化的比较研究[J];植物研究;1994年03期
7 李春艳;种植星星草改良盐碱土效果分析(以松嫩平原盐碱土为例)[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;1995年04期
8 阎秀峰,孙国荣,肖玮;星星草光合蒸腾季节变化与气候因子的关系[J];木本植物研究;1997年03期
9 刘桂丰,褚延广,王玉成,杨传平,侯英杰;cDNA微阵列技术研究NaHCO_3胁迫下星星草基因表达谱[J];西北植物学报;2005年05期
10 石德成;磷酸中和缓解Na_2CO_3对星星草的胁迫作用[J];草业学报;1995年04期
11 阎秀峰,孙国荣,肖玮;星星草光合蒸腾日变化与气候因子的关系[J];植物研究;1996年04期
12 范亚文,孙国荣,阎秀峰,李晶;种植星星草对盐碱草地土壤养分状况的改良作用[J];植物研究;2001年04期
13 金兰,丁莉;盐胁迫下星星草种子萌发过程中淀粉酶活性及可溶性糖含量变化[J];青海师范大学学报(自然科学版);2003年01期
14 孙国荣,陈月艳,关旸,阎秀峰;盐碱胁迫下星星草种子萌发过程中有机物、呼吸作用及其几种酶活性的变化[J];木本植物研究;1999年04期
15 赵雪,张小由,李启森,周茅先;额济纳绿洲沙漠化对柽柳群落影响的研究[J];中国沙漠;2004年04期
16 韦存虚,王建波,陈义芳,周卫东,孙国荣;盐生植物星星草叶表皮具有泌盐功能的蜡质层[J];生态学报;2004年11期
17 李艳波,陈月艳,孙国荣,阎秀峰;盐碱胁迫下星星草种子萌发过程中氮代谢的初步研究[J];木本植物研究;1999年02期
18 程磊,周根余;柽柳的组织培养与快速繁殖[J];上海师范大学学报(自然科学版);2001年02期
19 李艳波;;利用星星草对松嫩平原的盐碱地治理的研究现状[J];中国新技术新产品;2009年09期
20 石蒙沂;共和盆地柽柳沙地造林技术研究[J];干旱区研究;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹爱华;徐光军;刘保安;;固相萃取技术在烟草残留分析中的应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
2 汤家耀;;澳门2000年青少年与烟草调查主要结果及对反烟工作的提示[A];新世纪预防医学面临的挑战——中华预防医学会首届学术年会论文摘要集[C];2002年
3 边有伦;;论烟草物资采购方法[A];中国烟草学会第四届理事会第三次会议暨2002年学术年会会刊[C];2002年
4 郭玉奇;李金湖;;中国烟草产业发展分析及对策思考[A];中国烟草学会“2020年的烟草科学与技术”发展研究学术交流会论文集[C];2004年
5 龚金龙;;卷烟需求的价格弹性初探[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
6 陈学平;马飞;郭家明;;生物信息学在烟草改良中应用前景初探[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
7 王海英;;MES在中国烟草企业信息化中的应用研究[A];中国烟草行业信息化研讨会论文集[C];2004年
8 杨懿德;杨焕文;;烟草类胡萝卜素的研究进展[A];云南省作物学会2004—2006年优秀论文选集[C];2006年
9 李东亮;;凹凸棒石在卷烟滤嘴中的应用研究[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
10 迟峰;沈世华;荆玉祥;;根瘤菌从受侵染的烟草根向茎叶和子房的迁移[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳;柽柳、星星草金属硫蛋白基因克隆及生物学功能研究[D];东北林业大学;2007年
2 王玉成;柽柳抗逆分子机理研究与相关基因的克隆[D];东北林业大学;2005年
3 王英娟;褪黑素合成酶基因对烟草和贯叶连翘的转化及转基因植株抗氧化能力的增强[D];西北大学;2008年
4 耿学军;bpti基因的克隆及其在烟草中的表达[D];吉林大学;2005年
5 杨春雪;星星草(Puccinellia tenuiflora)解剖结构特征及重要物质组分变化与耐盐性关系研究[D];东北林业大学;2008年
6 何玉池;烟草合子培养再生植株与体外胚胎发生系统的创建[D];武汉大学;2004年
7 余涛;植物逆境相关基因的克隆、表达及功能分析[D];武汉大学;2004年
8 王友华;侧根原基发生相关基因NAC1激素作用特征及RSI-1功能初步研究[D];中国农业大学;2005年
9 杨培龙;来源于橄榄绿链霉菌A1的高比活木聚糖酶在植物中的高效表达[D];中国农业科学院;2005年
10 刘雪梅;白桦木质素生物合成酶基因分离及遗传转化的研究[D];东北林业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵鑫;晚期胚胎富集蛋白基因植物表达载体的构建及其功能验证[D];东北林业大学;2005年
2 李艳霞;柽柳eIF1A基因植物表达载体的构建及功能验证[D];东北林业大学;2006年
3 刘甜甜;柽柳泛素交联酶基因的遗传转化及抗逆性分析[D];东北林业大学;2006年
4 邵伏文;淮南市烟草公司战略规划研究[D];南京理工大学;2003年
5 齐岩;渗透胁迫相关基因对烟草的遗传转化及基因功能的研究[D];东北农业大学;2005年
6 赵华甫;洛阳市烟草的土地适宜性评价研究[D];河南农业大学;2004年
7 赵冬清;滁州卷烟厂省外营销策略研究[D];南京理工大学;2003年
8 张丽芳;TMV-RH基因组近全长序列测定及CP基因和MP基因对烟草的遗传转化[D];河南农业大学;2004年
9 郑媛;烟草超声生物学效应的研究[D];陕西师范大学;2005年
10 储大燕;烟草中类胡萝卜素及其异构体的分析研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;沼肥在烟草中的应用[N];河南科技报;2004年
2 颜艳;国际烟草看好红塔烟叶[N];中国经济时报;2004年
3 江光中;鄂州烟草重力解决“空白村”问题[N];经理日报;2008年
4 潘锐文;芦溪烟草致力打造家园企业[N];经理日报;2008年
5 张怀峰;周口市烟草局扎实开展“安全生产月”活动[N];周口日报;2009年
6 荣强;广昌县烟草“3·15”宣传活跃起来[N];中华合作时报;2009年
7 倪钰;昆明局签约烟草一举多得[N];中国邮政报;2004年
8 梁辉;州烟草系统召开经济运行分析会[N];甘孜日报(汉文);2010年
9 马月林;忻州烟草去年利税破三亿大关[N];忻州日报;2010年
10 湖北省鄂州市烟草专卖局 潘芬芳;“信义兄弟”与诚信烟草[N];经理日报;2010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
  • 010-62982499
  • 010-62783978