大蒜重金属抗性基因的克隆及其功能分析

发布时间：2021-08-18 22:54

　　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... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院植物研究所)北京市

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

植物金属硫蛋白的结构模型黑色的小球为保守的Cys残基Fie.1-2StructuralmodelofplantMTproteinBlackballindicatedconservedCvs

serpenrina) 悬浮细胞中分离得到了一组 Cd 结合多肽，其分子量、氨基酸组成、紫外吸收峰等性质不同于动物体内的 MT，故将其命名为植物络合素，简称 PCs(Grill et al., 1985)。PCs 的结构式为 (γ-G1u-Cys)n-Gly （图1-3），一般来讲，n 为 2-5，最高可达 11。现已发现多种 PC 的同功异构体，如 (γ-G1uCys)n，(γ-G1uCys)n-Glu，(γ-G1uCys)n-β-Ala，(γ-G1uCys)n-Ser（Klapheck，1994；1995）（表1-1）。原来认为植物络合素仅存在于植物中

2.2.2 生物合成A) 植物络合素合成的底物植物络合素具有与谷胱甘肽 （glutathione，GSH） 相似的结构 （图1-4），因此人们很自然地联想到 PCs 产生于 GSH 的链的延伸。现己证明 GSH 确实是合成 PCs 的底物，其证据如下：(1) PCs 与 GSH 具有相似的结构，PCs 及其相关肽都具有 γ-G1u-Cys的重复单位，n 等于 1 时，(γ-Glu-Cys)n-Gly 即是 GSH。(2) 细胞内 PCs 的出现往往伴随着 GSH 的减少，GSH 本底较高的细胞在暴露于重金属后往往产生较多的 PCs。(3) 在缺失谷胱甘肽合成酶(glutathion synthetase，GSHS )或 γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶 (γ-glutamylcysteine synthetase


本文编号：3350779