【摘要】：目前土壤中重金屬污染越來越嚴重。在這種污染日益加劇、耕地面積不斷減少以及人口總量不斷增加的社會背景下,如何利用植物凈化土壤,或使植物能最大化利用已經(jīng)被污染的土地資源是國際生物學科迫切需要解決的重大課題。本文以綠色熒光蛋白(GFP)膜泡標記了的植物模式細胞系BY2為材料,對重金屬Cd2+鹽對植物細胞毒性,以及相關抗性基因和水楊酸對毒性的緩解作用開展了研究。鎘鹽(CdCl2)處理BY2細胞表明重金屬鹽具有對植物細胞的毒害作用,其對細胞的半數(shù)致死濃度為0.068mmol/L.采用這一濃度對膜泡標記BY-2細胞處理,結合添加乙酰水楊酸(Salicylic Acid, SA),通過熒光顯微鏡觀察,觀察到SA對重金屬Cd2+脅迫下的植物細胞毒性有顯著的緩解作用。掃描激光共聚焦顯微觀察到細胞在SA誘導下在其質膜處有高熒光顆粒。表明在外源SA的作用下,BY-2細胞可能通過細胞膜外對重金屬Cd2+的結合,減緩其進入細胞及對細胞的毒害。擬南芥脂肪酸去飽和酶ADS2具有抗重金屬作用。通過RT-PCR法克隆了擬南芥ADS2基因cDNA,并構建了ADS2基因表達載體pWM101-ADS2,通過根癌農桿菌對膜泡熒光標記了的煙草BY2細胞進行轉化,獲得了轉ADS2基因的BY2細胞系。然后對ADS2轉化BY-2細胞進行了Cd2+處理后的激光共聚焦顯微鏡觀察。擬南芥ADS2基因在BY2細胞中的表達,可以提高BY2對Cd2+的耐受性,這與報道的擬南芥苗期植株的鎘鹽處理結果正好相反,而與鉛鹽處理一致。說明抗性基因在植物游離細胞和整體植株的作用是不同的。在SA作用下,可以提高BY2細胞中ADS2的表達量,使細胞對Cd2+抗性進一步提高。但還不能得出SA通過提高重金屬抗性基因如ADS2基因的表達來提高植物對重金屬的抗性的結論,因為轉基因采用啟動子為組成型表達CaMV35S啟動子而并非擬南芥ADS2基因的啟動子,基因表達提高可能是細胞活力較高引起的。SA可以有效緩解重金屬Cd2+對植物細胞的毒害,其機制可能是通過誘導細胞的代謝,使細胞在膜外形成重金屬的結合體,降低其向細胞的運輸而實現(xiàn)；抗性基因如ADS2基因的過表達可以提高細胞對Cd2+的耐受性；外源SA也能通過誘導抗性基因ADS2基因的表達而進一步提高細胞對重金屬鹽的抗性。
【學位授予單位】：湖南農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X173;Q945.78

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