本文關(guān)鍵詞：一個(gè)擬南芥鎘敏感基因的克隆及功能研究

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【摘要】：土壤污染重金屬鎘通過(guò)作物吸收進(jìn)入食物鏈累積到人體器官與組織中,對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。植物修復(fù)基因工程技術(shù)是土壤重金屬鎘污染修復(fù)行之有效的方法之一,而其關(guān)鍵在于對(duì)植物耐受鎘毒害分子機(jī)制的認(rèn)識(shí)及其調(diào)控其積累的關(guān)鍵基因發(fā)掘。本研究利用正向遺傳學(xué)途徑從擬南芥T-DNA插入突變體庫(kù)中篩選獲得一個(gè)鎘脅迫敏感cdml突變體(cadmium-sensitive mutant 1) 。本論文研究主要結(jié)果如下：1.利用Tail-PCR技術(shù),對(duì)cdm1突變體中的突變基因進(jìn)行克隆,發(fā)現(xiàn)在該突變體中一個(gè)T-DNA插入在PTR3基因的啟動(dòng)子區(qū)域(位于起始密碼子前384bp),導(dǎo)致該基因表達(dá)降低。生物信息學(xué)分析表明,該基因編碼一個(gè)協(xié)助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,為協(xié)助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族MFS (Major Facilitator Superfamily)成員。2.在CdC12脅迫條件下,與野生型相比,cdml突變體表現(xiàn)對(duì)鎘脅迫敏感。表明PTR3基因在調(diào)控重金屬鎘脅迫響應(yīng)中具有重要作用。3.以野生型擬南芥的cDNA為模板擴(kuò)增出PTR3基因全長(zhǎng),將該基因全長(zhǎng)連接到pBI121載體上,構(gòu)建獲得PTR3過(guò)表達(dá)載體。將構(gòu)建好的重組載體轉(zhuǎn)至農(nóng)桿菌GV3101,通過(guò)花序侵染法將PTR3重組載體轉(zhuǎn)化到擬南芥野生型植株中,最終通過(guò)轉(zhuǎn)基因篩選以及遺傳鑒定獲得PTR3過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株。4.在CdC12脅迫條件下,與野生型相比,PTR3過(guò)表達(dá)株系表現(xiàn)對(duì)鎘脅迫耐受。表明PTR3基因正調(diào)控鎘脅迫響應(yīng)。5.進(jìn)一步分析鎘脅迫應(yīng)答相關(guān)基因的表達(dá),發(fā)現(xiàn)cdml突變體和PTR3過(guò)表達(dá)株系在重金屬鎘脅迫處理后PDR8、GSH1、GSH2、GR1、GR2、PCSl、PCS2、ABCC1、 ABCC2等基因的轉(zhuǎn)錄水平較野生型差異顯著,而ATM3、ACBP1基因的轉(zhuǎn)錄水平無(wú)顯著變化,表明PTR3基因可能通過(guò)影響谷胱甘肽(glutathione,GSH)等小分子肽的合成來(lái)參與鎘脅迫應(yīng)答的調(diào)控。6.鎘含量分析顯示,與野生型相比,cdml突變體根中的鎘含量降低,而PTR3過(guò)表達(dá)株系根中的鎘含量顯著上升。為進(jìn)一步驗(yàn)證PTR3基因調(diào)控鎘脅迫響應(yīng)的作用機(jī)理,在正常條件下和CdCl2脅迫處理下,分別對(duì)野生型、cdml突變體和PTR3過(guò)表達(dá)株系的GSH含量進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)與野生型相比,cdml突變體中的GSH含量降低,PTR3過(guò)表達(dá)株系的GSH含量上升。表明PTR3基因可能通過(guò)影響GSH的合成來(lái)調(diào)控鎘耐受。上述研究表明,cdml突變體中由于T-DNA的插入,阻礙了PTR3基因的表達(dá),進(jìn)而影響了GSH的合成,最終導(dǎo)致cdml突變體對(duì)鎘脅迫敏感。說(shuō)明PTR3基因參與植物對(duì)鎘脅迫的應(yīng)答的調(diào)控。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2

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本文編號(hào)：1158458