小白菜鎘抗性形成代謝關(guān)鍵基因的克隆及脅迫表達(dá)研究.pdf

1、鎘(Cd)是“五毒”之首，是食品安全及人類健康的威脅因素之一。我國(guó)農(nóng)田Cd污染嚴(yán)重，遍布各地。Cd污染物主要分布于耕作層，易被植物吸收，通過(guò)食物鏈濃縮作用直接影響人類健康和其它生物生存。蔬菜是我國(guó)大宗農(nóng)副食品，其生產(chǎn)基地多位于城郊工業(yè)區(qū)，受工業(yè)污染嚴(yán)重，Cd含量大幅度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)治理土壤Cd污染、降低蔬菜體內(nèi)Cd含量的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究意義重大。
　　 本研究以12個(gè)小白菜基因型為材料，通過(guò)Cd脅迫水培，測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，篩選出Cd高抗

2、、中抗、敏感小白菜基因型，并以此為材料，克隆植物重金屬抗性形成生化代謝相關(guān)途徑的關(guān)鍵基因。采用Real Time PCR技術(shù)研究不同Cd抗性小白菜在重金屬脅迫前后、不同部位的上述基因轉(zhuǎn)錄水平。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)不同Cd抗性小白菜基因型篩選。綜合Cd脅迫后12個(gè)小白菜基因型植株Cd和還原性GSH含量等2個(gè)指標(biāo)，篩選出Cd高抗小白菜基因型K、中抗基因型H、G,敏感基因型C、E;
　　 (2)小白菜Cd抗性形成生

3、化代謝途徑相關(guān)基因的克隆。本研究共克隆到植物Cd抗性形成相關(guān)的PCs、MTs代謝途徑5個(gè)關(guān)鍵基因全序列和1個(gè)基因保守序列，分別為“OASA4”(1271bp, login No： GQ996586)、“OASA6”(1231bp，登陸號(hào)：GQ996587)、“Υ-GCS”(1536bp，登陸號(hào)：GQ996585）、“GSHS”（1437bp，登陸號(hào)：GQ9965874）、“Mta”（545bp，登陸號(hào)：GQ9965878），“OASA6

4、-2”保守序列(935bp)，編碼氨基酸分別為322個(gè)、322個(gè)、511個(gè)、478、80個(gè)和208個(gè)；它們與印度芥菜、甘藍(lán)型油菜、蕪菁的同源性達(dá)到90％以上；
　　 (3)真核表達(dá)載體的構(gòu)建。構(gòu)建了分別含有OASA4、Υ-GCS、GSHS完整編碼區(qū)序列，并攜帶CaMV35S啟動(dòng)子的PBI121真核表達(dá)載體；
　　 (4)OASA4、Υ-GCS、GSHS、Mta基因轉(zhuǎn)錄水平分析。本研究結(jié)果表明，Cd脅迫導(dǎo)致：
　　

5、 ①OASA4基因轉(zhuǎn)錄普遍下降，但增加其在Cd高抗小白菜基因型根部轉(zhuǎn)錄；
　　 ②Cd敏感小白菜基因型的Υ-GCS轉(zhuǎn)錄水平下降，對(duì)中抗基因型影響不大，提高Cd高抗基因型根部轉(zhuǎn)錄水平；
　　 ③降低所有供試基因型地上部和Cd敏感小白菜基因型根部的GSHS基因轉(zhuǎn)錄量，提升Cd中、高抗小白菜基因型根部GSHS轉(zhuǎn)錄水平；
　　 ④大幅提升Cd高抗基因型地上部MTa基因轉(zhuǎn)錄水平，降低了Cd中抗基因型、敏感基因型全植株及高抗