東南景天鎘超積累相關(guān)基因SaPCS的克隆和功能研究.pdf

1、全球土壤面臨重金屬污染威脅，而對(duì)解決這一問(wèn)題，目前新興的技術(shù)之一就是植物修復(fù)技術(shù)。超積累型東南景天是浙大楊肖娥教授于浙江省的一個(gè)古老鉛鋅礦區(qū)中發(fā)現(xiàn)的，對(duì)Cd、Pb和Zn有較強(qiáng)的超積累作用。早有研究表明PCS基因在植物參與重金屬螯合過(guò)程有重要作用，本文以超積累型東南景天為實(shí)驗(yàn)材料，克隆獲得SaPCS基因，對(duì)其進(jìn)行功能研究，結(jié)論如下：
　　1、從已獲得的超積累型東南景天的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)篩選獲得一個(gè)顯著受鎘脅迫影響的基因片段，經(jīng)分析該片段含

2、有完整的CDS區(qū)，利用PCR進(jìn)行擴(kuò)增得到SaPCS基因。SaPCS基因ORF區(qū)長(zhǎng)1668 bp，共編碼555個(gè)氨基酸，分子量大小為62.078 kD。通過(guò)生物信息學(xué)分析軟件序列分析發(fā)現(xiàn)，SaPCS蛋白含有 PCS的完整結(jié)構(gòu)域，無(wú)跨膜結(jié)構(gòu)。分析SaPCS基因組全長(zhǎng)4555 bp，對(duì)比ORF區(qū)序列可得該基因含有9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子。2、利用qRT-PCR檢測(cè)了東南景天SaPCS基因在不同組織部位及鎘脅迫不同時(shí)間下的表達(dá)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

3、在正常條件下，SaPCS基因在根部表達(dá)最高，莖部略高于葉部。脅迫處理后，根部表達(dá)量上升，從24 h后一直保持顯著增長(zhǎng)，在96 h的表達(dá)量約為0 h的13倍。葉部表達(dá)量先下降后上升，在48h達(dá)到最大值，約為初始值的1.5倍，隨后又顯著下降。這表明脅迫初期SaPCS基因主要表達(dá)部位是根部，隨后是葉部。
　　3、將SaPCS基因構(gòu)建酵母表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化鎘敏感型酵母菌株ycf1，通過(guò)點(diǎn)板實(shí)驗(yàn)、生長(zhǎng)曲線和酵母鎘積累量的測(cè)定研究SaPCS對(duì)yc

4、f1菌株的耐鎘性影響。結(jié)果顯示：在含鎘平板上，轉(zhuǎn)SaPCS酵母轉(zhuǎn)化子生長(zhǎng)狀況明顯好于轉(zhuǎn)空載酵母；生長(zhǎng)曲線結(jié)果表明了轉(zhuǎn)SaPCS酵母轉(zhuǎn)化子長(zhǎng)勢(shì)明顯優(yōu)于轉(zhuǎn)空載酵母，說(shuō)明 SaPCS基因能夠提高對(duì)鎘的抗性。轉(zhuǎn)SaPCS酵母轉(zhuǎn)化子積累的鎘含量顯著高于轉(zhuǎn)空載酵母，說(shuō)明SaPCS基因能增強(qiáng)酵母對(duì)鎘的耐性和積累。
　　4、將SaPCS基因在擬南芥中超表達(dá)后，鑒定并篩選出陽(yáng)性、表達(dá)量高的三個(gè)轉(zhuǎn)基因株系。對(duì)這三個(gè)株系和野生型擬南芥植株進(jìn)行鎘處理，觀