蘆葦富集重金屬相關(guān)基因——γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的克隆與功能的初步分析.pdf

1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文蘆葦富集重金屬相關(guān)基因——γ谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的克隆與功能的初步分析姓名：趙翠珠申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：細(xì)胞生物學(xué)指導(dǎo)教師：向鳳寧20070510山東大學(xué)碩士論文摘要植物修復(fù)技術(shù)(phytoremediation)是當(dāng)前資源環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物多數(shù)生物量小、生長(zhǎng)速度慢、富集重金屬的種類(lèi)單一，成為限制修復(fù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的瓶頸。因此，利用基因工程的方法把重金屬富集／耐性相關(guān)基因?qū)肷L(zhǎng)速度快、生

2、長(zhǎng)量大的植物中，篩選和培育高產(chǎn)、速生的重金屬超富集植物，是開(kāi)發(fā)和利用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行污染土壤的凈化和生態(tài)恢復(fù)的有效途徑。重金屬脅迫下，植物啟動(dòng)多種防御機(jī)制，降低重金屬離子對(duì)細(xì)胞的毒害。其中螯合蛋白，如谷胱甘肽(Glutathione，GSH)和植物絡(luò)合素(PhytochelatinsPC_s)發(fā)揮了重要作用。PCs通過(guò)Cys的疏基與重金屬發(fā)生絡(luò)合作用，降低了胞質(zhì)中重金屬離子的毒性。GSH不僅能直接結(jié)合重金屬離子，而且是植物絡(luò)合素(Pcs

3、)的合成前體。丫谷氨酰半胱氨酸合成酶(TECS)是GSH生物合成中的關(guān)鍵酶。本研究中，選用可富集Cd、Zn、Cu、Au、Se等多種重金屬的植物修復(fù)模式植物蘆葦(PhragmitescommunisTrim)作為實(shí)驗(yàn)材料。分離克隆了其yECS基因OeaCS)構(gòu)建了PcGCS基因的酵母表達(dá)載體和植物表達(dá)載體，建立了生物量高和生長(zhǎng)快的草坪草剪股穎(AgrostispaluatrisHuds)植株再生體系及其農(nóng)桿菌介導(dǎo)的愈傷組織轉(zhuǎn)化體系，將Pc

4、GCS基因轉(zhuǎn)入剪股穎中。主要獲得以下結(jié)果：1、采用RACEPCR技術(shù)，從蘆葦中分離克隆了編碼rECS的全長(zhǎng)新基因，命名為PcGCS。序列分析發(fā)現(xiàn)，PcGCSORF區(qū)核苷酸長(zhǎng)度為1125bp，推測(cè)編碼的蛋白質(zhì)具有374個(gè)氨基酸，較少于已克隆的水稻和玉米的氨基酸殘基數(shù)，與小麥的該基因的氨基酸殘基數(shù)相近。其分子量為Mr43032，小于目前所有已知的水稻和玉米中該基因推測(cè)編碼蛋白的分子量，但大于來(lái)源于細(xì)菌的gshI基因編碼蛋白的分子量。等電點(diǎn)為