一株擬南芥敏感突變體的篩選及表型分析.pdf

1、重金屬鎘(Cd)毒性高，難降解，是對(duì)生物體有較強(qiáng)遺傳毒性的物質(zhì)。近年來(lái)，有關(guān)植物對(duì)重金屬Cd脅迫響應(yīng)的基因已有很多報(bào)道，這些基因主要有ZIP家族，HMA家族等。通過(guò)對(duì)這些基因的研究了解了一些植物應(yīng)答重金屬Cd脅迫過(guò)程中的自我保護(hù)機(jī)制，例如HMA家族基因?qū)^(qū)室化的作用等。但是，植物應(yīng)對(duì)Cd脅迫是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，這其中涉及的應(yīng)答機(jī)制相關(guān)研究尚不深入。
　　本研究通過(guò)優(yōu)化擬南芥Cd敏感突變體篩選條件，從化學(xué)誘導(dǎo)激活型擬南芥T-DNA插入

2、突變體庫(kù)中篩選出一些具有Cd脅迫敏感表型的株系;將其中表型最明顯的植株為命名為atcsr-2，作為本研究的材料。通過(guò)Tail-PCR鑒定表明該突變體的T-DNA插入位點(diǎn)為At2g36130(相應(yīng)地稱(chēng)作AtCSR)。該基因能夠編碼一種肽酰-脯氨酰順?lè)词疆悩?gòu)酶(Peptidyl-Prolyl cis/trans Isomerase)，此酶能夠降低蛋白質(zhì)折疊過(guò)程中所需的能量，有助于蛋白質(zhì)正確折疊。為了探究CSR基因位點(diǎn)突變?cè)谏硭缴蠈?duì)擬南芥

3、應(yīng)答Cd脅迫的影響，我們對(duì)根長(zhǎng)、Cd含量累積量、葉綠素含量、MDA、H2O2、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等植物脅迫損傷重要指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)。通過(guò)對(duì)比Col-0和atcsr-2在Cd脅迫處理?xiàng)l件下這些指標(biāo)的差異，發(fā)現(xiàn)atcsr-2突變體體內(nèi)積累了大量的Cd2+、MDA、H2O2，受到了更加嚴(yán)重的自由基損傷。在確定atcsr-2突變體受到的氧化脅迫較野生型更為明顯后，為進(jìn)一步了解其相關(guān)的抗氧化機(jī)制，我們對(duì)比了兩者在Cd脅迫條件下抗氧化酶活性

4、和相關(guān)基因表達(dá)量變化以及Cd轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因的表達(dá)情況。結(jié)果表明atcsr-2突變體中CAT、SOD、POD、APX等抗氧化酶活性均低野生型植株，其編碼基因表達(dá)水平變化與酶活性變化趨勢(shì)一致。而Cd的內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因IRT1表達(dá)量增高，Cd離子區(qū)室化轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MRP3的表達(dá)量降低，這導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)中Cd離子累積，毒害增強(qiáng)。另外，我們將CSR構(gòu)建到原核表達(dá)載體在大腸桿菌中進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)，觀察大腸桿菌在Cd脅迫條件下的耐受性變化，并且測(cè)定了SOD、