植物对重金属砷和镉胁迫适应的分子机理初探

来源 :中国科学院研究生院(植物研究所) | 被引量 : 14次 | 上传用户:ggg_0907
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着现代工业的发展,重金属污染日趋严重。重金属污染引发的环境和健康问题在许多国家都有报道,我国的重金属污染状况也不容乐观。土壤和水体中的重金属污染可以通过食物链进入人体,对人类健康造成很大的危害,如诱发癌症和畸胎等。植物修复是一种利用植物对重金属或有机污染物的超富集能力清除或减低污染的环境生物技术。植物修复的生物学机制的研究为这项技术走向实用化奠定了基础。植物修复近期的进展可能来自于可更有效地富集重金属的植物品种的选择、土壤条件的改善等;但长远看来,植物修复技术的巨大进步将取决于新的可更好地抵抗重金属或降解有机毒物的基因的鉴定和克隆,并通过转基因技术创造一批新的植物品种,如可迅速大量富集重金属的高生物量的用作环境净化的植物,以及可排拒重金属吸收的粮食、蔬菜和水果等作物。本研究针对砷污染的植物修复机制,以超富集砷的凤尾蕨属植物--蜈蚣草为试材取得了如下进展:1. 以从砷污染地区采集的蜈蚣草(Pteris vittata L.)为植物材料,利用抑制消减杂交(SSH)分离了经砷诱导处理与其对照间表达有差异的cDNA片段,以期得到与砷富集密切相关的基因。其中筛选到的一个cDNA片段与ABC transporter(ATP-binding cassette transporter)有较高的同源性。通过RACE方法对该基因进行了克隆,并进行了初步的结构和功能分析。结果表明所获得的PvABCT1(Accession No.AY496966) 为一全长cDNA,长度为2165 bp,其中开读框架为1791 bp,编码597个氨基酸。该基因所编码的蛋白中含有2个ABC transporter特性结构域,1个ATP-binding cassette和2个ATP/GTP结合位点(P-loop),没有明显的跨膜区。2. 对蜈蚣草在砷胁迫下PvABCT1基因的表达模式进行了研究。转录水平分析表明PvABCT1的表达受砷的诱导。进一步通过PvABCT1-GFP融合基因在洋葱细胞中的表达进行亚细胞定位,结果显示该基因可能定位于细胞质中。3.为了研究所克隆的尸vABCTI基因的功能,本研究构建了PvABCTI的酵 母表达载体,把该基因转入因ACR了基因缺失而对砷敏感的酵母突变株。 酵母功能互补实验表明尸侧BCT]不仅不能与ACR了基因功能互补,反而 使酵母对砷的敏感性增加,同时酵母细胞中的砷含量较未转化的酵母细 胞增加。即在转入尸vABCTI后,酵母细胞吸收了更多的砷。这暗示该 基因与娱蛤草中砷的高吸收有关。 针对食品重金属污染问题,本研究探讨了减低蔬菜对重金属吸收的方法及其作用机理,取得了如下进展: 1.研究了钙离子和铜离子对锡离子胁迫下生菜种子萌发和植株生长的影 响,结果表明在种子萌发时外施4 mM CaCI:或0.04m留L La困03)3均可 提高生菜对重金属福的抗性。 2.通过检测0.5 mM CdCI:胁迫下生菜植株中的福含量以及外施钙离子或斓 离子后相应的锅含量,发现4 mM CaCI:可以增加锅胁迫下生菜植株中福 的积累;而0.04m留L La困03)3可以降低锅胁迫下生菜植株中锅的积累。 3.对生菜中植物络合素合酶基因进行了克隆,通过RT一PCR分析以及植物 络合素(phytochelatins,PCs)的检测,探讨了外施钙离子或斓离子对锅 胁迫下生菜植株中植物络合素合酶基因在转录水平的表达量、植物络合 素含量以及福的积累三者之间的关系。结果表明:4 mM CaC12可以提高 锡胁迫下生菜植株中植物络合素合酶基因在转录水平的表达以及植物络 合素的含量,增加锅的积累;而0.04m岁L La伽03)3虽然同样可以提高植 物络合素合酶基因在转录水平的表达以及植物络合素的含量,却能降低 福胁迫下生菜植株中锅的积累。这暗示外施钙离子可以促进用于重金属 污染环境修复的植物对重金属的吸收,而外施斓离子可以用于降低叶菜 类蔬菜中重金属锅的积累。关键词:砷,超富集,娱蛤草,ABC转运蛋白,尸vABCTI,生菜,锅,钙,斓,植物络合素合酶,LsPC夕I
其他文献
党的十九大是在全面建成小康社会决胜阶段召开的一次十分重要的大会。大会作出中国特色社会主义进入新时代、社会主要矛盾已经转化等重大论断,具有划时代的里程碑意义。大会
近日,中国银联联合六大国有银行,在乌镇举行的第六届世界互联网大会“金融科技——深度融合,多向赋能”论坛中,发布其全新智能支付产品“刷脸付”。这是继支付宝、微信之后,又一支
学位
LDPC码在深空通信中有很好的实用价值,同时LDPC码也被广泛应用于光纤通信、卫星数字视频和音频广播等领域。针对LDPC译码器提出一种新的设计思路,将流水线思想从译码算法本身
<正> 普希金的代表作《叶甫盖尼&#183;奥涅金》是以它男主人公的名字来命名的,但在这部诗体小说中最能打动人的形象、最富于艺术魅力的人物却是它的女主人公达吉亚娜。这是因
随着精神文明的发展与崛起,美术馆的功能从以收藏为主的陈列走向以人为主的现代体验性展览,逐渐成为城市中公众休闲娱乐和文化教育的社会休闲场所。旧有的注重空间物质功能需
多式联运作为一种绿色高效的运输形式,有效地满足当下货物运输的多样化需求,在全球范围内得到快速发展。近年来,为了深化交通供给侧结构性改革,促进物流业“降本增效”,我国政府相继出台了多项有关促进多式联运发展的政策,多式联运上升为国家战略,进入快速发展时期。随着相关政策不断推进落实,综合交通体系建设不断完善,为发展多式联运奠定坚实的设施基础。为了更加有效地利用多式联运资源,满足货主多样化的运输需求,促进
随着信息技术的发展,产生了大量的信息,如何从中获得有价值的信息是一个很有意义的研究内容。随着信息的越来越多,单机已经无法处理这样的数据量,Hadoop就此诞生了,但是Hadoo
继"刷脸"之后,声纹识别开始进入人们的生活。据报道,目前声纹识别技术已经在部分银行投入使用,用户登录手机银行APP,开启声纹验证,只要准确说出随机动态码,系统录制语音信息、验证声纹及随机动态码后,就能进行转账、支付等交易。我们正在快速进入"识别技术"时代。传统的普及最广的识别手段是密码,但在高科技时代,密码的安全性在变弱,使用起来也挺麻烦。
会议
移动目标反劫防盗报警系统是一种基于全球定位系统(GPS)高精度定位技术、地理信息系统(GIS)空间分析技术和数据通信技术等的集成系统.构建由GPS高精度定位技术、GIS地理信息
MCU芯片一般都使用JTAG作为调试接口,但JTAG至少要占用4个引脚,而SWD(Serial wire debugger)只占用2个引脚,适合封装引脚数较少的芯片。由于SWD是串行的,数据按时钟边沿一位