【摘 要】
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前期研究表明在拟南芥中通过增强MAN3基因表达,可以增强甘露聚糖水解酶的活性,使细胞壁中的甘露糖含量增多,从而增强植株对重金属镉的积累和耐受。已有文献报道在辣椒中,MNB1
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前期研究表明在拟南芥中通过增强MAN3基因表达,可以增强甘露聚糖水解酶的活性,使细胞壁中的甘露糖含量增多,从而增强植株对重金属镉的积累和耐受。已有文献报道在辣椒中,MNB1的同源蛋白Ca MBL1的GNA结构域能够与甘露糖特异性结合。拟南芥中MNB1蛋白中同样存在GNA结构域,尚不清楚MNB1蛋白的GNA结构域是否与MAN3介导的甘露糖调节拟南芥镉耐受的分子机制有关。因此本课题在前期研究已证明MNB1参与重金属镉胁迫响应调控基础上,进一步对MNB1蛋白的GNA结构域调节拟南芥镉耐受的分子机制进行研究,获得了如下研究结果。1.为研究MNB1基因是否被镉胁迫诱导,克隆了MNB1启动子并构建了Pro MNB1-GUS转基因植株。GUS染色分析表明,在镉胁迫下,转基因幼苗的根和叶的蓝色明显要比对照深,表明MNB1基因被镉胁迫诱导。2.构建了一系列MNB1蛋白缺失表达载体并进行蛋白原核表达,同时进行甘露糖结合分析。发现只含有GNA结构域的MNB1蛋白能够与甘露糖结合。从生化角度证明表明MNB1蛋白的GNA结构域是MNB1蛋白与甘露糖结合的关键结构域。3.构建了GNA结构域缺失的转基因植株材料MNB1Δ/mnb1-1和35S:MAN3/MNB1Δ/mnb1-1,并进行了镉胁迫表型分析。与野生型相比,MNB1Δ/mnb1-1在有或无甘露糖的情况下均表现出与mnb1-1一致的镉敏感表型;35S:MAN3/MNB1Δ/mnb1-1并不能像35S:MAN3、35S:MAN3/35S:MN B1/mnb1-1一样显示出镉耐受,而是与mnb1-1一样显示出镉敏感的表型。因此,从遗传角度进一步证明MNB1蛋白的GNA结构域参与MAN3介导的甘露糖调节的镉耐受。4.进一步分析了在镉处理下,野生型,MNB1Δ/mnb1-1与mnb1-1植株的GSH、PC含量和GSH依赖的PC合成途径相关基因的表达水平,发现这些指标在这些突变体植株中均较野生型显著降低。表明MNB1蛋白的GNA结构域调节拟南芥镉耐受与GSH依赖的PC合成途径有关。综上所述,我们的结果证明了MNB1蛋白的GNA结构域通过与甘露糖结合参与了MAN3介导的拟南芥镉耐受的调节。
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