海州香薷(Elsholtzia haichowensis)金屬硫蛋白對(duì)煙草銅耐性的影響.pdf

1、金屬硫蛋白(MTs)在植物中普遍存在，它參與了許多生理過(guò)程，如生長(zhǎng)發(fā)育、胚胎發(fā)生、衰老、果實(shí)的發(fā)育、成熟和抗逆等，暗示MTs可能在這些重要的生理過(guò)程中起著某些重要的作用。植物MTs基因中豐富的巰基含量及重金屬結(jié)合能力決定了它功能方面的多樣性，在植物MTs的眾多特征中，其重金屬脅迫的誘導(dǎo)性決定其在植物重金屬解毒、抗氧化、質(zhì)膜修復(fù)中都可能起重要的作用。而在對(duì)重金屬離子對(duì)植物MTs基因表達(dá)影響的研究中，大多是從被誘導(dǎo)表達(dá)的MTs的巰基可以螯合

2、重金屬這個(gè)角度進(jìn)行分析，從MTs清除ROS的角度進(jìn)行分析的較少。本文通過(guò)利用轉(zhuǎn)EhMT1基因的煙草與野生型煙草相比較，研究在Cu脅迫下兩種類(lèi)型煙草在結(jié)合金屬離子、清除活性氧系統(tǒng)(ROS)的功能特性上的不同，闡明MTs在植物耐Cu過(guò)程中的作用。
　　本研究比較了Cu脅迫下野生型(WT)和轉(zhuǎn)EhMT1基因煙草的根伸長(zhǎng)量、干鮮重及Cu、Zn、Mn、Fe等金屬含量的變化情況，并對(duì)兩種類(lèi)型煙草Cu、Zn、Mn、Fe的亞細(xì)胞分布情況作了重點(diǎn)研

3、究，旨在通過(guò)比較兩種類(lèi)型煙草的區(qū)別闡述MT在煙草耐Cu過(guò)程中所起的作用。結(jié)果顯示:轉(zhuǎn)基因煙草在Cu處理后，根長(zhǎng)伸長(zhǎng)情況明顯優(yōu)于野生型，生物量也高于野生型，顯示出轉(zhuǎn)基因型煙草比野生型更高的Cu耐性。轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)Cu、Zn、Fe、Mn的吸收也強(qiáng)于野生型，而且我們研究表明，轉(zhuǎn)基因煙草將多余的Cu、Zn、Mn主要結(jié)合于細(xì)胞質(zhì)中，而野生型則更傾向于積累在細(xì)胞壁中。這可能與轉(zhuǎn)基因煙草有更多的MT在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，從而結(jié)合了更多的金屬元素有關(guān)。

4、　　過(guò)量的Cu會(huì)誘導(dǎo)植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，植物體內(nèi)的抗氧化防護(hù)系統(tǒng)能夠在一定范圍內(nèi)清除ROS。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了銅處理對(duì)兩種基因型煙草的抗氧化酶活性以及非酶抗氧化物含量的影響，著重測(cè)定了銅處理前后H2O2、O2·-的變化情況。旨在通過(guò)野生型和轉(zhuǎn)基因煙草在抗氧化系統(tǒng)中的差別闡明轉(zhuǎn)基因煙草在抗氧化過(guò)程中的作用，并利用透射電鏡觀察了兩種煙草H2O2、O2·-的沉積情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Cu處理后轉(zhuǎn)基因煙草的H2O2和O2·-水平均低于野生型。從Cu處理

5、后野生型和轉(zhuǎn)基因煙草H2O2、O2·-變化的時(shí)間曲線(xiàn)來(lái)看，轉(zhuǎn)基因煙草的H2O2含量在處理36h后達(dá)到最大值，野生型則是在處理12h后達(dá)到最大值，我們推測(cè)是由于MT螯合了部分游離的Cu從而降低了Cu的脅迫濃度，減輕了對(duì)植物體的傷害，延遲了H2O2峰值的出現(xiàn)時(shí)間。轉(zhuǎn)基因煙草的O2·-產(chǎn)生速率在處理12-24h過(guò)程中顯著下降，這可能與轉(zhuǎn)基因型煙草的SOD活性在24h達(dá)到峰值相關(guān)。從電鏡結(jié)果來(lái)看，Cu處理后轉(zhuǎn)基因煙草的H2O2、O2·-沉積少于