海州香薷(Elsholtzia haichowensis)金屬硫蛋白對煙草銅耐性的影響.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程，如生長發(fā)育、胚胎發(fā)生、衰老、果實的發(fā)育、成熟和抗逆等，暗示MTs可能在這些重要的生理過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。而在對重金屬離子對植物MTs基因表達影響的研究中，大多是從被誘導(dǎo)表達的MTs的巰基可以螯合

2、重金屬這個角度進行分析，從MTs清除ROS的角度進行分析的較少。本文通過利用轉(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基因煙草的根伸長量、干鮮重及Cu、Zn、Mn、Fe等金屬含量的變化情況，并對兩種類型煙草Cu、Zn、Mn、Fe的亞細(xì)胞分布情況作了重點研

3、究，旨在通過比較兩種類型煙草的區(qū)別闡述MT在煙草耐Cu過程中所起的作用。結(jié)果顯示:轉(zhuǎn)基因煙草在Cu處理后，根長伸長情況明顯優(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Cu、Zn、Fe、Mn的吸收也強于野生型，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，從而結(jié)合了更多的金屬元素有關(guān)。

4、　　過量的Cu會誘導(dǎo)植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，植物體內(nèi)的抗氧化防護系統(tǒng)能夠在一定范圍內(nèi)清除ROS。本實驗測定了銅處理對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，著重測定了銅處理前后H2O2、O2·-的變化情況。旨在通過野生型和轉(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。實驗結(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·-變化的時間曲線來看，轉(zhuǎn)基因煙草的H2O2含量在處理36h后達到最大值，野生型則是在處理12h后達到最大值，我們推測是由于MT螯合了部分游離的Cu從而降低了Cu的脅迫濃度，減輕了對植物體的傷害，延遲了H2O2峰值的出現(xiàn)時間。轉(zhuǎn)基因煙草的O2·-產(chǎn)生速率在處理12-24h過程中顯著下降，這可能與轉(zhuǎn)基因型煙草的SOD活性在24h達到峰值相關(guān)。從電鏡結(jié)果來看，Cu處理后轉(zhuǎn)基因煙草的H2O2、O2·-沉積少于