刚毛柽柳ThPCS 1基因克隆与镉胁迫应答分析

• 作者: 王培龙 杨妮 张傲然 唐努尔·塞力克 李爽 高彩球
• 来源期刊: 南京林业大学学报（自然科学版）
• 关键词: 刚毛柽柳 植物络合素合酶 镉胁迫 基因表达 实时荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 71-78
• 页数: 8页
• 分类号: Q943.2|S718
• 语种: 中文
• DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202011014

摘要

[目的]探究刚毛柽柳(Tamarix hispida)植物络合素合酶(phytochelatin synthase,PCS)基因ThPCS1的镉胁迫应答功能.[方法]通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)对刚毛柽柳ThPCS1基因进行克隆;通过BioEdit、MEGA 5.0等软件对ThPCS1蛋白进行生物信息学分析;通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析镉(Cd)胁迫条件下ThPCS1基因在柽柳根和叶中的表达水平;构建pROKII-ThPCS1过表达载体,通过瞬时侵染技术获得转ThPCS1基因柽柳,分析比较转基因和对照柽柳Cd胁迫应答相关生理指标和生理染色情况.[结果]从刚毛柽柳转录组数据中分离出ThPCS1基因的全长转录组序列,预测该基因的开放阅读框为1 581 bp,编码526个氨基酸,编码蛋白质的分子质量为130.75 ku,理论等电点pI为5.0.保守结构域的多重比对分析结果均显示ThPCS1蛋白在N端具有PCS结构域.RT-qPCR结果显示在镉胁迫条件下,ThtPCS1基因在柽柳根中被诱导表达,且呈现出组织特异性的表达模式.对镉胁迫处理后的刚毛柽柳ThPCS1转基因植株和对照植株相关生理指标进行测定,结果显示,同对照植株相比,转基因植株的活性氧和镉离子含量降低,细胞膜损伤减小.[结论]刚毛柽柳ThPCS1基因在根中的表达明显受到镉胁迫诱导,可能参与了刚毛柽柳对镉胁迫的应答.本研究初步证明刚毛柽柳ThPCS1基因可能提高了转基因植物的耐镉能力,是一个耐镉分子育种的候选基因.