摘要
植物螯合肽合成酶(phytochelatin synthase,PCS)催化谷胱甘肽(glutathione,GSH)合成植物螯合肽(phytochelatins,PCs),在植物重金属解毒方面具有重要作用.植物PCS的重金属解毒功能因作物、品种和重金属胁迫程度的不同具有一定的差异性.苎麻(Boehmeria nivea)是南方重金属镉(Cd)污染土壤的替代种植作物,对重金属镉污染治理具有重要作用.为研究苎麻PCS响应重金属镉的分子机制,本研究将p426 GDP-BnPCS1酵母(Saccharomyces cerevisiae)表达载体分别转化至野生型与镉敏感型酵母中,结果表明,50～100 μmol/L Cd2+胁迫下转基因酵母表现出更强的镉耐受能力.将BnPCS1在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过量表达,100 μmol/L Cd2+胁迫下转BnPCS1拟南芥的根长与生物量均高于野生型,过表达BnPCS1还增强了镉胁迫下拟南芥的抗氧化能力、GSH和PCs含量,以及AtPCS1、γ-谷氨酰半胱氨酸连接酶1(γ-glutamate cysteine ligase 1,AtGCL1)、谷氨酸合成酶1(glutamate synthase,AtGS1)、重金属ATP酶1(heavy metal ATPase 1,AtHMA1)和ABC转运蛋白1(ATP-binding cassette transporter 1,AtATM1)基因的转录水平.以上结果表明BnPCS1能积极响应镉胁迫,增强苎麻镉耐受能力.本研究为苎麻耐镉分子育种提供了参考.
基金项目
湖南省自然科学基金(2021JJ30341)
国家自然科学基金(31871673)
现代农业产业技术体系建设项目麻类产业技术体系项目()
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