1、山東大學碩士學位論文蘆葦富集重金屬相關基因——γ谷氨酰半胱氨酸合成酶基因的克隆與功能的初步分析姓名：趙翠珠申請學位級別：碩士專業(yè)：細胞生物學指導教師：向鳳寧20070510山東大學碩士論文摘要植物修復技術(phytoremediation)是當前資源環(huán)境領域的研究熱點目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物多數(shù)生物量小、生長速度慢、富集重金屬的種類單一，成為限制修復技術在實際應用中的瓶頸。因此，利用基因工程的方法把重金屬富集／耐性相關基因?qū)肷L速度快、生

2、長量大的植物中，篩選和培育高產(chǎn)、速生的重金屬超富集植物，是開發(fā)和利用植物修復技術進行污染土壤的凈化和生態(tài)恢復的有效途徑。重金屬脅迫下，植物啟動多種防御機制，降低重金屬離子對細胞的毒害。其中螯合蛋白，如谷胱甘肽(Glutathione，GSH)和植物絡合素(PhytochelatinsPC_s)發(fā)揮了重要作用。PCs通過Cys的疏基與重金屬發(fā)生絡合作用，降低了胞質(zhì)中重金屬離子的毒性。GSH不僅能直接結合重金屬離子，而且是植物絡合素(Pcs

3、)的合成前體。丫谷氨酰半胱氨酸合成酶(TECS)是GSH生物合成中的關鍵酶。本研究中，選用可富集Cd、Zn、Cu、Au、Se等多種重金屬的植物修復模式植物蘆葦(PhragmitescommunisTrim)作為實驗材料。分離克隆了其yECS基因OeaCS)構建了PcGCS基因的酵母表達載體和植物表達載體，建立了生物量高和生長快的草坪草剪股穎(AgrostispaluatrisHuds)植株再生體系及其農(nóng)桿菌介導的愈傷組織轉(zhuǎn)化體系，將Pc

4、GCS基因轉(zhuǎn)入剪股穎中。主要獲得以下結果：1、采用RACEPCR技術，從蘆葦中分離克隆了編碼rECS的全長新基因，命名為PcGCS。序列分析發(fā)現(xiàn)，PcGCSORF區(qū)核苷酸長度為1125bp，推測編碼的蛋白質(zhì)具有374個氨基酸，較少于已克隆的水稻和玉米的氨基酸殘基數(shù)，與小麥的該基因的氨基酸殘基數(shù)相近。其分子量為Mr43032，小于目前所有已知的水稻和玉米中該基因推測編碼蛋白的分子量，但大于來源于細菌的gshI基因編碼蛋白的分子量。等電點為