论文部分内容阅读
重金属污染极大地影响了植物的生长和发育,是农作物减产的重要原因之一。利用转基因技术提高作物抗逆性具有重要理论与经济意义,而这项工作的关键在于克隆关键基因及认识植物抗逆分子机理。
随着拟南芥基因组测序的完成和基因表达谱数据的释放,反向遗传学已成为解析基因功能的一个重要手段。利用基因表达谱分析,发现拟南芥中一个编码乳酸脱氢酶的基因LDH能够被重金属铅诱导表达。为阐明LDH基因的功能,从拟南芥种质资源中心获得了两个T-DNA插入LDH基因的突变体ldh-1和ldh-2。本文研究了拟南芥野生型和突变体ldh-1和ldh-2对非生物胁迫包括渗透、过氧化氢和重金属胁迫响应的特征。结果证实突变体ldh-1和ldh-2与野生型相比,在渗透胁迫和镉胁迫下没有出现明显的表型差异,而在铅胁迫下,突变体ldh-1和ldh-2则表现出比野生型更加敏感。通过对LDH基因表达模式分析发现,LDH基因可以被铅诱导表达,在各组织中表达具有差异性,在花中的表达量最高,而在根中的表达量最低。组织中铅含量测定发现,ldh-1、ldh-2突变体铅含量显著高于WT。AtPDR12、ACBP1和GSH等三个铅胁迫相关响应基因的表达水平发现铅处理的ldh-1、ldh-2突变体AtPDR12,和ACBP1的表达量低于野生型,而GSH表达量无差异,加之BSO未使表型差异发生显著的放大,说明LDH对铅的响应可能不涉及到GSH途径,可能与AtPDR12和ACBP1表达增加有关。此外,抗氧化酶系的活性测定及DAB对H2O2的组化检测说明LDH对由铅胁迫介导的ROS也具有一定耐受性。以上研究结果表明LDH基因通过激活AtPDR12外泵铅以及对ROS的清除来参与重金属铅胁迫的耐受调节。