【摘要】：目前土壤中重金屬污染越來越嚴(yán)重。在這種污染日益加劇、耕地面積不斷減少以及人口總量不斷增加的社會背景下,如何利用植物凈化土壤,或使植物能最大化利用已經(jīng)被污染的土地資源是國際生物學(xué)科迫切需要解決的重大課題。本文以綠色熒光蛋白(GFP)膜泡標(biāo)記了的植物模式細(xì)胞系BY2為材料,對重金屬Cd2+鹽對植物細(xì)胞毒性,以及相關(guān)抗性基因和水楊酸對毒性的緩解作用開展了研究。鎘鹽(CdCl2)處理BY2細(xì)胞表明重金屬鹽具有對植物細(xì)胞的毒害作用,其對細(xì)胞的半數(shù)致死濃度為0.068mmol/L.采用這一濃度對膜泡標(biāo)記BY-2細(xì)胞處理,結(jié)合添加乙酰水楊酸(Salicylic Acid, SA),通過熒光顯微鏡觀察,觀察到SA對重金屬Cd2+脅迫下的植物細(xì)胞毒性有顯著的緩解作用。掃描激光共聚焦顯微觀察到細(xì)胞在SA誘導(dǎo)下在其質(zhì)膜處有高熒光顆粒。表明在外源SA的作用下,BY-2細(xì)胞可能通過細(xì)胞膜外對重金屬Cd2+的結(jié)合,減緩其進(jìn)入細(xì)胞及對細(xì)胞的毒害。擬南芥脂肪酸去飽和酶ADS2具有抗重金屬作用。通過RT-PCR法克隆了擬南芥ADS2基因cDNA,并構(gòu)建了ADS2基因表達(dá)載體pWM101-ADS2,通過根癌農(nóng)桿菌對膜泡熒光標(biāo)記了的煙草BY2細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化,獲得了轉(zhuǎn)ADS2基因的BY2細(xì)胞系。然后對ADS2轉(zhuǎn)化BY-2細(xì)胞進(jìn)行了Cd2+處理后的激光共聚焦顯微鏡觀察。擬南芥ADS2基因在BY2細(xì)胞中的表達(dá),可以提高BY2對Cd2+的耐受性,這與報(bào)道的擬南芥苗期植株的鎘鹽處理結(jié)果正好相反,而與鉛鹽處理一致。說明抗性基因在植物游離細(xì)胞和整體植株的作用是不同的。在SA作用下,可以提高BY2細(xì)胞中ADS2的表達(dá)量,使細(xì)胞對Cd2+抗性進(jìn)一步提高。但還不能得出SA通過提高重金屬抗性基因如ADS2基因的表達(dá)來提高植物對重金屬的抗性的結(jié)論,因?yàn)檗D(zhuǎn)基因采用啟動子為組成型表達(dá)CaMV35S啟動子而并非擬南芥ADS2基因的啟動子,基因表達(dá)提高可能是細(xì)胞活力較高引起的。SA可以有效緩解重金屬Cd2+對植物細(xì)胞的毒害,其機(jī)制可能是通過誘導(dǎo)細(xì)胞的代謝,使細(xì)胞在膜外形成重金屬的結(jié)合體,降低其向細(xì)胞的運(yùn)輸而實(shí)現(xiàn)；抗性基因如ADS2基因的過表達(dá)可以提高細(xì)胞對Cd2+的耐受性；外源SA也能通過誘導(dǎo)抗性基因ADS2基因的表達(dá)而進(jìn)一步提高細(xì)胞對重金屬鹽的抗性。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X173;Q945.78

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本文編號：2798686