【摘要】：土壤鎘污染日益嚴(yán)重,而植物修復(fù)技術(shù)是目前有效治理鎘污染的途徑之一。為了尋找與鎘相關(guān)植物基因,我們以模式植物擬南芥為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行重金屬鎘誘導(dǎo),發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子WRKY家族中第Ⅱb組WRKY47基因被顯著誘導(dǎo)。(1)為了深入探究該基因,對(duì)WRKY47基因功能缺失突變體wrky47-1和wrky47-2鎘表型分析發(fā)現(xiàn)突變體耐鎘。將GSH合酶抑制劑丁硫氨酸-亞砜胺(L-Buthionine-sulfoximine,BSO)添加到含鎘的培養(yǎng)基中,突變體耐鎘表型消失,BSO恢復(fù)突變體耐鎘表型,表明WRKY47介導(dǎo)的鎘耐受依賴(lài)GSH途徑。(2)WRKY47基因過(guò)表達(dá)植株WRKY47OE3和WRKY47OE6鎘表型分析,發(fā)現(xiàn)WRKY47過(guò)表達(dá)植株對(duì)鎘高度耐受。(3)突變體wrky47-1和過(guò)表達(dá)WRKY47OE3植株對(duì)0.8mM BSO耐受,表明基因WRKY47參與谷胱甘肽穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)。對(duì)突變體wrky47和過(guò)表達(dá)WRKY47植株根、莖鎘及GSH含量測(cè)定發(fā)現(xiàn),突變體和過(guò)表達(dá)植株的根部吸收鎘低于WT而GSH含量高于WT,表明WRKY47通過(guò)根部存儲(chǔ)高含量GSH減少根部對(duì)鎘的吸收從而耐鎘。(4)檢測(cè)wrky47突變體和WRKY47過(guò)表達(dá)植株中谷胱甘肽調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá),發(fā)現(xiàn)基因CLT1耐氯喹類(lèi)轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)水平與WRKY47成正相關(guān),基因GGCT2;1谷氨酰胺環(huán)轉(zhuǎn)移酶表達(dá)水平與WRKY47成負(fù)相關(guān)。(5)對(duì)基因CLT1和基因GGCT2;1啟動(dòng)區(qū)克隆發(fā)現(xiàn),兩個(gè)基因的啟動(dòng)區(qū)均有3個(gè)W-BOX位點(diǎn)。瞬時(shí)表達(dá)煙草結(jié)果表明轉(zhuǎn)錄因子WRKY47微調(diào)CLT1表達(dá)水平,轉(zhuǎn)錄因子WRKY47抑制GGCT2;1表達(dá)水平。(6)對(duì)proWRKY47-GUS和ProGGCT2;1-GUS進(jìn)行鎘誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)在擬南芥根尖處強(qiáng)烈表達(dá),wrky47突變體植株P(guān)roGGCT2;1-GUS表達(dá)水平高于WT,WRKY47基因缺失提高ProGGCT2;1-GUS根尖表達(dá)水平。(7)wrky47突變體和WRKY47過(guò)表達(dá)植株對(duì)砷耐受。總之,該研究發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄因子WRKY47負(fù)調(diào)節(jié)降解GSH谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶GGCT2;1基因表達(dá)增加根尖GSH含量減少對(duì)鎘的吸收使其耐鎘,并確認(rèn)WRKY47是調(diào)控谷胱甘肽循環(huán)GSH平衡因子。
【圖文】：

被鎘脅迫誘導(dǎo)表達(dá)芥在 1/2MS 的培養(yǎng)基垂直培養(yǎng) 2 周后，分別RNA 并反轉(zhuǎn)成 cDNA。通過(guò) qRT-PCR，以 AC在不同時(shí)間的鎘誘導(dǎo)下差異表達(dá)，結(jié)果如圖7 表達(dá)水平設(shè)為單位 1，鎘處理 1.5h 時(shí) WRKY理 3h 時(shí) WRKY47 基因表達(dá)是對(duì)照組的 100 倍是對(duì)照組的 3 倍。轉(zhuǎn)錄因子 WRKY47 本底表子 WRKY47 表達(dá)水平最高，在鎘誘導(dǎo) 6h 時(shí)轉(zhuǎn)，在鎘誘導(dǎo) 0-3h 期間轉(zhuǎn)錄因子 WRKY47 表達(dá)導(dǎo)狀態(tài)。獲知：WRKY47 基因可被鎘短暫誘導(dǎo)隨之恢迫。

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文l2和 75μM CdCl2培養(yǎng)基。將消毒后無(wú)菌種子 WT、wrky47-1 三種培養(yǎng)基中，，封板、春化后放入培養(yǎng)室垂直培養(yǎng)。2 周后T、wrky47-1 和 wrky47-2 在 3 種培養(yǎng)基的根長(zhǎng)和鮮重，分析：在不含鎘的培養(yǎng)基中 WT、wrky47-1 和 wrky47-2 葉片翠綠生長(zhǎng)差異性；在 50μM CdCl2培養(yǎng)基中 WT、wrky47-1 和 wr顯側(cè)根且 wrky47-1 和 wrky47-2 的根長(zhǎng)鮮重生長(zhǎng)狀態(tài)都優(yōu)于l2培養(yǎng)基中 WT、wrky47-1 和 wrky47-2 葉片亮黃、主根多側(cè)積小根瘦弱 wrky47-1 和 wrky47-2 葉片面積大根粗壯且 wrk根長(zhǎng)鮮重都優(yōu)于 WT。驗(yàn)結(jié)果我們可以獲知：wrky47-1 和 wrky47-2 擬南芥對(duì)重金基因 WRKY47 可能是負(fù)調(diào)控植物鎘耐受的。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：Q943.2

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本文編號(hào)：2702118