金屬硫蛋白是一類富含巰基的低分子量蛋白,在植物的重金屬解毒及細(xì)胞氧化還原調(diào)控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗熱帶種Badila組培苗為材料,分別測(cè)定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培養(yǎng)條件下地上部和地下部的重金屬含量,結(jié)果顯示其對(duì)上述3種重金屬有較強(qiáng)的耐受與富集能力。繼而克隆了ScMT1（登錄號(hào)為KJ504373）、ScMT2-1-5 （登錄號(hào)為MH191346）和ScMT3 （登錄號(hào)為KJ5043704） 3個(gè)金屬硫蛋白家族基因,它們分別屬于植物MT亞家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1個(gè)內(nèi)含子和2個(gè)外顯子,開放閱讀框（Open Reading Frame, ORF）長(zhǎng)228 bp,編碼75個(gè)氨基酸; ScMT2-1-5含有2個(gè)內(nèi)含子和3個(gè)外顯子, ORF長(zhǎng)246 bp,編碼81個(gè)氨基酸; ScMT3含有1個(gè)內(nèi)含子和2個(gè)外顯子, ORF長(zhǎng)198 bp,編碼65個(gè)氨基酸。RT-qPCR顯示, Cd2+脅迫下,在甘蔗地上部和地下部, ScMT2-1-5均連續(xù)顯著上調(diào)表達(dá),而ScMT1的上調(diào)應(yīng)答出現(xiàn)延遲。ScMT3在地上部的上調(diào)應(yīng)答出現(xiàn)延遲,在地下部呈"揚(yáng)–... 

【文章來源】：作物學(xué)報(bào). 2020,46(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

不同重金屬脅迫48 h時(shí)甘蔗幼苗表型

由圖2可知,甘蔗植株對(duì)重金屬的富集量均隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯上升,其中,地下部累積濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出地上部。甘蔗幼苗在Cd2+、Zn2+、Cu2+脅迫處理48 h后,在地上部的累積量分別為(32.2±24.3)mg kg-1、(225.0±3.6)mg kg-1和(34.3±15.9)mg kg-1,在地下部的最大累積量分別為(196.7±26.6)mg kg-1、(1063.8±101.9)mg kg-1和(448.2±43.5)mg kg-1。2.3 ScMTs基因克隆與生物信息學(xué)分析

應(yīng)用RT-PCR技術(shù),從Badila中獲得3個(gè)MT基因的cDNA序列(圖3),分別命名為ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3(對(duì)應(yīng)的GenBank登錄號(hào)分別為KJ504373、MH191346和KJ504374)。其中,ScMT1的cDNA全長(zhǎng)448 bp,5?非編碼區(qū)長(zhǎng)67 bp,3?非編碼區(qū)長(zhǎng)153 bp,O R F長(zhǎng)2 2 8 b p,共編碼7 5個(gè)氨基酸;推導(dǎo)蛋白ScMT1氨基酸序列的N端和C端均含有3個(gè)CXC排列(C表示半胱氨酸殘基Cys,X表示除了Cys外的任意氨基酸),排列方式符合植物MT1型的結(jié)構(gòu)特征(圖4-A)。ScMT2-1-5的cDNA全長(zhǎng)461 bp,5?非編碼區(qū)長(zhǎng)36 bp,3?非編碼區(qū)長(zhǎng)179 bp,開放閱讀框長(zhǎng)246 bp,共編碼81個(gè)氨基酸;推導(dǎo)蛋白ScMT2-1-5氨基酸序列的N端含有CC、CXC和CXXC的排列結(jié)構(gòu),C端含有3個(gè)CXC排列,符合植物MT2型的典型特征(圖4-B)。ScMT3的cDNA全長(zhǎng)416 bp,5?非編碼區(qū)長(zhǎng)64 bp,3?非編碼區(qū)長(zhǎng)154 bp,開放閱讀框長(zhǎng)198 bp,共編碼65個(gè)氨基酸;推導(dǎo)蛋白ScMT3氨基酸序列N端的前3個(gè)Cys以CXXCXC方式排列,C端的Cys以3個(gè)CXC方式排列,該排列方式符合植物MT3型的序列特征(圖4-C)。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析結(jié)果也表明,甘蔗ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3分別屬于植物MT1、MT2和MT3型金屬硫蛋白(圖5)。圖4 ScMTs cDNA序列及其推導(dǎo)的氨基酸序列

【參考文獻(xiàn)】：
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