《鋅/鎘超積累植物東南景天MTP基因家族功能分析》是依託浙江大學，由張敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋅/鎘超積累植物東南景天MTP基因家族功能分析
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：張敏
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋅/鎘超積累生態型東南景天（Sedum alfredii H.）是具有良好套用前景的植物修復材料，分離、鑑定鋅/鎘超積累相關的關鍵基因將有助於我們更加深入地了解超積累生態型東南景天積累鋅/鎘的分子機制，為更好地通過植物修復技術來提取土壤中的重金屬提供理論基礎。本項目基於轉錄組測序結果和已有的SaMTP1研究結果，擬採用RACE技術、酵母功能互補、植物轉基因、Real-Time RT-PCR、基因槍和ICP-MS、嫁接等現代分子生物學技術和植物生理技術，研究超積累生態型東南景天MTP基因家族轉運鋅/鎘的能力，植株各個組織MTP基因的表達水平，MTP基因的亞細胞定位以及超表達MTP基因對菸草鋅/鎘耐性和積累的作用。本項目以期系統地研究超積累生態型東南景天的MTP基因家族的功能，明確MTP基因家族在鋅/鎘超積累中的作用機制。
結題摘要
鋅/鎘超積累生態型東南景天（Sedum alfredii H.）是具有良好套用前景的植物修復材料，分離、鑑定鋅/鎘超積累相關的關鍵基因將有助於我們更加深入地了解超積累生態型東南景天積累鋅/鎘的分子機制，為更好地通過植物修復技術來提取土壤中的重金屬提供理論基礎。本項目基於轉錄組測序結果和已有的SaMTP1研究結果，採用RACE技術、酵母功能互補、植物轉基因、Real-Time RT-PCR、基因槍和ICP-MS、嫁接等現代分子生物學技術和植物生理技術，研究超積累生態型東南景天MTP基因家族功能。本研究結果表明，超積累生態型東南景天葉肉部分的MTP1基因表達水平顯著高於表皮部分，而非超積累生態型東南景天的MTP1基因在葉片表皮的表達水平顯著高於葉肉部分；轉基因的研究結果表明，超表達SaMTP1h能夠顯著促進菸草對鋅的耐性，而且SaMTP1h能夠有效地互補擬南芥mtp1-1突變體對鋅的敏感性。利用RACE技術從超積累生態型東南景天中分離得到兩個位於液泡膜上的MTP基因，分別命名為SaMTPa1和SaMTPa2，酵母功能互補的結果表明兩個轉運子都具有鋅轉運能力； SaMTPa1在新葉中的表達水平顯著高於中部葉片和老葉，而SaMTPa2在三個部位葉片中的表達水平無顯著差異；此外，SaMTPa1和SaMTPa2在葉片表皮中的表達水平都要顯著高於葉肉；轉基因植物的分析結果表明，超表達SaMTPa1或SaMTPa2都能促進菸草對鋅的耐性，而且SaMTPa1能有效地互補擬南芥mtp1-1突變體對鋅的敏感性。本研究從兩種生態型東南景天中分離得到編碼MTPb、MTP11、MTPc1、MTPc31、MTPc32和MTPc4的基因，並初步分析了幾個基因的功能；酵母功能互補的結果表明，SaMTPb是具有Cd轉運能力的轉運子， SaMTPbh在葉肉的表達水平要顯著高於表皮；酵母功能互補的結果表明MTP11、MTPc1、MTPc3和MTPc4具有Mn轉運能力的轉運子。本研究挖掘出3個與超積累生態型東南景天Zn積累和耐性相關的關鍵基因，並系統了解了MTP基因家族的功能，很好地加深了我們對超積累植物分子機理的了解。
