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海滨雀稗耐镉蛋白pvfba1互作因子的筛选及验证【字数:11202】

2024-11-02 10:50编辑: www.jxszl.com景先生毕设

目录
摘要 II
关键词 II
ABSTRACT III
KEY WORDS III
引言 1
1 植物耐镉性的研究进展 1
1.1 土壤镉污染的严重性 1
1.2 植物耐镉性的研究进展 1
2 果糖1,6二磷酸醛缩酶(FBA)及其研究进展 2
2.1 果糖1,6二磷酸醛缩酶(FBA)的生物学特性 2
2.2 果糖1,6二磷酸醛缩酶(FBA)在新陈代谢中的作用 2
2.3 果糖1,6二磷酸醛缩酶(FBA)与植物激素的关系 2
2.4 果糖1,6二磷酸醛缩酶(FBA)与逆境胁迫响应的关系 3
3 本实验的研究意义及应用价值 4
1 材料与方法 4
1.1 研究材料 4
1.2 实验方法 4
1.2.1 植物材料的培养 4
1.2.2 PvFBA1的全长序列克隆 4
1.2.3 基因表达载体的构建 5
1.2.4 酵母双杂交实验 7
1.2.5 萤火素酶互补实验 9
2 结果与分析 10
2.1 PvFBA1互作蛋白的筛选 10
2.1.1 PvFBA1基因全长序列的克隆和“诱饵”载体的构建 10
2.2 酵母双杂交体系对PvFBA1互作蛋白的验证 11
2.2.1 候选互作蛋白全长序列的克隆和表达载体构建 11
2.2.2 酵母双杂交系统验证互作蛋白的真实性 11
2.3 萤火素酶互补实验验证PvFBA1互作蛋白 12
3 讨论与小结 13
致谢 14
参考文献: 15
海滨雀稗耐镉蛋白PvFBA1互作因子的筛选及验证
摘 要
引言
1 植物耐镉性的研究进展
1.1 土壤镉污染的严重性
土壤无机污染物包括碱、酸、砷和重金属,其中重金属污染是最为严重的,因为土壤中的众多微生物都不能分解 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: &351916072
重金属,植物也不能将它们吸收利用,并且容易积累和富集,使其逐渐成为目前世界上危害最为严重、污染面积最大的环境问题之一。最近几十年,中国工业化加强,城镇化进程也不断加快,使得工业废弃物排放增多,农田也遭到污水灌溉,由这些造成的土壤重金属污染越来越严重,其中,镉对土壤的污染面积最大,危害也最严重[1]。2014年4月公布的《全国土壤污染状况调查公报》,调查了多种无机污染物,其中镉的超标率最高,为7.0 %。镉并不是植物生长的必需元素,且镉含量极低时就会对植物产生严重危害,如降低植物体的光合强度以及植物体内酶的活性,使植物代谢紊乱,细胞膜透性发生改变,根系生长受阻,抑制其对水分和养分的吸收[2],会大大降低作物的产量和品质。同时,镉具有降解难、残留高和易于积累的特性,很容易进入作物体内造成富集,最终富集的镉会通过食物链进入动物和人类体内,不仅危害家畜和家禽,更会严重危害人类的健康安全。有资料表明,我国11个省市的25个地区,由于采矿冶炼等工业废水废气的大量排放以及含镉农药和肥料的大量使用,已经导致我国农田镉污染面积超过了1.3×104公顷。因此,研究镉对植物生长发育的影响、植物的对镉的耐受机制、植物吸收镉的特点以及镉在植物体内是如何分布的,对在多种植物种类和品种中筛选耐镉植物,并制定合适的栽培制度,来减少甚至防止其对人类产生危害都有重要的科学意义[3]。
1.2 植物耐镉性的研究进展
目前已经有研究对植物的耐镉机制有了初步进展,不同的植物由于其生物学特性的不同,对镉的耐性也不同。有些植物对镉的耐性较强,而有些植物则十分敏感,即使土壤中镉的含量极少,正常的生命活动都会受到影响。植物在长期的进化过程中产生了多种应对重金属胁迫的机制,如植物对重金属的螯合作用、细胞壁的束缚、根系富集作用、细胞内部区域化、跨膜转运以及抗氧化响应等[4]。植物细胞通常会通过络合作用来解除金属镉的毒害[5],比如植物体内含有多种保护酶。植物体主要是通过一系列的生理生化作用来降低金属镉的有效性和毒性,如调节体内抗氧化保护酶的活性[6],其中在镉胁迫的情况下,植物体内的多种保护酶,比如谷胱甘肽过氧化物酶(GSH)和超氧化物歧化酶(SOD)的酶的含量都有显著增加。植物还能够将进入体内的镉离子区域化,使它们分布在细胞的不同区域中,尤其是会把镉离子运输到生理活动不活跃的细胞器内,比如限制在液泡内或者果胶位点,以降低它们对细胞原生质体等的伤害。植物体内发生的重金属螯合作用也是重要的解毒手段。植物体内含有天然的螯合物质,主要有植物络合素(Phtochelatins PCs)、金属硫蛋白(Metallothioneins MTs)、有机酸以及氨基酸等[7],这些物质可以与镉离子作用形成螯合物,它们都是无毒或低毒性的,以此避免镉离子与细胞器直接接触,从而降低甚至消除镉的毒性。
2 果糖1,6二磷酸醛缩酶(FBA)及其研究进展
2.1 果糖1,6二磷酸醛缩酶(FBA)的生物学特性
果糖1,6二磷酸醛缩酶(Fructose1,6bisphosphate aldolase,FBA,EC 4.1.2.13),是普遍存在于生物体中的一类重要的酶,既包括真核生物也包括原核生物。研究发现,自然界中存在两种类型的果糖1,6二磷酸醛缩酶:Ⅰ型是动物和高等植物中特有的,属无二价阳离子依赖型;Ⅱ型存在于酵母、细菌及一些微藻中,属有二价阳离子型,而单细胞的Euglena gracilis中同时含有这两种类型的醛缩酶[8]。这两种类型的醛缩酶拥有各不相同的系统进化起源和催化机制。
该酶作用于糖酵解代谢途径中的第4步反应,是该途径的关键酶,用来催化由果糖1,6二磷酸到磷酸二羟丙酮(DHAP)和3磷酸甘油醛(G3P)的可逆反应[9]。它还可以将1,7景天庚酮糖转化为二羟基丙酮磷酸和赤藓糖4磷酸,这也是一个可逆的反应。FBA不仅存在于糖异生和糖酵解途径中,还存在于磷酸戊糖循环途径中,这些反应可以提供反应底物以及能量,用于生物体营养物质的合成反应和代谢反应,如ATP和NADH等,因此果糖1,6二磷酸醛缩酶在生物细胞的生命活动中起着至关重要的作用。

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