锌镉超积累植物东南景天SaPCR1和SaPCR2基因的克隆及功能分析.docx

锌镉超积累植物东南景天SaPCR1和SaPCR2基因的克隆及功能分析
摘要：
锌和镉是两种常见的重金属元素，其过量积累对植物生长和发育产生严重影响。本研究通过克隆和功能分析东南景天（SaPCR1和SaPCR2）基因，探究了其在锌和镉超积累植物中的作用。结果显示，SaPCR1和SaPCR2基因在东南景天中高度表达，且在锌和镉处理后表达水平显著增加。通过基因克隆和功能分析，发现SaPCR1和SaPCR2基因对锌和镉的吸收和转运起重要作用，通过锌和镉超积累植物中的锌和镉结合蛋白（SaMT）与金属离子结合，形成螺旋结构，从而减少对植物的毒害。此外，研究还发现SaPCR1和SaPCR2基因的过表达可显著提高植物对锌和镉的耐受性，减少其在植物中的超积累。综上所述，本研究的结果揭示了SaPCR1和SaPCR2基因在锌和镉超积累植物中的重要作用，为进一步理解和改善植物对重金属胁迫的耐受性提供了理论依据。
关键词：锌、镉、超积累植物、东南景天、SaPCR1、SaPCR2、基因克隆、功能分析
Abstract:
Zincandcadmiumaretwocommonheavymetalelements,andtheirexcessiveaccumulationhasaseriousimpactonplantgrowthanddevelopment.Inthisstudy,thecloningandfunctionalanalysisoftheSaPCR1andSaPCR2genesinthezincandcadmiumhyperaccumulatorplantSedumalfrediiwereconductedtoexploretheirrolesinzincandcadmiumhyperaccumulatingplants.TheresultsshowedthattheSaPCR1andSaPCR2geneswerehighlyexpressedinSedumalfrediiandtheirexpressionlevelssignificantlyincreasedafterzincandcadmiumtreatment.Throughgenecloningandfunctionalanalysis,itwasfoundthattheSaPCR1andSaPCR2genesplayedanimportantroleintheabsorptionandtransportofzincandcadmium.Theyinteractedwithmetalion-bindingproteins(SaMT)inzincandcadmiumhyperaccumulatingplants,formingaspiralstructure,therebyreducingthetoxicitytoplants.Inaddition,theoverexpressionoftheSaPCR1andSaPCR2genessignificantlyimprovedthezincandcadmiumtoleranceofplantsandreducedtheirhyperaccumulationinplants.Insummary,theresultsofthisstudyrevealtheimportantrolesoftheSaPCR1andSaPCR2genesinzincandcadmiumhyperaccumulatingplantsandprovideatheoreticalbasisforfurtherunderstandingandimprovingthetoleranceofplantstoheavymetalstress.
Keywords:zinc,cadmium,hyperaccumulatorplants,Sedumalfredii,SaPCR1,SaPCR2,genecloning,functionalanalysis
引言：
重金属元素在环境中的过量积累已成为全球环境问题的重要方面之一，对土壤、水体和植物生态系统产生了严重的威胁。锌和镉作为两种常见的重金属元素，其对植物的生长和发育具有毒害作用。然而，一些植物具有锌和镉超积累的能力，可以在高浓度重金属胁迫下生长，并从土壤和水体中积累大量的重金属。因此，研究锌和镉超积累植物的耐受性机制对于改善植物对重金属胁迫的响应具有重要意义。
东南景天（Sedumalfredii）是一种锌和镉超积累植物，在锌和镉污染环境中具有较高的锌和镉耐受性和积累能力。前人研究发现，Sedumalfredii中SaMT基因家族参与了锌和镉的螯合转运，从而减少重金属对植物的毒害。然而，SaMT基因家族的调控机制还不清楚。本研究旨在