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植物络合素合酶及其基因研究进展 预览
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作者 梅磊 朱晔 +2 位作者 肖钦之 陈进红 祝水金 《浙江大学学报:农业与生命科学版》 CSCD 北大核心 2018年第5期530-538,共9页
植物络合素(phytochelatin,PC)能与重金属产生络合反应,在植物解除重金属毒害过程中起关键作用,其在生物体内的合成受植物络合素合酶(phytochelatin synthase,PCS)控制。深入研究植物络合素合酶对理解植物对抗重金属胁迫的机制,以及运... 植物络合素(phytochelatin,PC)能与重金属产生络合反应,在植物解除重金属毒害过程中起关键作用,其在生物体内的合成受植物络合素合酶(phytochelatin synthase,PCS)控制。深入研究植物络合素合酶对理解植物对抗重金属胁迫的机制,以及运用基因工程手段创造工程植物来修复重金属污染环境具有重要意义。本文从PCS的双功能酶特性、基因表达和酶学特征、物种分布和亲缘关系、催化活性中心及激活模式5个方面作简要评述。PCS的主要功能为催化合成植物络合素,同时具有肽酶的副功能;PCS基因的表达是组成型的,在少数物种中,其表达也受Cd2+等重金属离子诱导,而酶的活性受部分金属离子调控,其中以Cd2+效果最为明显。PCS分布广泛,不是植物所独有的,在酵母、线虫等物种中同时存在,然而该酶在植物中同源性较高,在其他物种中较低,暗示其在植物对环境适应过程中具有某些重要作用。PCS的催化中心位于N-基端,其中与藻青菌中Cys70、His183和Asp201相对应的3个氨基酸在所有物种中为严格保守;PCS的重金属活化被认为与其含半胱氨酸有关,包含重金属直接接触活化和形成间接中间物活化2种假说。最后对PCS的多功能性、基因表达特性、酶激活机制及此基因的利用进行了展望,旨在为与PCS相关的研究提供参考。 展开更多
关键词 植物络合素合酶 双功能酶 亲缘关系 基因表达特征 活化机制
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陆地棉植物络合素合酶基因的鉴定与功能预测 预览
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作者 梅磊 李玲 +2 位作者 肖钦之 陈进红 祝水金 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期215-223,共9页
【目的】重金属胁迫对植物的生长发育有不良影响,植物络合素合酶(Phytochelatinsynthase,PCS)在植物主动防御金属毒害过程中起关键作用。本文旨在对陆地棉PCS基因的数量、结构、分布和特性进行研究。【方法】根据棉属陆地棉(Gossyp... 【目的】重金属胁迫对植物的生长发育有不良影响,植物络合素合酶(Phytochelatinsynthase,PCS)在植物主动防御金属毒害过程中起关键作用。本文旨在对陆地棉PCS基因的数量、结构、分布和特性进行研究。【方法】根据棉属陆地棉(Gossypiumhirsutum,(AD)。),以及,业体种雷浆惩氏棉(G-raimondii,D,)和亚洲棉(G.ar-boreum,A:)全基因组序列信息,结合双子叶模式植物拟南芥PCS蛋白特征域结构,对陆地棉PCS基因泵族成员进行全基因组鉴定,并对其进行蛋白特征鉴定、同源类别分析、基因结构预测、酶作用位点比对以及半胱氡酸(Cys,Cysteine)分布分析。[结果]陆地棉中鉴定出4个PCS基因,而在其,业体种雷浆惩氏棉和亚洲棉备鉴定出2个PCS基因。3个棉属8个PCS蛋白泵族成员均合有2个特有的结构域,与催化中心相关的氡基酸位点完全保守。PCS蛋白泵族在进化上分属2个不同亚组,亚组I与亚组II在亲缘关系上分别更接近双子叶植物和线虫,2个亚组内PCS泵族在基因结构、Cys分布上存在差异,其中亚组I较亚组Ⅱ整体内合子更长,N端Cys总数和成对Cys数量更多。雷浆惩氏棉中的2个旁系同源基因外显子完整性不及亚洲棉和陆地棉。【结论】相较干亚组II,亚组I的棉花PCS蛋白可能具有更强的植物络合酶活性,且陆地棉及其,业体种亚洲棉对重金属的耐性强干雷浆惩氏棉。本研究进进一专研究棉花PCS的功能,以及棉花耐重金属胁迫品种改良提,业理论依据。 展开更多
关键词 棉花 植物络合素合酶 比较基因组学 功能预测
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苦荞FtPCS基因克隆、表达及酶活性初步分析 预览
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作者 袁勇 陈鹏 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期419-427,共9页
该研究以Pb-(2+)诱导的苦荞(Fagopyrum tataricum)叶片转录组数据为基础,通过RT-PCR克隆,获得苦荞植物络合素合酶(Phytochelatins,PCs)基因(FtPCS);采用无缝克隆构建原核表达载体pET28a-PCS,并通过反向-HPLC结合DTNB[5,5′-二... 该研究以Pb-(2+)诱导的苦荞(Fagopyrum tataricum)叶片转录组数据为基础,通过RT-PCR克隆,获得苦荞植物络合素合酶(Phytochelatins,PCs)基因(FtPCS);采用无缝克隆构建原核表达载体pET28a-PCS,并通过反向-HPLC结合DTNB[5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)]柱后衍生的方法,对纯化的FtPCS重组蛋白在Pb-(2+)存在条件下的催化活性进行初步分析,为进一步揭示FtPCS基因在苦荞重金属富集和解毒过程中的机制奠定基础。结果表明:苦荞FtPCS基因组序列全长5 456bp,包括8个外显子和7个内含子;FtPCS基因ORF序列全长1 485bp,编码494个氨基酸,预测分子量为55.10kDa。可溶性分析表明,苦荞FtPCS基因在E.coli BL21Star(DE3)中以包涵体的形式表达,采用梯度透析复性并结合钴离子螯合层析的方法获得纯化的FtPCS重组蛋白,复性的FtPCS蛋白具有催化GSH生成PC化合物的活性,而且低浓度的Pb-(2+)对其催化活性具有激活作用。 展开更多
关键词 苦荞 络合素合酶 反向-HPLC 催化活性
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植物螯合肽合成酶的催化机制研究进展 预览 被引量:2
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作者 张妍茹 佟少明 侯和胜 《天津农业科学》 CAS 2016年第2期27-30,共4页
植物螯合肽合成酶(phytochelatin synthase,PCS)可在重金属离子激活下,以谷胱甘肽(GSH)及其巯醇盐为双底物催化合成植物螯合肽(phytochelatins,PCs),从而解除生物体内重金属的毒性。远源同源蛋白分析揭示了PCS属于木瓜蛋白酶超家... 植物螯合肽合成酶(phytochelatin synthase,PCS)可在重金属离子激活下,以谷胱甘肽(GSH)及其巯醇盐为双底物催化合成植物螯合肽(phytochelatins,PCs),从而解除生物体内重金属的毒性。远源同源蛋白分析揭示了PCS属于木瓜蛋白酶超家族,其催化机制类似于Cys蛋白酶。 展开更多
关键词 植物螯合肽合成酶 催化机制 重金属离子
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青藏高原东北部及其邻近地区无苞香蒲的谱系地理学
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作者 丁振杰 于丹 徐新伟 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期759-766,共8页
第四纪冰期气候的反复变化对青藏高原及邻近地区植物的种群地理分布及种群遗传结构产生了巨大的影响。本研究对青藏高原东北部及其邻近地区无苞香蒲(Typha laxmannii)的15个种群148个个体的叶绿体rpl32-trn L间隔区和核基因(植物螯... 第四纪冰期气候的反复变化对青藏高原及邻近地区植物的种群地理分布及种群遗传结构产生了巨大的影响。本研究对青藏高原东北部及其邻近地区无苞香蒲(Typha laxmannii)的15个种群148个个体的叶绿体rpl32-trn L间隔区和核基因(植物螯合肽合成酶,PS)进行测序,共发现2个叶绿体单倍型和8个核基因单倍型。所有的单倍型被共享,高原种群没有特有的单倍型。邻近地区种群的叶绿体遗传多样性和核基因遗传多样性分别是高原种群的4倍和2倍。高原种群的遗传分化水平明显高于邻近地区种群,其中高原种群的遗传分化主要存在于东部种群与西部种群之间。研究结果表明,冰期后从多个避难所回迁至高原台面和由此产生的奠基者效应造成了无苞香蒲在青藏高原东北及邻近地区目前的遗传多样性和基因谱系地理分布格局。 展开更多
关键词 TYPHA laxmannii 叶绿体rpl32-trnL基因间隔区 植物螯合肽合成酶基因 谱系地理
转SrPCS2烟草的获得及Cd抗性评价 预览 被引量:1
6
作者 李安明 李德华 +1 位作者 邓青云 汪宜宇 《吉林农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期 260-263,275,共5页
由已克隆得到的长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶SrPCS2编码177个氨基酸,以pHAN-NIBAL及pART27为基础,构建了CaMV35S启动子驱动的SrPCS2基因植物表达载体pAM23,采用电击转化方法将pAM23导入根癌农杆菌EHA105,并用该菌株... 由已克隆得到的长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶SrPCS2编码177个氨基酸,以pHAN-NIBAL及pART27为基础,构建了CaMV35S启动子驱动的SrPCS2基因植物表达载体pAM23,采用电击转化方法将pAM23导入根癌农杆菌EHA105,并用该菌株对烟草进行了转化,Northern-blot分析结果表明得到了转录该基因的烟草,但转录该基因的烟草没有提高对Cd的抗性。 展开更多
关键词 植物螯肽合成酶 植物表达载体 转化 抗性
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表达长喙田菁SrPCS4烟草的获得及Cd抗性研究 预览
7
作者 李安明 邓青云 +1 位作者 李德华 汪宜宇 《四川师范大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期 894-898,共5页
%X 植物螯合肽(phytochelatins,PCs)在植物解除重金属的毒性方面具有重要作用,是以谷胱甘肽为底物,在植物螯肽合成酶(phytochelatin synthase,PCS)催化下合成的.作者已经克隆得到的长喙田菁(Sesba-nia rostrata)植物螯合肽合成酶S... %X 植物螯合肽(phytochelatins,PCs)在植物解除重金属的毒性方面具有重要作用,是以谷胱甘肽为底物,在植物螯肽合成酶(phytochelatin synthase,PCS)催化下合成的.作者已经克隆得到的长喙田菁(Sesba-nia rostrata)植物螯合肽合成酶SrPCS4 cDNA长为1035 bp,其ORF编码177个氨基酸,以pHANNIBAL及pART27为基础,构建了CaMV35S启动子驱动的SrPCS4基因植物表达载体pAM25,采用电击转化方法将pAM25导入根癌农杆菌EHA105,并通过改良叶盘转化方法用该菌株对烟草进行了转化,对转基因烟草进行了PCR与northern—blot检测,研究结果表明得到了表达该基因的烟草,但表达该基因的烟草不能够提高对Cd的抗性. 展开更多
关键词 植物螯合肽 植物螯肽合成酶 植物表达载体 转化 抗性
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长喙田菁植物螯合肽合成酶PCS1的原核表达及纯化 预览
8
作者 李安明 邓青云 李德华 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期 213-217,共5页
为了获得纯化的长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶PCS1,本研究以原核表达载体pMAL-c2x为基础,构建了含有SrPCS1开放阅读框序列的原核表达载体pAM56,并将其转化大肠杆菌表达菌株BL21(DE3),对融合蛋白的表达进行了优化,通... 为了获得纯化的长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶PCS1,本研究以原核表达载体pMAL-c2x为基础,构建了含有SrPCS1开放阅读框序列的原核表达载体pAM56,并将其转化大肠杆菌表达菌株BL21(DE3),对融合蛋白的表达进行了优化,通过Western blotting鉴定融合蛋白,且用麦芽糖亲和柱对MBP-SrPCS1融合蛋白进行了纯化。结果表明:在15℃下,经0.2 mmol/L IPTG诱导16 h表达出可溶性的MBP-SrPCS1融合蛋白,并通过亲和层析得到了纯化的MBP-SrPCS1融合蛋白,为进一步研究SrPCS1的活性及PCS的催化机制奠定了基础。 展开更多
关键词 植物螯肽合成酶 SrPCS1 原核表达 纯化
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长喙田菁植物螯合肽合成酶PCS2的原核表达及纯化 预览
9
作者 李安明 邓青云 李德华 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期 150-154,共5页
为了获得纯化的长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶PCS2,以原核表达载体pMAL-c2x为基础,构建了含有SrPCS2开放阅读框序列的原核表达载体pAM57,将其转化表达菌株BL21(DE3),对融合蛋白的表达进行了优化,通过Western blottin... 为了获得纯化的长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶PCS2,以原核表达载体pMAL-c2x为基础,构建了含有SrPCS2开放阅读框序列的原核表达载体pAM57,将其转化表达菌株BL21(DE3),对融合蛋白的表达进行了优化,通过Western blotting鉴定融合蛋白,并用麦芽糖亲和柱对MBP-SrPCS2融合蛋白进行纯化.结果表明:在15℃下,经0.2mmol/L IPTG诱导16h可以表达出可溶性的MBP-SrPCS2融合蛋白,通过亲和层析得到了纯化的MBP-SrPCS2融合蛋白,为进一步研究SrPCS2的活性及PCS的催化机制奠定了基础. 展开更多
关键词 植物螯肽合成酶 SrPCS2 原核表达 纯化
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长喙田菁SrPCS1的原核表达及多抗血清的制备 预览
10
作者 李安明 邓青云 李德华 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期 812-816,共5页
以原核表达载体pGEX-4T-1为基础,通过PCR、酶切与连接构建了含长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶SrPCS1 cDNA开放阅读框序列的GST-SrPCS1原核表达载体pAM34,并将其转化表达菌株BL21(DE3),在28℃,用0.1 mmol/L IPTG诱导... 以原核表达载体pGEX-4T-1为基础,通过PCR、酶切与连接构建了含长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶SrPCS1 cDNA开放阅读框序列的GST-SrPCS1原核表达载体pAM34,并将其转化表达菌株BL21(DE3),在28℃,用0.1 mmol/L IPTG诱导融合蛋白的表达,通过Western blotting鉴定融合蛋白,将SDS-PAGE分离得到的融合蛋白质免疫新西兰白兔,通过Western点杂交对免疫血清的效价进行检测。研究结果表明:通过大肠杆菌表达出GST-SrPCS1融合蛋白,免疫血清的效价为1∶2 000,制备的血清有较高的活性与特异性。 展开更多
关键词 植物螯肽合成酶 原核表达 融合蛋白 抗血清
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豆梨植物络合素合酶PcPCS1基因克隆及其表达分析 被引量:11
11
作者 李慧 丛郁 +3 位作者 王宏伟 盛宝龙 蔺经 常有宏 《园艺学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期880-890,共11页
以梨砧木豆梨(Pyrus calleryana Dcne.)为试材,克隆其植物络合素合酶基因(PcPCS1)的cDNA全长序列,并研究该基因的表达特点。结果表明PcPCS1 cDNA序列长度为1970bp,编码497个氨基酸,推导的氨基酸序列由两个典型的植物络合素亚家族结... 以梨砧木豆梨(Pyrus calleryana Dcne.)为试材,克隆其植物络合素合酶基因(PcPCS1)的cDNA全长序列,并研究该基因的表达特点。结果表明PcPCS1 cDNA序列长度为1970bp,编码497个氨基酸,推导的氨基酸序列由两个典型的植物络合素亚家族结构域组成,具有3个相邻的Cys-Cys元件(331-332、351-352和369-370位氨基酸)和植物络合素合酶蛋白的特征位点(Cys-56、Cys-90/91和Cys-109)。它与豆科植物的PCS1蛋白处于系统发生树的同一分支,且与百脉根LjPCS1蛋白的同源性最高(84%)。荧光定量RT-PCR分析结果显示:PcPCS1基因为组成型表达,各器官表达量存在差异,在20μmol·L-1CdSO4胁迫条件下,其表达量迅速上升,并且在豆梨叶中的表达量高于根;不同重金属离子对其上调表达的诱导能力为Cd2+〉Zn2+〉Cu2+。200μmol·L-1γ–谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制剂丁胱亚磺酰亚胺能够显著抑制该基因的表达,补充200μmol·L-1谷胱甘肽后,其相对表达量恢复或超过单一重金属离子处理的表达水平,即豆梨植物络合素以谷胱甘肽为底物,通过γ–谷氨酰半胱氨酸合成酶途经合成。 展开更多
关键词 豆梨 植物络合素合酶 基因 克隆 丁胱亚磺酰亚胺 表达特点
AtPCS1基因的原核表达及多抗血清的制备 预览 被引量:2
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作者 王鸣刚 赵宏 +2 位作者 刘左军 吴亦亮 陈亮 《兰州大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期 37-40,共4页
利用RT-PCR扩增拟南芥螯合肽合成酶(AtPCS1)基因全序列,构建原核表达载体pET28a- AtPCS1并测序.将该载体转化大肠杆菌BL21,用0.75 mmol/LIPTG诱导融合蛋白AtPCS1-His的表达,纯化该融合蛋白.用纯化的融合蛋白免疫小鼠,ELISA法测定抗血... 利用RT-PCR扩增拟南芥螯合肽合成酶(AtPCS1)基因全序列,构建原核表达载体pET28a- AtPCS1并测序.将该载体转化大肠杆菌BL21,用0.75 mmol/LIPTG诱导融合蛋白AtPCS1-His的表达,纯化该融合蛋白.用纯化的融合蛋白免疫小鼠,ELISA法测定抗血清的效价可达1:2 000.抗血清与融合蛋白及拟南芥总蛋白的western-blot结果表明:制备的抗血清具有较高的活性和特异性. 展开更多
关键词 植物螯合肽合成酶 原核表达 融合蛋白 抗血清
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RNA Interference-mediated Silencing of Phytochelatin Synthase Gene Reduce Cadmium Accumulation in Rice Seeds 被引量:1
13
作者 Jiang-Chuan Li Jiang-Bo Guo +1 位作者 Wen-Zhong Xu Mi Ma 《植物学报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2007年第7期1032-1037,共6页
Phytochelatins (PC ) 玩在重金属抵抗和累积的一个重要角色。到在大米的镉(Cd ) 的累积播种的还原剂,表示 ofphytochelatin synthase (PCS ) 基因 OsPCSI 被 RNAinterference (RNAi ) 压制。PCS 碎片的发卡构造在控制 ofZMM1 下面在 p... Phytochelatins (PC ) 玩在重金属抵抗和累积的一个重要角色。到在大米的镉(Cd ) 的累积播种的还原剂,表示 ofphytochelatin synthase (PCS ) 基因 OsPCSI 被 RNAinterference (RNAi ) 压制。PCS 碎片的发卡构造在控制 ofZMM1 下面在 pRNAi-OsPCS1 被设计,从玉米的 aseed 特定的倡导者。构造被介绍进米饭(装饰用的梨树) throughAgrobacteriumtumefaciens。RNAi 米饭小植物在壶 exposured to10 mg/kg Cd 被选择并且栽培。OsPCSI 的 transcriptionallevel 与野生型相比在一些 RNAi 米饭的种子衰退了。作为结果 Cd 累积被减少由关于在 RNAi 大米的种子的一半。Asexpected,生长的明显的差别都没出现在 RNAiand 野类型的工厂之间。结果建议这条新途径能被用来在庄稼控制重金属累积。 展开更多
关键词 水稻 RNA干扰 噪音抑制 基因还原
农杆菌介导AtPCS1基因转化苜蓿 预览 被引量:4
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作者 王鸣刚 任小换 +3 位作者 李志忠 李雪雁 吴亦亮 陈亮 《兰州大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期 33-38,共6页
利用RT—PCR扩增拟南芥螯合肽合成酶(AtPCS1)基因全序列.进一步构建AtPCS1的植物表达载体pBI121-AtPCS1,转化农杆菌EHA105;然后用转化的农杆菌EHA105以叶盘法侵染苜蓿甘农一号叶片,在50mg/LKan的筛选压下,经过约80-100d的筛选... 利用RT—PCR扩增拟南芥螯合肽合成酶(AtPCS1)基因全序列.进一步构建AtPCS1的植物表达载体pBI121-AtPCS1,转化农杆菌EHA105;然后用转化的农杆菌EHA105以叶盘法侵染苜蓿甘农一号叶片,在50mg/LKan的筛选压下,经过约80-100d的筛选,获得57棵再生苗.随机取其中9棵再生苗进行PCR检测,其中6棵为阳性.初步鉴定表明AtPCS1基因已整合到苜蓿基因组中. 展开更多
关键词 植物螯合肽合成酶 植物表达载体 苜蓿 转化 鉴定
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Enhanced Cadmium Accumulation in Transgenic Tobacco Expressing the Phytochelatin Synthase Gene of Cynodon dactylon L.
15
作者 Jiangchuan Li Jiangbo Guo +1 位作者 Wenzhong Xu Mi Ma 《植物学报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2006年第8期 928-937,共10页
Bermudagrass (L 上的 Cynodon 扬抑抑格。cv。Goldensun ) 对高度抵抗并且积累大量镉(Cd ) 。phytochelatin synthase (PCS ) cDNA (CdPCSI ) 被 cDNA 结束的快速的扩大从这棵草孤立。通常认为的 CdPCSI 蛋白质从另外的植物与 PCS 分... Bermudagrass (L 上的 Cynodon 扬抑抑格。cv。Goldensun ) 对高度抵抗并且积累大量镉(Cd ) 。phytochelatin synthase (PCS ) cDNA (CdPCSI ) 被 cDNA 结束的快速的扩大从这棵草孤立。通常认为的 CdPCSI 蛋白质从另外的植物与 PCS 分享了高相同,与在 N 终端的 79% 相同和在 theC 终端的 47% 相同。然而, 16 Cys 残余在 CdPCS1 的 C 终端被发现,并且在这些残余之中,三个位置与另外的 PCS 蛋白质不同。Semiquantitative reversetranscription 聚合酶链反应分析证明 Cd 应力在 Bermudagrass 在根和叶子导致了 CdPCSI 表示。我们证实 CdPCSI 由在 ABDE1 表示基因在酵母房间在 Cdtolerance 起一个重要作用, Cd 敏感的异种。CdPCSI 然后被介绍进烟草植物。在某转基因的烟草的 phytochelatin 水平在野生型植物非常衬里 increased3.88 褶层,在这些转基因的植物的 Cd 累积因此是 enhanced3.21 褶层。结果建议 CdPCSI 以后能为植物救治被用作一个基因要素。 展开更多
关键词 镉污染 烟草 基因表达 植物
植物络合素及其合酶在重金属抗性中的功能研究进展 预览 被引量:24
16
作者 冯保民 麻密 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 2003年第6期 657-661,共5页
在重金属污染胁迫下,植物会启动多种不同的防御机制来降低重金属离子对细胞的毒害.其中,通过生物合成一种或几种配体化合物,在细胞内络合重金属并以复合物的形式进行区域化隔离,是在植物和其它一些生物中普遍存在的重金属解毒机制.植物... 在重金属污染胁迫下,植物会启动多种不同的防御机制来降低重金属离子对细胞的毒害.其中,通过生物合成一种或几种配体化合物,在细胞内络合重金属并以复合物的形式进行区域化隔离,是在植物和其它一些生物中普遍存在的重金属解毒机制.植物络合素(phytochelatins, 简称PCs)是一类富含Cys的多肽化合物,能以Cys的巯基与重金属发生络合作用而实现解毒功能.此类物质在植物或酵母细胞内是由PC合酶(phytochelatin synthase)催化合成的.PCs及其合酶的研究是重金属防御机制研究中进行得较为深入、广泛的一个方面,同时这些研究成果也为利用植物对环境进行植物修复(phytoremediation)提供了新的思路[1].本文对PCs及其合酶的结构、生物合成途径及生物学功能的研究进展作一综述. 展开更多
关键词 植物络合素 植物络合素合酶 重金属解毒机制 重金属抗性
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普陀山苔草植物络合素合成酶CpPCS基因克隆及其在叶中的表达分析 预览
17
作者 谭家郎 胡永霖 +2 位作者 王成龙 杨占彪 朱雪梅 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2503-2510,共8页
以超富集植物普陀山苔草(Carex putuoshan)为材料,克隆其植物络合素合酶基因CpPCS的cDNA全长序列。同时,对其进行重金属胁迫处理,研究该基因在叶中的表达特点。结果表明,该基因cDNA序列全长1 461bp,可编码486个氨基酸;与其它植物同源... 以超富集植物普陀山苔草(Carex putuoshan)为材料,克隆其植物络合素合酶基因CpPCS的cDNA全长序列。同时,对其进行重金属胁迫处理,研究该基因在叶中的表达特点。结果表明,该基因cDNA序列全长1 461bp,可编码486个氨基酸;与其它植物同源基因对比显示,它们的氨基酸序列相似性在63%左右;通过构建进化树发现,普陀山苔草CpPCS与小麦(Triticum aestivum)、水稻(Oryza sativa)及芦苇(Phragmites australis)等单子叶植物亲缘关系最近;荧光定量RT-PCR分析结果显示,CpPCS基因及CePCS基因受重金属铅锌胁迫上调表达,其中在叶中的表达量显著增加(P〈0.05)。通过普陀山苔草植物络合素合酶蛋白基因进行了克隆鉴定,探讨该基因的结构、进化关系及其参与普陀山苔草重金属胁迫的应答模式,为进一步培育重金属污染土壤修复的植物奠定基础。 展开更多
关键词 普陀山苔草 植物络合素合成酶(PCS) 基因克隆 序列分析
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不同植物种类络合素合酶基因的特征分析 预览 被引量:1
18
作者 姜倩倩 曹慧 《北方园艺》 CAS 北大核心 2013年第21期110-116,共7页
植物络合素合酶(Phytochelatinsynthases,PCS)是催化谷胱甘肽((;SH)聚合生成植物络合素(PCs)的关键酶,在缓解重金属胁迫方面具有重要作用。该研究采用ProtParan]、TMttMM、SignalP、Phyre2、Pfam、CluslalX和MEGA等生物信息... 植物络合素合酶(Phytochelatinsynthases,PCS)是催化谷胱甘肽((;SH)聚合生成植物络合素(PCs)的关键酶,在缓解重金属胁迫方面具有重要作用。该研究采用ProtParan]、TMttMM、SignalP、Phyre2、Pfam、CluslalX和MEGA等生物信息学在线程序及软件,对苹果、湖北海棠和已在(}enI&mk上登录的杜梨、拟南芥、水稻、烟草和百脉根等植物的络合素合酶(PCS)基因的核酸及氨基酸序列、理化性质、蛋白结构、系统发生树和功能域等进行了分析。结果表明:PCS蛋白氨基酸长度在465~506aa,理论等电点在5.67~7.77。PCS蛋白主要定位于细胞核中,除金鱼藻外。其它植物PCS蛋白均为不稳定蛋白。二级结构由“螺旋、无规则卷曲和延伸链等元件构成,空间结构高度相似。均具有一个植物络合素合酶(Phytochelatin)功能域,并具有3个预测的活性位点,属于植物络合素合酶蛋白家族。该研究为今后深入研究苹果中该基因的结构特征和功能提供了依据。 展开更多
关键词 植物络合素合酶 理化性质 系统进化 序列及结构分析
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湖北海棠植物络合素合酶MhPCS基因克隆及表达分析 预览 被引量:3
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作者 姜倩倩 孙晓莉 +2 位作者 曹慧 邹岩梅 束怀瑞 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期341-347,共7页
【目的】为了探明植物络合素酶参与植物解毒重金属的作用,【方法】以湖北海棠(Malus hupehensis)为试材,克隆其植物络合素合酶基因(MhPCS)编码区序列,并研究该基因的表达特点。【结果】结果表明MhPCS基因编码区全长为1 494 bp,编码... 【目的】为了探明植物络合素酶参与植物解毒重金属的作用,【方法】以湖北海棠(Malus hupehensis)为试材,克隆其植物络合素合酶基因(MhPCS)编码区序列,并研究该基因的表达特点。【结果】结果表明MhPCS基因编码区全长为1 494 bp,编码497个氨基酸。序列分析表明,MhPCS编码的氨基酸序列由2个典型的植物络合素合酶亚家族结构域组成,具有3个相邻的Cys-Cys元件(331-332、351-352和369-370位氨基酸)和植物络合素合酶蛋白的特征位点(Cys-56、Cys-90/91和Cys-109)。【结论】湖北海棠MhPCS与杜梨PbPCS蛋白同源性最高(94%),属于系统发生树的同一分支。MhPCS基因为组成型表达,各器官表达水平存在差异,其中根的表达量最高;100μmol.L-1CdSO4处理48 h内,MhPCS基因的表达量迅速上升;不同金属离子对其上调表达的诱导能力为:Cd2+〉Cu2+〉Pb2+。这为揭示重金属胁迫下湖北海棠环境适应的分子机制奠定了基础。 展开更多
关键词 湖北海棠 植物络合素合酶基因(MhPCS) 克隆 表达
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毛白杨植物络合素合酶(PtPCS)基因克隆及其表达研究 预览 被引量:7
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作者 柳玉霞 王晓桐 +3 位作者 苏旭东 代亮 张志毅 徐吉臣 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期 174-183,共10页
植物络合素(PCs)是植物细胞中一类螯合重金属离子的多肽,对细胞解毒和重金属的富集有重要的作用。植物络合素合酶(PCS)是合成PCs途径中的关键酶。本研究克隆了毛白杨的植物络合素合酶基因PtPCS,该基因cDNA序列全长1512bp,可编码503... 植物络合素(PCs)是植物细胞中一类螯合重金属离子的多肽,对细胞解毒和重金属的富集有重要的作用。植物络合素合酶(PCS)是合成PCs途径中的关键酶。本研究克隆了毛白杨的植物络合素合酶基因PtPCS,该基因cDNA序列全长1512bp,可编码503个氨基酸;与其它8种植物同源基因比对显示,它们的氨基酸序列相似性在67%-74.1%之间;构建进化树发现,这9种植物明显的分为两大分支,并且两大分支PCS蛋白的高级结构显示出明显的差异,一种呈月牙状,一种为伞状,重金属超富集植物均为月牙状结构。对毛白杨在不同镉浓度处理下PtPCS基因的表达情况分析发现,毛白杨根、茎、叶中PtPCS基因均表现出先升高后缓慢降低的表达趋势,并且在同一镉浓度处理下,毛白杨不同器官PtPCS基因的表达具有规律性,即根表达量最强,茎次之,叶片最弱。研究结果不仅为植物育种提供了重要的基因资源,也为剖析毛白杨的镉抗性和富集特性的研究奠定了良好的基础。 展开更多
关键词 毛白杨 植物络合素合酶(PCS) 基因克隆 基因结构 基因表达
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