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中国农学通报

中国农学通报 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (36): 116-121.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190600329

所属专题： 生物技术； 土壤重金属污染； 园艺

• 生物技术科学 • 上一篇    下一篇

能源甜菜BvGST基因在大肠杆菌体内对镉逆境的应答特性分析

刘大丽1, 李林2,2, 王锦霞1,2,2, 马龙彪1, 鲁振强2,2   

  1. 1.黑龙江大学省高校甜菜遗传育种重点实验室/农作物研究院;2.黑龙江大学省高校生化与分子生物学重点实验室/生命科学学院
  • 收稿日期:2019-06-25 修回日期:2019-11-21 接受日期:2019-09-12 出版日期:2019-12-26 发布日期:2019-12-26
  • 通讯作者: 鲁振强
  • 基金资助:
    国家自然基金青年基金项目“能源甜菜应答重金属Cd逆境胁迫分子机制的转录组学研究及差异表达基因功能鉴定”(31601229)；黑龙江 省自然基金“BvHIPP24 基因在能源甜菜重金属镉污染生物修复中的分子机制研究”(LH2019C057)；农业部糖料现代产业技术体系建设项目“甜菜高 品质品种改良”(CARS-170111)；农业部糖料现代产业技术体系建设项目“甜菜养分管理与土壤肥料”(CARS-170204)。

The Response of Energy Beet BvGST Gene to Cadmium Stress in Escherichia coli

  • Received:2019-06-25 Revised:2019-11-21 Accepted:2019-09-12 Online:2019-12-26 Published:2019-12-26

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摘要： 为了进一步研究BvGST基因(LOC104898671)在能源甜菜耐受重金属镉逆境胁迫过程中的功能，明确其在细胞解毒镉离子中的作用和应答特性，本研究以780016B/12优为植物材料，通过RT-PCR的方法将BvGST基因克隆并构建于大肠杆菌原核表达载体pEASY-Blunt E1上，并转化到大肠杆菌BL21中。SDS-PAGE电泳表明，通过1 mmol/L IPTG诱导，在重组菌BL21总蛋白的25.9 kDa左右的位置上，获得了大肠杆菌his tag-BvGST的融合蛋白。当施加0.5 mmol/L CdCl2逆境胁迫后，表达BvGST蛋白的重组菌表现出优于对照菌的生长状态；与此同时，大量表达BvGST的大肠杆菌体内的GST酶活性也要远高于对照。这说明，能源甜菜BvGST基因通过在E. coli体内大量表达高活性的谷胱甘肽转移酶，来解毒细胞内由镉胁迫带来的氧化伤害，从而提高大肠杆菌的Cd耐受性。研究结果暗示了能源甜菜BvGST在镉逆境胁迫分子机制中发挥着重要作用。

关键词: 小麦, 小麦, 产量, 灌水, 农艺性状, 影响

Abstract: To further study the function of BvGST gene (LOC104898671) during the heavy metal cadmium tolerance in energy beet (Beta vulgaris L.), and to clarify its role and responsive characteristic in detoxification of cadmium ions in cells, 780016B/12You was chosen as the plant material in this study. BvGST gene was cloned and constructed into E. coli expression vector pEASY-Blunt E1 by RT-PCR, and transformed into E. coli BL21. SDS-PAGE showed that, there was an about 25.9 kDa band of his tag-BvGST fusion protein in recombinant bacteria total protein. When applied 0.5 mmol/L CdCl2, the recombinant strain expressing BvGST protein exhibited better growth than the control; meanwhile, GST activity in E. coli over-expressing BvGST was also much higher than that in control. It indicated that BvGST gene could detoxify cellular oxidative damage caused by cadmium stress, and improve Cd tolerance of E. coli by over-expressing glutathione transferase with high activity. The results suggest that BvGST plays an important role in the molecular mechanism of cadmium stress in energy beet.

中图分类号: