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随着人类的频繁活动及工厂污染物的排放,重金属污染问题日趋严重。镉(Cd)作为一种毒性极强的重金属广泛存在于自然环境中,它能够溶解于水体中,也能长时间残留于土壤中,并且不能被生物体降解,因而当植物吸收镉后,会通过食物链的积累,毒害动物及人体。番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)属于茄科(Solanaceae)植物,因其果实可以鲜食或加工而在各个国家和地区广泛种植,是重要的世界性蔬菜作物之一。番茄受重金属毒害后主要表现为植株矮小、发育缓慢、叶片黄化卷曲等。磷脂酶A2(PLA2)是一类能够催化水解磷脂质的酶,在细胞感受外界刺激及其信号传导过程中起着重要作用。目前,与动物中的研究相比,PLA2在植物中的研究报道相对较少,所以研究其具体的作用机制已成为近年来植物分子生物学中发展最迅速的领域之一。本试验以番茄磷脂酶基因SlPLA2α为研究对象,对该基因的表达模式和功能进行了分析,旨在为探究SlPLA2α基因参与番茄响应Cd胁迫应答的分子机制提供一定理论基础。本试验结果表明:(1)克隆获得SlPLA2α基因CDS区全长后,进一步通过生物信息学分析对SlPLA2α基因编码蛋白质的结构和功能进行预测分析。结果表明,该序列开放阅读框所翻译的蛋白质有156个氨基酸,主要由α-螺旋、β-折叠、无规则卷曲及延伸链组成,推测该蛋白为非可溶性膜外蛋白,存在信号肽,具有苏氨酸磷酸化位点,启动子顺势作用元件预测分析表明该基因可能参与逆境胁迫反应。(2)利用实时荧光定量PCR技术,对SlPLA2α基因在番茄不同组织器官的表达特性及在不同处理条件下根和叶中的表达模式进行分析。结果表明,SlPLA2α基因在番茄不同组织中表达量差异显著;在不同处理下,SlPLA2α基因对CdCl2及2,4-表油菜素内酯(EBR)处理均能做出应答反应,并且随着处理条件的不同表达模式也发生变化。(3)将SlPLA2α基因构建到酵母表达载体PYES2上,转化酵母INVSC1感受态细胞中,比较非重组酵母及重组酵母在不同浓度CdCl2(5、10、15、20、25μmol/L)胁迫下的生存情况。结果表明SlPLA2α基因显著提高了酵母对CdCl2的耐受性。(4)将SlPLA2α基因构建到植物表达载体pCAMBIA2300上,运用根癌农杆菌介导的花序浸润法进行拟南芥遗传转化,获得6株PCR阳性植株,进一步通过RT-PCR鉴定技术表明该基因已在植株转录水平表达。对3个过表达SlPLA2α基因的拟南芥株系进行不同浓度的CdCl2(25、50、75μmol/L)胁迫处理,比较各株系的发芽率,从而分析转基因拟南芥耐Cd胁迫能力。结果表明,在不同浓度CdCl2胁迫下,3个转基因拟南芥株系的发芽率均高于野生型,且#4株系最为显著,说明转SlPLA2α基因拟南芥在种子萌发期提高了对Cd胁迫的耐受性。