湖北海棠植物絡合素合酶MhPCS基因克隆及表達分析

姜倩倩　孫曉莉　曹慧　鄒巖梅　束懷瑞

植物絡合素是植物細胞中由半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸殘基組成的一種含巰基的多肽小分子，可以與游離的重金屬離子發生絡合作用形成復合物，并將其儲存在液泡中進行區域化隔離，從而實現解毒功能。PCs并非基因的直接翻譯產物，而是由植物絡合素合酶以谷胱甘肽為底物催化合成的。不同的重金屬離子對植物PCS的誘導能力存在差異，其中Cd²⁺是最佳的金屬催化劑。1999年3個研究小組分別從擬南芥、小麥和粟酒裂殖酵母中分離得到PCS基因。目前已在多種植物中克隆并分析了PCS基因，包括芥菜、大蒜、生菜、百脈根、豆梨、毛白楊等，其中對擬南芥AtPCS1的研究最為透徹。研究表明，擬南芥AtPCS1缺失突變體對鎘誘導高度敏感，過量表達AtPCS1會提高轉基因植株對鎘的積累和耐受能力，這表明PCS基因在植物重金屬螯合解毒過程中具有重要作用。