镉胁迫下水稻OsPT_(1)的表达及功能分析

OsPT_(1)编码的水稻磷酸盐(Pi)转运蛋白在水稻生长发育、非生物胁迫应答等方面发挥重要的调控作用。前期研究表明OsPT_(1)为镉(Cd)响应基因,但其在Cd胁迫下的功能及作用机制仍然未知。阐明OsPT_(1)在Cd胁迫下的作用,并为低Cd水稻品种的选育奠定基础。通过生物信息学方法对该基因的序列特征、结构和功能进行分析和预测,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测Cd胁迫下水稻不同组织、不同时间点OsPT_(1)的相对表达量。此外,利用PCR的方法克隆OsPT_(1)的编码序列,构建pGADT7-OsPT_(1)重组质粒载体,并将其转入Δycf1 BY4741酵母菌株(Cd敏感酵母菌株)用以验证OsPT_(1)对酵母Cd耐受性的影响。结果表明,OsPT_(1)编码序列全长为1584 bp,编码分子量为57.46 kD,由527个氨基酸构成的蛋白。在水稻基因组中该基因上游启动子区含有与光、厌氧、茉莉酸甲酯等环境和激素响应相关的调控元件。系统进化分析表明,水稻OsPT_(1)与高粱SbPT_(1)亲缘关系最近。基因的镉响应表达分析结果表明,与对照相比,经100μmol/L Cd处理的水稻在1、6和12 h后,地上部分OsPT_(1)的转录水平分别上调1.31、1.34和2.46倍;水稻根部OsPT_(1)在处理1和6 h后分别上调1.28和1.14倍,但在Cd处理12 h后,其表达水平下调至处理前的0.62倍。转基因酵母Cd耐受性结果表明,与对照(0μmol/L Cd)相比,经25μmol/L Cd处理后,转OsPT_(1)的酵母对Cd的耐受性有一定的下降。OsPT_(1)可能在水稻应对Cd胁迫过程中发挥一定的作用。

植物修复重金属污染相关研究的文献计量分析

基于Web of Science数据作为数据源,借助Citespace文献计量工具对2000~2021年植物修复重金属污染领域的相关文献从发文量、发文国家、载文期刊、关键词等方面进行计量分析,以探究分析国内外该领域的研究现状、前沿热点及未来发展趋势。结果表明:2000~2021年该领域发文量在近年来呈总体上升趋势,发文量排前3位期刊分别为International Journal of Phytoremediation,Environmental Science and Pollution Research,Chemosphere;发文数量前3位的国家分别是中国、美国、印度;杨肖娥是发文量和H指数最高的科研人员,属于该领域领军人物。文献共被引及关键词强度分析表明,当前该领域研究热点为利用重金属离子螯合剂、生物炭等新型材料或超富集植物等对重金属污染进行的联合修复。

水稻OsMBF1c基因的克隆及表达分析

多蛋白桥联因子1(multi protein bridging factor 1,MBF1)在植物应对逆境胁迫中起着重要的作用,而对于水稻中MBF1是否参与重金属胁迫响应机制目前尚未见相关报道。为了揭示水稻MBF1家族与重金属胁迫的相关性及其潜在作用机制,该研究利用PCR技术克隆水稻OsMBF1c基因的全长编码序列,通过生物信息学对基因功能进行分析和预测,并通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析其在镉(Cd)胁迫下的表达特征。结果表明:(1)OsMBF1c的全长编码序列为468 bp,共编码155个氨基酸,相对分子量为16.154 kDa。(2)OsMBF1c与大麦TdMBF1a.1亲缘关系最近,具有光、厌氧等环境因子诱导相关的顺式调节元件。(3)重金属Cd可诱导OsMBF1c表达且在时间上和组织中的表达水平具有特异性,100μmol·L^(-1)Cd处理1 h后,地上部分OsMBF1c表达量明显上调,为对照组的7倍;100μmol·L^(-1)Cd胁迫处理6 h后,根部OsMBF1c表达量上调为对照组的3倍。该研究结果进一步完善了非生物胁迫下MBF1家族的生物学功能研究。