导读:本文包含了植物络合素合酶基因论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:植物,基因,络合,重金属,毛白杨,结构,功能。
植物络合素合酶基因论文文献综述
梅磊,朱晔,肖钦之,陈进红,祝水金[1]（2018）在《植物络合素合酶及其基因研究进展》一文中研究指出植物络合素(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Cd~(2+)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Cd~(2+)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。(本文来源于《浙江大学学报(农业与生命科学版)》期刊2018年05期）
梅磊,李玲,肖钦之,陈进红,祝水金[2]（2018）在《陆地棉植物络合素合酶基因的鉴定与功能预测》一文中研究指出【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(Phytochelatin synthase,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(Gossypium hirsutum,(AD)_1),以及供体种雷蒙德氏棉(G.raimondii,D_5)和亚洲棉(G.arboreum,A_2)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基因家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氨酸(Cys,Cysteine)分布分析。[结果]陆地棉中鉴定出4个PCS基因,而在其供体种雷蒙德氏棉和亚洲棉各鉴定出2个PCS基因。3个棉属8个PCS蛋白家族成员均含有2个特有的结构域,与催化中心相关的氨基酸位点完全保守。PCS蛋白家族在进化上分属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家族在基因结构、Cys分布上存在差异,其中亚组Ⅰ较亚组Ⅱ整体内含子更长,N端Cys总数和成对Cys数量更多。雷蒙德氏棉中的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】相较于亚组Ⅱ,亚组Ⅰ的棉花PCS蛋白可能具有更强的植物络合酶活性,且陆地棉及其供体种亚洲棉对重金属的耐性强于雷蒙德氏棉。本研究为进一步研究棉花PCS的功能,以及棉花耐重金属胁迫品种改良提供理论依据。(本文来源于《棉花学报》期刊2018年03期）
袁勇[3]（2017）在《苦荞植物络合素合酶（FtPCS）基因克隆与功能研究》一文中研究指出植物络合素(Phytochelatins,PCs)是在植物细胞内广泛存在的一种可以有效螯合Cd2+、Pb2+、Cu2+等重金属离子的多肽类化合物,其具有高度保守的一级结构:(γ-Glu-Cys)n-Gly(n=2~11)。在植物和酵母细胞内,PCs对游离重金属离子的富集和解毒过程具有重要作用,而植物络合素合酶(Phytochelatin synthase,PCS)是催化其合成的关键酶。本实验研究以Pb2+胁迫条件下的苦荞叶片转录组数据为基础,通过RT-PCR克隆了苦荞植物络合素合酶(FtPCS)基因CDs序列和DNA序列,并对其进行了一系列的生物信息学分析。随后,将获得的苦荞FtPCS基因CDs序列分别转化E.coli BL21 Star(DE3)、酿酒酵母YK44突变体菌株、以及拟南芥植株进行异源表达,并对其在重金属Cd2+胁迫条件下的功能和表达特点进行分析,以期为进一步揭示FtPCS在苦荞植物重金属富集和解毒过程中的机制奠定基础。本研究得到的主要结论有:(1)苦荞植物络合素合酶(FtPCS)基因的CDs序列长1 485 bp,编码494个氨基酸,预测分子量为55.10 kDa;FtPCS基因的DNA序列长5 456 bp,由8个外显子和7个内含子组成,且内含子两侧的剪接位点均满足GT-AG规则。生物信息学分析表明,FtPCS基因氨基酸序列N-端序列高度保守,包括5个保守的Cys-残基特征位点,是FtPCS蛋白活性中心;C-端序列包含12个可变的Cys-残基位点,是主要的重金属离子结合位点。(2)通过NEBuilder HiFi DNAAssembly技术,构建pET28a-PCS重组表达载体,转化E.coli BL21 Star(DE3)并通过IPTG诱导表达。可溶性分析结果表明,FtPCS在E.coli内以包涵体的形式大量表达。通过Co2+螯合层析结合梯度透析复性,获得了纯化的FtPCS蛋白;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FtPCS重组蛋白在Pb2+存在条件下的催化活性进行分析。结果表明,纯化的FtPCS蛋白具有催化活性,能将还原型谷胱甘肽(GSH)络合生成PC化合物,而低浓度的Pb2+对其活性具有激活作用。(3)通过NEBuilder HiFi DNAAssembly技术,构建pYES2-PCS酵母表达载体,转化对重金属离子Zn2+/Cd2+/Ni2+/Co2+敏感的酿酒酵母YK44突变体菌株,并通过半乳糖诱导表达。酵母功能互补实验结果表明,在不同浓度Cd2+胁迫条件下,转化pYES2-PCS重组质粒的酵母菌株比转化空载的酵母菌株对重金属Cd2+的耐受性明显提高。在Cd2+胁迫条件下的酵母生长曲线同样表明,FtPCS基因在酵母细胞中的表达,能够弥补其重金属抗性基因的缺陷,从而提高其对Cd2+的抗性。(4)构建pCAMBIA3301-PCS植物表达载体,转化农杆菌GV3101,并通过花序浸染法转化拟南芥植株。通过Basta筛选和PCR扩增鉴定,目前已获得部分T2代阳性转基因株系。该研究结果为进一步筛选T3代纯合转基因株系奠定基础,为进一步研究植物在重金属富集和解毒方面的机制奠定基础。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2017-05-01）
胡永霖[4]（2016）在《铅锌胁迫下普陀山苔草（Carex putuoshan）植物络合素合酶基因应答初步研究》一文中研究指出植物在进化过程中形成了一系列重金属胁迫的响应机制,植物络合素(Phytochelations,PCs))即是其中之一,它在植物响应重金属胁迫过程中发挥着重要的作用。植物络合素(PCs)不是由基因直接编码合成,而是由植物络合素合成酶(Phytochelatin synthase,PCS)催化完成。本课题选取铅超富集植物普陀山苔草(Carex putuoshan)为对象,以非富集植物金叶苔草(Carex Evergold)为对照,通过铅锌胁迫处理,研究胁迫条件下普陀山苔草的应答模式,特别是通过植物络合素合酶基因在铅锌胁迫下不同时间的组织表达特点,以及该基因的结构、进化关系及蛋白叁维结构的系统研究,从而对普陀山苔草铅超富集的分子机制进行探讨,为铅锌重金属污染土修复的植物培育奠定基础。主要结论如下：(1)实时荧光定量PCR分析结果显示,铅锌胁迫下普陀山苔草植物络合素合酶基因(CpPCS)及金叶苔草植物络合素合酶基因(CePCS)表达量均升高,CpPCS的表达模式是普陀山苔草超富集铅机制的重要组成部分。铅(600mg/L)、锌(125mg/L)、铅锌复合(Pb 600mg/L；Zn 125mg/L)胁迫下,CpPCS及CePCS在叶中的表达量显着增加,远大于在根中的增加量,这解释了普陀山苔草地上部分铅富集量高于地下部分;铅(600mg/L)、锌(125mg/L)、铅锌复合(Pb 600mg/L；Zn125mg/L)胁迫下,CpPCS及CePCS的表达量大部分随着时间变化呈现先升高后略微降低再升高的趋势；研究表明：铅锌复合(Pb 600mg/L；Zn 125mg/L)胁迫36h后,普陀山苔草叶片CpPCS基因表达量达空白对照组的12倍,是同期处理条件下金叶苔草CePCS表达量的8倍,其CpPCS蛋白酶活也是CePCS的8倍。故CpPCS蛋白催化合成的PCs结合铅离子的量远高于CePCS蛋白,这是普陀山苔草铅超富集的酶活重要特征。(2)普陀山苔草植物络合素合成酶基因克隆及编码蛋白结构研究表明：普陀山苔草CpPCS基因的开放阅读框由1461个碱基组成,编码一个含有486个氨基酸残基的蛋白,其等电点为6.12,分子量为53.86Kda,预测脂肪系数为87.65,不稳定系数为47.56,为不稳定蛋白,亚细胞定位预测CpPCS蛋白定位于细胞核。经BLAST比对发现,普陀山苔草络合素合酶结构域,与玉米、芦苇、大蒜、粉蓝烟草的PCS氨基酸序列相似性分别为64%、63%、63%、63%。CpPCS有19个半胱氨酸(Cys)残基散布在蛋白的不同区域上,并组合成五个Cys-(Xaa)n-Cys(n=0-5)元件,这些元件是响应铅锌胁迫的重要功能元件。预测CpPCS蛋白的亲水性平均系数为-0.094,所以为亲水性蛋白。CpPCS蛋白有两个跨膜区域。从普陀山苔草CpPCS蛋白的叁维结构预测看,与拟南芥AtPCS1蛋白、蜈蚣草PvPCS蛋白以及印度芥菜BjPCS1蛋白叁维结构比较,具类似空间结构。进化树构建表明：普陀山苔草CpPCS与狗牙根及芦苇等单子叶植物亲缘关系最近。(本文来源于《四川农业大学》期刊2016-06-01）
姜倩倩,曹慧[5]（2013）在《不同植物种类络合素合酶基因的特征分析》一文中研究指出植物络合素合酶(Phytochelatin synthases,PCS)是催化谷胱甘肽(GSH)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ProtParam、TMHMM、SignalP、Phyre2、Pfam、Clustal X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GenBank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α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。(本文来源于《北方园艺》期刊2013年21期）
姜倩倩,孙晓莉,曹慧,邹岩梅,束怀瑞[6]（2013）在《湖北海棠植物络合素合酶MhPCS基因克隆及表达分析》一文中研究指出【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。(本文来源于《果树学报》期刊2013年03期）
柳玉霞,王晓桐,苏旭东,代亮,张志毅[7]（2012）在《毛白杨植物络合素合酶(PtPCS)基因克隆及其表达研究》一文中研究指出植物络合素(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。(本文来源于《分子植物育种》期刊2012年02期）
李慧,丛郁,王宏伟,盛宝龙,蔺经[8]（2010）在《豆梨植物络合素合酶PcPCS1基因克隆及其表达分析》一文中研究指出以梨砧木豆梨(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。(本文来源于《园艺学报》期刊2010年06期）
李慧,丛郁,常有宏[9]（2010）在《番茄植物络合素合酶基因全长cDNA的克隆及其表达特点》一文中研究指出为从分子水平上揭示PCS基因在番茄重金属螯合解毒过程中的作用机制,该研究以番茄(Lycopersi-con esculentum Mill.)品种苏红2003幼苗cDNA为模板,根据NCBI上登录的其他植物的植物络合素合酶基因保守区设计简并引物,利用RT-PCR和RACE技术,克隆番茄植物络合素合酶基因cDNA全长,进一步利用半定量RT-PCR,探讨不同重金属处理后该基因在番茄不同器官中的表达情况。结果显示:番茄植物络合素合酶基因(LePCS1)的cDNA序列长度为1 878 bp,5′非编码区长113 bp,3′非编码区长256 bp。推导该基因编码503个氨基酸组成的蛋白,其相对分子质量为55 600,等电点6.66。NCBI蛋白质比对结果显示:LePCS1由2个典型的植物络合素亚家族结构域组成,并具有19个可与金属离子结合的半胱氨酸(Cys)残基位点,其中包括4个相邻的Cys-Cys元件(90~91位、350~351位、368~369位和416~417位氨基酸)和11个单一Cys残基(56位、109位、113位、138位、144位、231位、332位、393位、396位、424位和489位氨基酸)。进化树分析表明,LePCS1与马铃薯、烟草、粉蓝烟草等茄科植物的PCS蛋白处于系统发生树的同一分支,且与马铃薯StPCS1蛋白的同源性最高(98.01%)。用含有不同浓度CdCl2.2.5H2O或CuSO4.5H2O的1/2 Hoagland营养液[pH(5.8±0.1)]处理番茄幼苗12 h,结果表明:随着CdCl2.2.5H2O浓度的提高,LePCS1基因表达量迅速上升,且其在根中的表达量高于叶片,但CuSO4.5H2O对其表达并无明显促进作用。因此认为LePCS1为番茄植物络合素合酶基因,其表达受Cd2+诱导而上升,但不受Cu2+影响,并且该基因在根中的表达量高于叶片。(本文来源于《江苏农业学报》期刊2010年01期）
姜瑛楠,冯保民,张海燕,麻密[10]（2005）在《大蒜植物络合素合酶基因转化对酵母重金属抗性的提高(英文)》一文中研究指出重金属污染是全球面临的亟待解决的生态问题。利用植物对重金属的富集作用来清除环境重金属污染即植物修复已成为重要的环境生物技术之一。这一技术的长远发展有赖于在重金属富集或耐受中起关键作用的基因的克隆和应用。植物络合素是植物体内一类重要的对重金属起螯合作用的多肽, 其合成受植物络合素合酶的催化。该文取得了如下研究结果:1)通过原子吸收测定表明,在大蒜(Allium sativum)的根部可以积累3 000 mg·kg-1的重金属镉;2)将克隆的大蒜植物络合素合酶基因(AsPCS)置于酵母表达启动子之下,构建酵母表达载体,并将其分别转入了因CUP1和acr3基因缺失而对重金属镉和砷敏感的酵母突变体菌株后,发现来自大蒜的AsPCS基因的表达使酵母CUP1缺失菌株对镉的耐受性提高了4倍, acr3缺失菌株对砷的耐受性提高了两倍;3)表达AsPCS基因酵母的生长模式证实了AsPCS基因的表达是酵母对重金属耐受性提高的原因。这些结果暗示, 大蒜植物络合素合酶基因在大蒜对重金属的抗性及大蒜根部对镉的积累中起关键作用,可作为重要的基因元件应用到修复污染的植物基因工程中。(本文来源于《植物生态学报》期刊2005年04期）
植物络合素合酶基因论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
【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(Phytochelatin synthase,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(Gossypium hirsutum,(AD)_1),以及供体种雷蒙德氏棉(G.raimondii,D_5)和亚洲棉(G.arboreum,A_2)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基因家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氨酸(Cys,Cysteine)分布分析。[结果]陆地棉中鉴定出4个PCS基因,而在其供体种雷蒙德氏棉和亚洲棉各鉴定出2个PCS基因。3个棉属8个PCS蛋白家族成员均含有2个特有的结构域,与催化中心相关的氨基酸位点完全保守。PCS蛋白家族在进化上分属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家族在基因结构、Cys分布上存在差异,其中亚组Ⅰ较亚组Ⅱ整体内含子更长,N端Cys总数和成对Cys数量更多。雷蒙德氏棉中的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】相较于亚组Ⅱ,亚组Ⅰ的棉花PCS蛋白可能具有更强的植物络合酶活性,且陆地棉及其供体种亚洲棉对重金属的耐性强于雷蒙德氏棉。本研究为进一步研究棉花PCS的功能,以及棉花耐重金属胁迫品种改良提供理论依据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
植物络合素合酶基因论文参考文献
[1].梅磊,朱晔,肖钦之,陈进红,祝水金.植物络合素合酶及其基因研究进展[J].浙江大学学报(农业与生命科学版).2018
[2].梅磊,李玲,肖钦之,陈进红,祝水金.陆地棉植物络合素合酶基因的鉴定与功能预测[J].棉花学报.2018
[3].袁勇.苦荞植物络合素合酶（FtPCS）基因克隆与功能研究[D].西北农林科技大学.2017
[4].胡永霖.铅锌胁迫下普陀山苔草（Carexputuoshan）植物络合素合酶基因应答初步研究[D].四川农业大学.2016
[5].姜倩倩,曹慧.不同植物种类络合素合酶基因的特征分析[J].北方园艺.2013
[6].姜倩倩,孙晓莉,曹慧,邹岩梅,束怀瑞.湖北海棠植物络合素合酶MhPCS基因克隆及表达分析[J].果树学报.2013
[7].柳玉霞,王晓桐,苏旭东,代亮,张志毅.毛白杨植物络合素合酶(PtPCS)基因克隆及其表达研究[J].分子植物育种.2012
[8].李慧,丛郁,王宏伟,盛宝龙,蔺经.豆梨植物络合素合酶PcPCS1基因克隆及其表达分析[J].园艺学报.2010
[9].李慧,丛郁,常有宏.番茄植物络合素合酶基因全长cDNA的克隆及其表达特点[J].江苏农业学报.2010
[10].姜瑛楠,冯保民,张海燕,麻密.大蒜植物络合素合酶基因转化对酵母重金属抗性的提高(英文)[J].植物生态学报.2005
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