湖北海棠植物络合素合酶MhPCS基因克隆及表达分析

姜倩倩　孙晓莉　曹慧　邹岩梅　束怀瑞

植物络合素是植物细胞中由半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸残基组成的一种含巯基的多肽小分子，可以与游离的重金属离子发生络合作用形成复合物，并将其储存在液泡中进行区域化隔离，从而实现解毒功能。PCs并非基因的直接翻译产物，而是由植物络合素合酶以谷胱甘肽为底物催化合成的。不同的重金属离子对植物PCS的诱导能力存在差异，其中Cd²⁺是最佳的金属催化剂。1999年3个研究小组分别从拟南芥、小麦和粟酒裂殖酵母中分离得到PCS基因。目前已在多种植物中克隆并分析了PCS基因，包括芥菜、大蒜、生菜、百脉根、豆梨、毛白杨等，其中对拟南芥AtPCS1的研究最为透彻。研究表明，拟南芥AtPCS1缺失突变体对镉诱导高度敏感，过量表达AtPCS1会提高转基因植株对镉的积累和耐受能力，这表明PCS基因在植物重金属螯合解毒过程中具有重要作用。