水稻金属硫蛋白基因家族成员对铅胁迫的应答及其在铅敏感酵母中的功能互补

金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一类低分子量、富含半胱氨酸(Cys)、具有金属结合能力的蛋白质.采用Northern杂交分析了水稻幼苗中重金属铅离子对10个水稻MT基因表达的影响.结果显示,在根中,除了OsMT-Ⅰ-3b不表达外,其他9个基因的表达均不同程度地受到Pb2+的影响,其中OsMT-Ⅰ-1a,OsMT-Ⅰ-1b,OsMT-Ⅰ-2c,OsMT-Ⅰ-4a,OsMT-Ⅰ-4b和OsMT-Ⅰ-4c的表达大幅度增加,OsMT-Ⅰ-2a和OsMT-Ⅰ-3a的表达有所增加,而OsMT-Ⅰ-2b的表达则受到了抑制.相比之下,地上部分Pb2+只对其中的6个基因的表达有一定的诱导效应,对OsMT-Ⅰ-1a,OsMT-Ⅰ-1b,OsMT-Ⅰ-4a及OsMT-Ⅰ-4b的表达没有明显作用.分别把这10个基因在Pb2+敏感的酵母突变体中异源表达,结果表明,表达OsMT-Ⅰ基因的酵母细胞都在一定程度上提高了对Pb2+的耐受性.上述结果揭示了Pb2+影响OsMT基因家族各成员在水稻幼苗中表达的特征,以及OsMT-Ⅰs可以增强酵母突变体铅耐受性的描述,同时也为进一步研究水稻MT基因家族应答Pb2+的分子机制奠定了基础.