不結球白菜金屬硫蛋白基因的克隆及表達分析

劉東讓，侯喜林，張昌偉，肖 棟,*

(1 中國農業科學院蔬菜花卉研究所 農業部園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，北京 100081；2 南京農業大學 作物遺傳與種質創新國家重點實驗室，南京 210095；3 江蘇現代園藝工程技術中心，南京 210095)

金屬硫蛋白(metallothionein，MT)是一種富含半胱氨酸短肽的低分子量蛋白，普遍大小為5～10×103Da[1]。1957年，金屬硫蛋白在馬腎皮質中被發現，植物MT最早是于1977年從大豆根中發現，現已發現MT廣泛分布于動物、植物、真菌及細菌等幾乎所有生物體內[2-6]。Fowler等[7]根據MT中Cys殘基的排列方式，將所有生物的MT分為3類(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類)。

植物中，根據半胱氨酸殘基數目和排列的不同可將MT歸為Ⅱ類[8-9]。根據Cobbett等[10]的分類，可將植物Ⅱ類MT進一步分為4種類型：MT1(p1)、MT2(p2)、MT3(p3)與MT4(pec/Ec蛋白)。已有研究表明，植物MT2包含2個富含半胱氨酸的結構域，每個域包含1個高度保守的MSCCGGNCGCG結構以及3個Cys-Xaa-Cys模塊，被大約40個的氨基酸殘基連接，多分布在地上部分[11]。據報道，MT與植物的生長發育、胚發育、果實成熟、衰老、抗逆反應以及基因調控等過程有關[12]。目前多數研究認為，MT的主要功能是與生物體內的金屬離子相結合，從而起到運輸、儲存金屬離子、維持細胞內的氧化-還原平衡等作用，而且生物體內的MT大多需經過金屬離子、細胞分裂素、鹽、干旱等脅迫誘導才會表達[13]。植物激素脫落酸(ABA)作為重要的內源信號物質，在誘導植物抗病反應中發揮了重要作用[14]。因此，克隆MT基因并分析該基因的表達特征，對探討不結球白菜對逆境的響應機理及抗逆分子育種具有重要價值。人……