转cyp2e1基因水蕹菜及其清除水体有机污染物的分析

菜单

摘要水蕹菜可种植于水中，在清除水体污染物中具有应用价值。本研究以水蕹菜作为材料，利用发根农杆菌K599（带含cyp2e1基因的重组质粒）侵染水蕹菜活体无菌苗的茎段，在诱导出转cyp2e1基因毛状根的基础上，获得了转cyp2e1基因的复合型水蕹菜植株，并经过分子水平的检测鉴定。与非转基因植株相比，转cyp2e1基因植株对苯和三氯乙烯等有机污染物的抗性具有明显的改良。研究结果为利用转cyp2e1基因水蕹菜进行水体有机污染物的治理奠定了理论基础。47309

Abstract Ipomoea aquatica growing in the water has application value in the removal of pollutants in water. In this study, transgenic hairy roots of Ipomoea aquatica was first induced by Agrobacterium rhizogenes K599 (harboring recombinant plasmids containing cyp2e1 gene) inoculated on stem segments of seedlings. The composite transgene plantlet of Ipomoea aquatica was obtained and identified by molecular analysis. Compared with the non-transgenic plants, the transgenic Ipomoea aquatica seedling was obvious improved resistances to organic pollutants such as benzene and trichloroethylene in water. The results lay a theoretical foundation for the use of transgenic cyp2e1 gene Ipomoea aquatica in phytoremediation of organic pollutants in water.

毕业论文关键词：水蕹菜；cyp2e1基因；发根农杆菌；植物修复

Keywords: Ipomoea aquatica; cyp2e1 gene; Agrobacterium rhizogenesis; phytoremediation

1. 引言 1

2. 材料与方法 2

2.1 实验材料 2

2.2 实验方法 2

2.2.1 水蕹菜无菌苗的获得 2

2.2.2 含cyp2e1基因发根农杆菌侵染菌液的准备 2

2.2.3 毛状根的诱导 2

2.2.4 毛状根的分子生物学鉴定 2

2.2.5 转cyp2e1基因复合型水蕹菜的获取 4

2.2.6 转cyp2e1基因水蕹菜对水体有机污染物的抗性和吸收情况分析 4

3. 结论 4

3.1 水蕹菜组织培养无菌苗的获得 4

3.2 转cyp2e1基因符合型水蕹菜的获得 5

3.3 转基因植株对水体有机污染物的抗性 7

4. 讨论 8

参考文献 10

致谢 11

1. 引言

水蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk）属于旋花科草本植物，具有水生和旱生两种不同的类型。多种植于水田中，生产期长，产量高，开花较少，在我国江南地区多有种植，俗称竹叶菜、空心菜。植物修复技术是利用植物挥发、吸收、降解、过滤、固定等作用，以超量积累化学元素和植物忍耐特性的理论为基础，吸收并清除土壤和水体中金属元素、有机污染物等相关污染物的环境修复技术。与传统环境修复的技术相比，植物修复技术有投资和维护成本低、操作简便、不造成二次污染等优点[1]。水蕹菜可以一次栽种、多次收割，从而把营养物质直接从污染水体中去除而不产生二次污染。由此可见，水蕹菜所具有的一些特性使其可以作为用于水体污染修复的潜在物种，这也是本研究开展的出发点和基础，使将水蕹菜改造成植物修复作物成为可能。

细胞色素P450酶是一类与重金属结合的血红蛋白，在代谢异源有机物方面起着重要作用。其中，P450酶家族成员之一P450 2E1（CYP2E1，其编码基因简称为cyp2e1），主要分布在哺乳动物肝细胞中，对有机污染物具有非常重要的解毒功能[2]。比如：人的CYP2E1基因位于人类的第10号染色体上，它的长度为11413bp，包括9个外显子和8个内含子，cDNA长度为1497 个碱基对，编码由497个氨基酸组成的具有特定功能蛋白质，主要分布在人体肝脏、肺、脑、肾脏等部位[3]。该酶的底物众多，一般为疏水性的小分子化合物，如苯、甲醛、氯乙稀、甲苯、氯仿、三氯乙稀等。有些前致癌物，包括一些偶氮基化合物和亚硝胺也都是该酶的底物。正是因为如此，CYP2E1则是很好的增强植物修复作用的潜在功能蛋白。并且，已经有研究表明，包括cyp2e1基因在内的多数P450酶家族基因都能够转化到植物中并且顺利表达[4]。