茄子和托鲁巴姆ZIP5和ZIP11基因对锌/镉毒害的响应分析

[目的]本文旨在对比研究锌(Zn)或镉(Cd)毒害下,茄子砧木托鲁巴姆(Solanum torvum Sw.)中StZIP5与StZIP11基因和茄子(Solanum melongena L.)中SmZIP5与SmZIP11基因表达水平的差异,探讨StZIP5与StZIP11基因对植物Zn/Cd毒害耐受性的影响,为初步探明StZIP5和StZIP11基因的功能提供理论依据.[方法]生长4周的托鲁巴姆和茄子幼苗在Hoagland营养液中分别添加200μmol·L-1Zn或10μmol·L-1Cd处理,分析了StZIP5/11和SmZIP5/11基因对Zn/Cd毒害的响应.以拟南芥野生型Col?0、zip5和zip11突变体及异源表达StZIP5或StZIP11基因的拟南芥转基因植株为材料,分析了Zn/Cd毒害下幼苗主根生长量.[结果]StZIP5与SmZIP5,以及StZIP11与SmZIP11之间的蛋白序列展示出高度相似性.Zn毒害抑制托鲁巴姆根、茎和叶中StZIP5基因表达,但诱导了茄子根中SmZIP5和SmZIP11基因表达.Cd毒害诱导托鲁巴姆和茄子根、茎和叶中ZIP11基因显著表达,并且3 d时SmZIP5基因在茄子根中被诱导表达.然而,托鲁巴姆茎中StZIP5基因表达在Cd毒害3 d时被显著抑制.与拟南芥Col?0相比,atzip5或atzip11突变体增强主根对Zn/Cd毒害的耐受性.相反,过表达StZIP5或StZIP11基因增加了拟南芥转基因植株对Zn/Cd毒害的敏感性.[结论]初步揭示了Zn/Cd毒害下托鲁巴姆和茄子中ZIP5与ZIP11基因的功能差异.托鲁巴姆StZIP5或StZIP11基因在拟南芥中异源表达提高了拟南芥主根对Zn/Cd毒害的敏感性.