菊花金属硫蛋白基因CnMT2增强拟南芥镧胁迫耐受性及抗氧化的新功能解析

本研究针对高浓度稀土元素镧(La)对植物的重金属胁迫问题，由研究人员通过克隆菊花(Chrysanthemum naktongense)的金属硫蛋白基因CnMT2，发现该基因在转基因拟南芥中显著增强了对LaCl3和H2O2的抗性，提高了过氧化氢酶和过氧化物酶活性，为植物修复技术提供了新策略。

　　

研究揭示稀有稀土元素镧(lanthanum, La)作为重金属在高浓度下会对植物造成胁迫损伤。金属硫蛋白(metallothioneins, MTs)是一类富含半胱氨酸的低分子量蛋白质，在植物金属离子胁迫解毒中发挥重要作用。本研究从具有高镧抗性的野生植物菊花(Chrysanthemum naktongense)中克隆到两个MT同源基因——CnMT2和CnMT3。定量逆转录PCR(qRT-PCR)分析显示，在菊花组织中，CnMT2在根中表达水平最高，在茎、叶和茎尖中也有检测；CnMT3在所有组织中表达较低，但在根中相对较高。LaCl₃胁迫处理可诱导CnMT2和CnMT3的表达，导致地上部和根部呈现差异表达模式。过表达CnMT2的转基因拟南芥种子在萌发过程中表现出对LaCl₃和H₂O₂的增强抗性；在持续LaCl₃胁迫下，转基因幼苗生长增强，同时过氧化氢酶(catalase)和过氧化物酶(peroxidase)活性显著升高。结果表明菊花CnMT2能够提升植物对镧胁迫的抗性和抗氧化能力，为植物修复基因工程提供了新的候选基因。