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金属硫蛋白(metallothionein,简称MT)是一类低分子量、富含半胱氨酸的金属结合蛋白。其中半胱氨酸的含量高达30%左右,且蛋白质结构中没有二硫键。广泛存在于原核生物、原生动物、酵母、植物和动物等多种生物体内。研究表明,MT具有参与体内微量元素代谢、解除重金属的毒性、清除自由基、拮抗电离辐射、参与激素和发育调节及增强机体对各种不良环境的适应能力等多种生物学功能。因此,在农业、医药保健和环境保护等领域具有广阔的应用前景。本研究采用RT-PCR技术首次从CdCl2诱导后的赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)中克隆到长度约为240bp的MT基因cDNA序列。将获得的MT基因片段与Gruber等人得到的序列进行比对,发现二者在核苷酸水平上相似性达95.2%,在氨基酸水平上相似性达98.7%;二者都含有21个半胱氨酸,半胱氨酸残基存在于6个X-Cys-X、3个Cys-X-Cys、3个X-Cys-Cys-X和1个X-Cys-Cys-Cys-X结构中;且都不含芳香族氨基酸和组氨酸。这表明我们成功地从赤子爱胜蚓中克隆到MT基因。为了研究蚯蚓MT重金属结合方面的功能,将蚯蚓MT cDNA分别插入到原核表达载体pET-28a和pET-DsbA中,构建成非融合表达载体pET-28a-efMT和融和表达载体pET-DsbA-efMT,并转化宿主菌BL21(DE3)进行表达。结果非融合表达载体未见表达产物,融和表达载体可见DsbA-efMT融合蛋白的高效表达。随后我们又对表达蚯蚓MT的重组菌进行了Zn2+抗性分析,发现重组菌对Zn2+的抗性较对照菌有了很大提高。本研究还将蚯蚓MT基因构建到植物表达载体pBI121和pPZP111中,构建成CaMV 35S启动子驱动的组成型表达载体pBI-efMT和pPZP-efMT;通过三亲交配法将上述质粒载体分别转入根癌农杆菌EHA105和LBA4404中。PCR和酶切鉴定结果表明,表达载体构建正确,且已成功导入根癌农杆菌中。用农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,得到T0代种子。