در سلول های موجودات زنده به منظور کاهش اثرات سمیت فلزات، مکانیزم های مختلفی تعبیه شده است که از آن جمله می توان پروتئین هایی با خاصیت کلاته کردن فلز را نام برد. متالوتیونین ها (mts) گروهی از پروتئین های با وزن مولکولی کم و سرشار از اسید آمینه سیستئین هستند که بواسطه فراوانی گروه تیول، توانایی پیوند با فلزات مختلف را دارند. mt های گیاهی، مطابق طبقه بندی انجام شده براساس الگوی توزیع اسید آمینه سیستئین، در 4 تیپ تقسیم بندی شده اند. بیشتر مطالعات بر روی mt ها در گیاهان، به بررسی بیان این ژن ها در بافت های مختلف محدود شده است و تاکنون تحقیقات اندکی در خصوص نقش هر ایزوفرم mt در سطح پروتئین صورت گرفته است. این تحقیق بمنظور بررسی نقش پروتئین osmti-2b که یکی ایزوفرم های تیپ 2 برنج می باشد در ایجاد تحمل به تنش فلزات سنگین و قابلیت اتصال به فلزات سنگین انجام گردید. توالی ژن کد کننده osmti-2b در ناقل بیانی pet41a همسانه سازی شد. پس از تائید صحت همسانه سازی با استفاده از توالی یابی، دستواره تولید شده به میزبان بیانی e. coli سویه ی rosetta (de3) منتقل شد. با القاء بیان پروتئین توسط iptg، میزان قابل توجهی از پروتئین های gst (نمونه شاهد) و gst-osmti-2b تولید شد. تحمل سویه های بیان کننده پروتئین های نوترکیب به فلزات سنگین از طریق ترسیم منحنی رشد باکتری ها در حضور نمک های فلزات کادمیوم، نیکل، روی، مس و سرب و هم چنین اندازه گیری میزان کاهش فلزات از محیط کشت با استفاده از دستگاه طیف سنجی جذب اتمی (aas) بررسی شد. با خالص سازی پروتئین های نوترکیب، امکان بررسی تمایل و ظرفیت اتصال آن ها به فلزات مختلف در مقایسه با نمونه ی شاهد فراهم گردید. به این منظور از روش های مختلف شامل واکنش با معرف اِلمن و همچنین بررسی تغییر در الگوی جذب نور استفاده گردید. نتایج حاصل از بررسی تحمل سویه نوترکیب به فلزات، نشان دهنده افزایش تحمل سلول های باکتری rosetta-pet-41a-osti-2b به فلزات سرب، روی، نیکل و کادمیوم بود. در حالیکه سویه مذکور نسبت به مس مقاومت نشان نداد. اندازه گیری و مقایسه میزان فلز در فاز محیط کشت سویه های شاهد و نوترکیب نشان دادکه پروتئین نوترکیب gst-osmti-2b موجب کاهش فلزات سرب، کادمیوم، نیکل، مس و روی بترتیب به میزان 85/15، 07/12، 08/12، 51/10 و 47/12 ppm از محیط کشت گردید. برای اندازه گیری قابلیت اتصال پروتئین به فلزات ابتدا این پروتئین با استفاده از کروماتوگرافی جذبی خالص سازی شد. پروتیئین در معرض فلزات مختلف قرار گرفت. فرایند دیالیز برای حذف فلز های اتصال نیافته انجام شد. از واکنش پروتئین های حاصله با معرف المن مشخص شد که تمایل پروتئینgst-osmti-2b به فلزات بررسی شده بترتیب بصورتpb>zn>cd>ni>cu می باشد. بعلاوه در این تحقیق قابلیت اتصال پروتئین osmti-2b به فلز سرب با قابلیت اتصال سه ایزوفرم دیگر mt برنج به نام های gst-osmti-1b، gst-osmti-3a و gst-osmti-2bکه به ترتیب متعلق به تیپ یک، سه و چهار هستند و قبلا به صورت هترولوگ در باکتری e. coli تولید شده بودند مورد مقایسه قرار گرفت. با استفاده از رسم منحنی رشد و اندازه گیری میزان فلز در فاز محیط کشت سویه های نوترکیب و همچنین بررسی قابلیت اتصال پروتئین های خالص در محیط in vitroبه نظر می رسید gst-osmti-2b در مقایسه با دیگر ایزوفرم ها، مقدار بیشتر سرب را جذب می کند. این مطالعه به خوبی نشان داد که ایزوفرم های مختلف mt از یک گیاه قابلیت اتصال متفاوتی به فلزات مختلف دارند.

لایه آلرون لایه ای نازک در بذر غلات می باشد که در جوانه زنی بذر نقش کلیدی دارد. امکان جداسازی لایه آلرون بذر جو از سایر بافت های بذر و هم چنین کشت آن در بافر مناسب، باعث شده است تا محققان آن را به عنوان سیستم مدل برای مطالعه سیگنال های گیاهی در سطح مولکولی استفاده کنند.تا به حال به کمک این سیستم، میزان سنتز و فعالیت آنزیم ها و پروتئین های مختلف در رشد و جوانه زنی بذر مورد ارزیابی قرار گرفه اند. از جمله ی این مطالعات بررسی اثرهورمون ga بر تولید و ترشح آنزیم آلفاآمیلاز به عنوان مهمترین آنزیم در هیدرولیزآندوسپرم نشاسته ای می باشد. اما تاکنون در مورد نقش هورمون اتیلن بر روی چگونگی سنتز و ترشح آنزیم های آلفاآمیلاز و لیمیت دکستریناز که هر دو در لایه آلرون و در پاسخ به هورمون ga، تولید می شوند اشاره ای نشده است. در این مطالعه سعی شد تا نقش هورمون گیاهی اتیلن بر روی سنتز و ترشح پروتئین-های القا شده با هورمون جیبرلیک اسید از لایه آلرون مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور لایه آلرون به مدت 24 ساعت با هورمون ga درغلظت 5 میلی مولار انکوبه شد. سپس، بدون تعویض بافر در حضور ga هورمون اتفن به غلظت های مختلف 0، 1/0، 1، 10، 100، 250، 500، 1000، 2000 5000 و 10000 ppm اضافه شد. پروتئین محلول از لایه آلرون استخراج و بر روی ژل sds-page الکتروفورز شد. همچنین، بافر کشت مربوط به هر تیمار جمع آوری و پروتئین های آن با استفاده از رسوب دهی تغلیظ شد و بر روی ژل sds-page الکتروفورز شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اتفن تا 10000 ppm، میزان پروتئین کل باقی مانده در لایه آلرون کم شده و از طرف دیگر مقدار پروتئین های خارج شده از لایه آلرون به طور قابل توجهی افزایش یافته است. برای بررسی تغیرات کمی، میزان پروتئین های محلول به روش برد فور تعیین غلظت شد. به منظور تعیین اثر هورمون اتفن بر روی سنتز و ترشح آنزیم آلفاآمیلاز به کمک آنتی بادی های مربوط به هر آنزیم از تست وسترن بلات استفاده شد . این آزمایش نشان داد میزان آزاد سازی هر دو آنزیم با افزایش غلظت اتفن اعمال شده بیشتر می شود. با توجه به تاثیر اتفن بر روی افزایش فعالیت زایلاناز که در تحقیقات قبلی به اثبات رسیده است، آزادساری پروتئین ها در اثر اتفن را می توان ناشی از اثر هورمون اتیلن بر ساختمان دیواره سلولی سلول های لایه آلرون دانست. تاثیر القایی اتفن در آزاد سازی پروتئین ها در مورد آنزیم ld نیز مشاهده شد. بطوریکه با وجود اینکه خروج این آنزیم از آلرون های تیمار شده با ga بعد از 24 ساعت مشاهده نشد و معمولا خروج این آنزیم تا 72 ساعت تیمار با ga به تاخیر می افتد با حضور اتفن در بافر خروج آن نیز القا می گردد.