海滨锦葵耐盐基因KvSOS1的克隆与表达载体构建

为了克隆盐生植物海滨锦葵耐盐基因Kv SOS1并构建其表达载体,采用RT-PCR和RACE方法从海滨锦葵中克隆了质膜Na+/H+转运蛋白基因Kv SOS1(Gen Bank登录号KJ577576)的全长c DNA序列,长度为3 850 bp,其中开放阅读框长度为3 444 bp。Kv SOS1基因编码1个由1 147个氨基酸残基组成的蛋白,分子量为127.56 ku,理论等电点p I为6.18。疏水性分析结果表明,该蛋白N-末端具有高度疏水性,并含有11个跨膜区,C-末端为1个长约700个氨基酸残基的亲水性尾巴位于细胞质中。Kv SOS1基因编码蛋白与雷蒙德氏棉、可可和陆地棉SOS1蛋白的氨基酸序列同源性很高,分别为86%、82%和82%。系统进化树分析显示Kv SOS1基因编码蛋白与质膜Na+/H+转运蛋白、液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白(NHX)属于不同分支。同时将Kv SOS1基因构建入植物表达载体p BI121中,并成功转入农杆菌LBA4404中。     

黄瓜质膜型Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(SOS1)的克隆与序列分析

采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从黄瓜Cucumis sativusL.中克隆出质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的cDNA(CsSOS1),该cDNA全长3 638bp,其中开放阅读框为3 435bp,编码1 145个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,CsSOS1氨基酸序列与水稻OsSOS1和拟南芥AtSOS1的氨基酸序列同源性较高,分别为64%和58%,而与液泡型的Na+/H+逆向转运蛋白氨基酸序列亲缘关系较远。蛋白质跨膜结构分析表明CsSOS1包含11个完全跨膜片段。激光共聚焦显微镜显示CsSOS1基因的编码区与YFP基因融合后,定位在细胞膜上。酵母功能互补试验结果显示CsSOS1参与Na+与H+的转运,表明该基因转化酵母后可以补充酵母SOS1的缺失。     

盐芥ThNHX1基因的克隆及序列分析

为研究盐生植物的耐盐机理,根据拟南芥的序列设计引物,通过RT-PCR及RACE的方法从盐生植物盐芥中克隆出一个假定的Na /H 逆向转运蛋白基因ThNHX1.该cDNA全长2 045 bp,开放读码框长度为1 638 bp,编码一个545个氨基酸的多肽.序列分析结果表明,该序列与拟南芥的Na /H 逆向转运蛋白基因具有很高的同源性.结构分析结果表明,ThNHX1基因与AtNHX1基因具有类似的外显子和内含子构成.系统发育分析结果表明,该蛋白与液泡型的Na /H 逆向转运蛋白的亲缘关系较近,与质膜型的Na /H 逆向转运蛋白亲缘关系较远.     

大叶补血草Na+/H+逆向转运蛋白基因NHX1核心片段的克隆及序列分析

根据GenBank中已登陆植物的Na+/H+逆向转运蛋白基因的保守序列设计简并引物,以盐生植物大叶补血草总RNA为模板,通过RT-PCR方法得到长为983 bp的片段,将其克隆到pGM-T载体上,经PCR和酶切鉴定筛选得到阳性克隆,并进行测序.通过DNAMAN软件对该序列进行同源性比对,结果表明,本研究所克隆的基因片段编码的氨基酸序列与拟南芥、小麦、滨藜、番杏、冰叶日中花的Na+/H+逆向转运蛋白同源性很高,其同源性分别为80.06%、72.00%、82.07%、82.37%和82.37%,表明该序列确属Na+/H+逆转运蛋白基因的部分片段,同时也说明Na+/H+逆向转运蛋白基因在植物中高度保守.     

转Na^＋／H^＋逆向转运蛋白（PeNhaD1）基因派间杂种110杨的获得

胡杨Na+/H+逆向转运蛋白基因(PeNhaD1)编码一种质膜Na+/H+逆向转运蛋白,在胡杨细胞拒盐机制中具有重要作用.本研究利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefacience)介导的叶盘法将PeNhaD1基因转入盐敏感且速生的派间杂种110杨(P.deltoidesX P.maximozoiczi‘Eridano')中.经PCR和PCR-Southern检测已获得转PeNhaD1基因的110杨再生植株.     

渗透胁迫调节基因--Na+/H+ Antiporter基因与植物耐盐性

Na+/H+ Antiporter基因与植物耐盐性密切相关,其编码产物Na+/H+逆向转运蛋白通过Na+ 外排和Na+ 区隔化来维持植物细胞内较低的Na+ 水平,降低Na+的毒害,从而对植物的耐盐性起重要作用.     

珠美海棠Mz_2NHX1基因的克隆和序列分析

以珠美海棠幼苗根系的c DNA为模板,根据珠美海棠NHX1(GQ503257)的保守序列设计引物,通过RT-PCR扩增得到目的基因全长1 865 bp,包含1个1 635 bp的开放阅读框,编码544个氨基酸,其核苷酸序列与苹果(GU338395)、玫瑰(KC188664)、杨树(ACU01853)的核苷酸序列同源性分别是95%、93%、91%。其对应的氨基酸序列与拟南芥(AAF21755)、玫瑰(BAD93487.1)和大叶补血草(BAB11940)液泡型Na+/H+逆向转运蛋白的氨基酸序列的同源性分别是79%、87%、79%,说明该蛋白是一种定位于液泡膜的Na+/H+逆向转运蛋白,该基因属于液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因。它编码的蛋白质分子量为60.5 ku,理论等电点(p I)为8.85,二级结构主要由α-螺旋、β-折叠和不规则卷曲构成,其N-末端具有12个跨膜疏水片段,C-末端具有亲水的长链尾巴,在跨膜片段内含有氨基酸保守序列85-LFFIYLLPPI-94,是Na+/H+逆向转运蛋白抑制剂氨氯吡嗪咪的结合位点。     

Na~+/H~+逆向转运蛋白与植物耐盐性的关系

植物抵御盐胁迫的有效策略之一是将细胞质中过多的Na+区隔化在液泡,这一过程是由液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白完成的.概述了 Na+/H+逆向转运蛋白的分子结构和功能,在次基础上介绍了该蛋白对盐胁迫的响应和耐盐性的关系,并简述了其基因的克隆和表达调控,同时对Na+/H+逆向转运蛋白研究的前景做了展望.     

木榄Na~+/H~+逆向转运蛋白基因的克隆

根据北滨藜、胡杨、毛白杨、番杏、盐爪爪、盐角草等已发表的逆向转运蛋白的保守区设计简并引物,通过RT-PCR和RACE技术,从木榄(Bruguiera gymnorrhiza)中克隆Na+/H+逆转运蛋白长度为2130bp的cDNA全长序列,开放阅读框1626bp,编码541个氨基酸和一个终止子,含10个跨膜区。蛋白序列同源分析表明它与蓖麻、胡杨、葡萄、百脉根等植物的液泡膜型Na+/H+逆向转运蛋白序列具有很高的同源性(80%以上),表明该序列确属Na+/H+逆转运蛋白家族的基因,在细胞中起到Na+区隔化作用。     

角碱蓬NHX1基因的克隆及在烟草中的表达

Na+/H+逆向转运蛋白在植物抗盐碱的过程中起着至关重要的作用。本实验首次从角碱蓬中克隆出Na+/H+逆向转运蛋白基因NHX1,并将其连接到真核表达载体pBIGFP中,通过农杆菌LBA4404介导转化至烟草中。最后的分子检测实验结果表明,NHX1基因成功整合到了烟草的基因组中并得到了有效表达。     

獐茅液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因AlNHX转化水稻的耐盐性研究

为提高转基因植物的耐盐性,本研究利用农杆菌介导的方法将獐茅液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因AlNHX组成型表达在日本晴粳稻中。PCR鉴定结果表明,AlNHX基因已经整合到日本晴粳稻中,并在转录水平上表达。转AlNHX基因水稻的耐盐性明显提高。用NaCl经5d培养处理后,转基因水稻可以在含有0～200mmol/L NaCl的MS培养基中生长,而野生型水稻无法在含盐量超过150mmol/L NaCl的MS培养基中生长。     

Na~+/H~+逆向转运蛋白基因在甜瓜不同品种中的表达

Na＋/H＋逆向运输蛋白基因在植物耐盐性方面起着极为重要的作用。根据同源基因保守序列设计引物,通过RACE方法从甜瓜中克隆了Na＋/H＋逆向转运蛋白基因,命名为CmNHX1（FJ843078）。序列分析表明,该基因全长2 534bp,开放读码框为1 659bp,编码553个氨基酸多肽。氨基酸同源性分析表明该蛋白与液泡型Na＋/H＋逆向转运蛋白的亲缘关系较近,与质膜型Na＋/H＋逆向转运蛋白的亲缘关系较远。RT-PCR表达分析结果表明,CmNHX1在甜瓜根茎叶中均有表达,而且随着NaCl浓度和处理时间的增加,在根中表达持续增强,叶片中表达持续下降。耐盐品种‘金辉’根、茎和叶中的CmNHX1表达均高于盐敏感品种‘天仙’根、茎和叶中的表达。有趣的是在根中的表达,CmNHX1相对表达量在‘金辉’中是‘天仙’的2倍。CmNHX1在盐敏感酵母突变体中表达可以提高转化子对NaCl的耐受性,说明CmNHX1具有转运Na＋的功能。研究结果表明CmNHX1是一个液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白,在甜瓜盐胁迫过程中起着重要作用。     

自贡大公古盐井中嗜盐菌的Na~+/H~+离子逆转运蛋白基因筛选

[目的]筛选四川自贡大公古盐井中嗜盐微生物的Na+/H+离子逆转运蛋白基因,并对其结构和编码蛋白进行分析。[方法]构建自贡大公古盐井中嗜盐微生物的Na+/H+离子逆转运蛋白宏基因组文库,通过与Na+/H+离子逆转运蛋白基因缺陷宿主菌株E.coliKNabc的功能互补筛选Na+/H+离子逆转运蛋白基因。并通过生物信息学方法对该基因的起始密码子、终止子、ORF、-35区、-10区和SD序列以及编码蛋白的分子量、等电点、疏水区域、跨膜区域、系统进化和耐盐特性进行分析。[结果]筛选到1个新的Na+/H+离子逆转运蛋白基因m-nha,该基因能够赋予E.coli KNabc在盐和碱性条件下良好生长的能力。[结论]由于m-nha编码蛋白在氨基酸序列和结构上不同于以往报道的Na+/H+离子逆转运蛋白,故鉴定该基因为1个新的Na+/H+离子逆转运蛋白基因。该研究结果对于理解古盐井中嗜盐微生物的嗜盐机制,开发利用古盐井中的基因资源及寻找新的耐盐基因具有重要的意义。     

自贡大公古盐井中嗜盐菌的Na~+/H~+离子逆转运蛋白基因筛选(英文)

[目的]筛选四川自贡大公古盐井中嗜盐微生物的Na+/H+离子逆转运蛋白基因,并对其结构和编码蛋白进行分析。[方法]构建自贡大公古盐井中嗜盐微生物的Na+/H+离子逆转运蛋白宏基因组文库,通过与Na+/H+离子逆转运蛋白基因缺陷宿主菌株E.coliKNabc的功能互补筛选Na+/H+离子逆转运蛋白基因。并通过生物信息学方法对该基因的起始密码子、终止密码子、ORF、-35区、-10区和SD序列以及编码蛋白的分子量、等电点、疏水区域、跨膜区域、系统进化和耐盐特性进行分析。[结果]筛选到1个新的Na+/H+离子逆转运蛋白基因m-nha,该基因能够赋予E.coliKN-abc在盐和碱性条件下良好生长的能力。[结论]由于m-nha编码蛋白在氨基酸序列和结构上不同于以往报道的Na+/H+离子逆转运蛋白,故鉴定该基因为1个新的Na+/H+离子逆转运蛋白基因。该研究结果对于理解古盐井中嗜盐微生物的嗜盐机制,开发利用古盐井中的基因资源及寻找新的耐盐基因具有重要的意义。     

Growth factors induce phosphorylation of the Na+/H+ antiporter, glycoprotein of 110 kD

The Na+/H+ antiporter, which regulates intracellular pH in virtually all cells, is one of the best examples of a mitogen- and oncogene-activated membrane target whose activity rapidly changes on stimulation. The activating mechanism is unknown. A Na+/H+ antiporter complementary DNA fragment was expressed in Escherichia coli as a beta-galactosidase fusion protein, and a specific antibody to the fusion protein was prepared. Use of this antibody revealed that the Na+/H+ antiporter is a 110-kilodalton glycoprotein that is phosphorylated in growing cells. Mitogenic activation of resting hamster fibroblasts and A431 human epidermoid cells with epidermal growth factor, thrombin, phorbol esters, or serum, stimulated phosphorylation of the Na+/H+ antiporter with a time course similar to that of the rise in intracellular pH.     

玉米Na~+/H~+逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定

[目的]克隆玉米Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,为研究此类基因在玉米非生物胁迫抗性机制中的功能奠定基础。[方法]采用电子克隆、RT—PCR、生物信息学方法,从玉米基因组中克隆1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,并鉴定该基因编码产物的跨膜结构预测以及在盐胁迫下的表达模式等信息。[结果]利用电子克隆方法,从玉米中克隆出1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1;Zm-SOS1基因的开放阅读框长3411bp,编码1136个氨基酸;序列分析表明,ZmSOS1蛋白与拟南芥和水稻同源物AtSOSl、OsSOS1的氨基酸序列一致性分别为61％和82％;RT—PCR分析表明,ZmSOS1基因的表达可以被盐胁迫诱导增强,表明其可能在玉米耐盐性上发挥功能。[结论]ZmSDS1是一个公认的质膜型Na^＋／A^＋逆向转运蛋白基因,并可能参与玉米的非生物胁迫反应。     

大肠杆菌Top10Na~+/H~+反向运输体A基因的克隆及生物信息学分析

根据细菌中存在的Na+/H+反向运输体(Na+/H+antiporterA,nhaA)的基因序列,采用PCR扩增的方法从大肠杆菌(Escherichia coli)Top10中克隆到了nhaA基因(Acession Numeber:EU368045)。nhaA开放阅读框为1 167 bp,编码含有388个氨基酸残基,分子量为41.3 kDa的蛋白,预测等电点为9.23。nhaA含有25个碱性氨基酸,19个酸性氨基酸,211个疏水氨基酸及63个极性氨基酸。二级结构预测表明,该蛋白含约50%的α-螺旋、18%的延伸链、7%的β-转角和25%的不规则卷曲。亲疏水性分析显示,nhaA是疏水性蛋白。跨膜结构进行分析显示该蛋白含有11个跨膜区域。序列分析表明,大肠杆菌Top10 nhaA基因与大肠杆菌DH5α、大肠杆菌HS、大肠杆菌SECEC SMS-3-5和大肠杆菌CFT073的nhaA基因同源性分别为100%、98%、95%和92%。大肠杆菌Top10 nhaA基因的克隆及生物信息学分析为今后对nhaA的进一步深入研究奠定了基础。     

花花柴耐盐相关基因NHX的克隆与分析

植物NHX属于Na＋/H＋逆向转运蛋白NHE/NHX亚家族的成员,为阳离子逆向转运蛋白家族的一个亚类,具有调节细胞内pH值和Na＋的浓度及维持细胞内离子稳态等多种功能。为进一步开发新疆盐生植物耐盐相关基因资源,本研究以盐生植物花花柴为材料,利用分子克隆技术,从总RNA中克隆编码Na＋/H＋逆向转运蛋白基因。依测序结果判断已从花花柴cD-NA中克隆到1253 bp的NHX基因片段,并对该序列进行数据库搜索和对序列比对分析。结果显示一致性达到68.77%,可以用于构建植物表达载体进行相应的功能鉴定。     

Whole-genome identification and expression analysis of K~+ efflux antiporter(KEA) and Na~+/H~+ antiporter(NHX) families under abiotic stress in soybean

Sodium toxicity and potassium insufficient are important factors affecting the growth and development of soybean in saline soil. As the capacity of plants to maintain a high cytosolic, K+/Na+ ratio is the key determinant of tolerance under salt stress. The aims of the present study were to identify and analyse expression patterns of the soybean K+ efflux antiporter(KEA) gene and Na+/H+ antiporter(NHX) gene family, and to explore their roles under abiotic stress. As a result, 12 soybean Gm KEAs genes and 10 soybean Gm NHXs genes were identified and analyzed from soybean genome. Interestingly, the novel soybean KEA gene Glyma16g32821 which encodes 11 transmembrane domains were extremely up-regulated and remained high level until 48 h in root after the excessive potassium treatment and lack of potassium treatment, respectively. The novel soybean NHX gene Glyma09g02130 which encodes 10 transmembrane domains were extremely up-regulated and remained high level until 48 h in root with Na Cl stress. Imaging of subcellular locations of the two new Glyma16g32821-GFP and Glyma09g02130-GFP fusion proteins indicated all plasma membrane localizations of the two novel soybean genes. The 3D structures indicated that the two soybean novel proteins Glyma09g02130(NHX) and Glyma16g32821(KEA) all belong to the cation/hydrogen antiporter family.