三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的克隆及序列分析

以藜科植物山菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的保守区设计引物，通过RT-PCR技术，从三角叶滨藜cDNA中分离了两个BADH基因片段BADH3和BADH5，并利用巢式PCR、cRACE以及3′-RACE获得全长BADH3。测序结果表明，BADH3和BADH5之间的核苷酸同源性为81％，其推测的氨基酸序列同源性80％。全长BADH3核苷酸序列长1815bp，79～1578bp为一个开放阅读框架，推测的氨基酸序列全长500个氨基酸残基，相对分子质量为54700，pI为5．5。其核苷酸序列和推测的氨基酸序列与山菠菜同源性分别为95％和93％。由三角叶滨藜3′端部分BADH基因的克隆gBADH1和gBADH2推测的外显子序列分别与BADH5和BADH3完全一致，且gBADH1和gBADH2的内含子插入位置和大小有较大差异。表明三角叶滨藜BADH基因是一个多基因家族，至少存在2个成员。     

枸杞甜菜碱醛脱氢酶基因全长cDNA的克隆与表达分析

根据GenBank中的植物甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的同源保守区设计简并引物,采用RT-PCR技术从枸杞中扩增出BADH基因的部分保守序列,并利用巢式PCR、5′-RACE和3′-RACE获得BADH基因的全长cDNA。测序结果表明:BADH全长为1 869 bp,包含1 512 bp长的开放读码框(ORF),编码1个含503个氨基酸残基、分子质量为55.12 ku、等电点(PI)为5.19,包括醛脱氢酶高度保守序列VTLELGGKSP和其后287 bp处与酶功能有关的Cys的假定蛋白质。mRNA分析表明:BADH基因在枸杞幼苗组织中受高盐胁迫和低温胁迫的上调诱导表达,表明该基因可能在植物抵御非生物胁迫中发挥重要作用。     

榛子甜菜碱醛脱氢酶基因BADH的克隆及在越冬过程中的表达特性分析

甜菜碱是高等植物体内一种重要的渗透调节物,甜菜碱醛脱氢酶(Betaine aldehyde dehydrogen-ase,BADH)是甜菜碱合成的关键酶之一,本文基于Solexa技术对平榛花芽转录组测序结果的分析采用RACE-PCR技术克隆到一个平榛BADH基因,命名为ChBADH(HQ700873)。ChBADH cDNA全长1 691 bp,具有一个1 512 bp的潜在编码区,编码503个氨基酸,预测其蛋白质相对分子量54.7 ku,理论等电点为5.44。Ch-BADH具有BADH家族保守的VSLELGGKSP功能活性位点和特征多肽序列,序列比较和生物信息学分析结果显示ChBADH在保守结构域和其他植物来源的BADH享有高度的一致性。以ACTIN为内参,对ChBADH基因在四个时期平榛的表达模式进行了初步的研究,荧光定量结果表明,ChBADH在寒冬时期被强烈的诱导表达,是非冷适应时期的3.5倍,推测该基因可能与榛子花芽越冬有紧密关系。     

杜梨甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及非生物胁迫下的转录反应

盐胁迫是限制作物生长和产量的主要环境因素之一,它直接导致植物组织和细胞的水分丧失。为了防御细胞失水,植物积累渗透保护物质甘氨酸甜菜碱(Glycine betaine,GB)来维持植物细胞的渗透平衡[1]。植物GB合成以甜菜碱醛为底物,由甜菜碱醛脱氢酶(BADH)催化生成。不同植物BADH基因的mRNA转录水平均受到盐胁迫诱导上[2-5]     

植物甜菜碱醛脱氢酶基因研究进展

对近年来植物甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的研究现状进行了系统分析。对目前已分离到的10个不同种植物BADH基因的序列分析发现:该基因编码区序列趋于保守;在不同物种间存在拷贝数不同的差异;其表达也存在转录或转录后水平的差异,具有组织特异性、组成型和诱导型的不同表达类型;氨基酸序列同源性反映的种间关系与这些种的系统分类位置一致,表明该基因的进化与植物的系统进化间具有密切关系。此外,还对信号肽区域、外显子剪切位点以及BADH定位的变化等进行了分析。     

转甜菜碱醛脱氢酶基因水稻的获得

利用农杆菌介导法,将来源于山菠菜的甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)转到水稻品种丰优516成熟胚诱导的愈伤组织,所获得的G418抗性植株,分别在含有5g/L和8g/LNaCl的生根培养基上进行耐盐性筛选,然后对抗性植株进行PCR分子检测,最终获得73株耐盐的转BADH基因植株。     

转甜菜碱醛脱氢酶基因玉米的田间筛选及生理分析

为了对已获得的转甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)玉米3个株系的后代进行田间耐盐性鉴定,采用稀释1倍的人工海水在温室内模拟田间盐胁迫进行处理,结果表明:在盐胁迫条件下,转BADH基因玉米成活率较对照高,转基因株系的叶片电导率极显著地低于对照,而叶绿素含量极显著地高于对照。转基因株系后代的耐盐性与对照材料相比具有明显的优势,验证了在田间盐胁迫条件下,BADH基因在转基因玉米后代中的表达,同时也为培育转BADH基因玉米纯系奠定基础。     

甜菜碱醛脱氢酶基因转化速生杨107的研究

利用农杆菌介导法将甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因导入速生杨107号中,以提高其耐盐性.对650个叶盘进行抗生素筛选获得25株抗性芽,PCR检测表明,BADH基因已整合到其中10株的基因组中.耐盐筛选结果表明,转基因植株在NaCl浓度为50、100mmol/L的生根培养基上生长情况均好于未转化植株;相对电导率测定结果表明,在同等盐胁迫下转基因植株细胞膜较未转化植株能更好的保持其完整性.     

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因5′侧翼序列的克隆与分析

根据三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)5′端序列设计特异引物,采用反向PCR技术从三角叶滨藜总DNA中扩增并克隆了该基因的5′侧翼区约855bp的片段。距起始密码子ATG77bp处的T碱基为可能的转录起始位点。在-25～-30bp、-260～-265bp、-337～-342bp以及-715～-720bp含有推测的TATA box(TATAAA),在-389～-393bp和-720～-724bp含有推测的CAAT box(CCAAT),以及在-112～-116bp和-397～-401bp含有推测的ABA作用元件CACGT。仅其-178～-1bp区与中亚滨藜BADH基因启动子区高度同源,同源性为90%。该BADH基因5′侧翼区与其它植物BADH基因的启动子区无同源性。     

不同盐碱化草地羊草甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶活性的变化

在不同程度盐碱胁迫样地和生育期双重影响下,对松嫩草地羊草甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)活性的变化进行了研究。结果表明:甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)活性随着土壤盐碱化程度的加重而增加。在盐碱化程度最严重的6号样地,羊草中的甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)活性最高;同一样地,随着生育期的不同,甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)活性都表现为单峰曲线。在盐碱化程度最重的6号样地羊草叶片中积累了较高含量的甜菜碱可能是羊草耐受盐碱胁迫的主要原因之一。     

转麻疯树甜菜碱醛脱氢酶基因提高烟草耐盐性

 【目的】研究麻疯树甜菜碱醛脱氢酶(JcBD1)的功能。【方法】通过RT-PCR和RACE的方法从麻疯树中克隆甜菜碱醛脱氢酶基因（JcBD1）的全长cDNA序列。将从麻疯树中克隆的JcBD1 cDNA与CaMV 35S组成型启动子融合,构建植物表达载体pBI-JB,利用根癌农杆菌介导转入烟草。对获得抗性的植株用PCR、RT-PCR及Western杂交检测分析,同时测定转基因烟草植株的电导率、JcBD1酶活性及抗盐性等特性。【结果】由JcBD1 cDNA序列推测的JcBD1氨基酸序列与已知的BADH具有很高的同源性,包括BADH家族绝对保守区域十肽“VSMELGGKSP”和半胱氨酸残基。这两部分区域在甜菜碱醛脱氢酶底物特异性结合过程中起着重要作用,与酶的催化活性有关。PCR及RT-PCR检测证明外源JcBD1已整合到烟草基因组中并成功表达,转化率为56.7%。转基因植株的电导率明显低于未转基因植株。盐胁迫处理后,在转基因植株的蛋白提取样中能检测到Western杂交信号,而在未转基因植株中没有检测到杂交信号;转基因植株的蛋白提取样中能检测到甜菜碱醛脱氢酶活性,而对照没有活性,表明JcBD1在转基因植株中得到了表达。转JcBD1烟草在盐胁迫下,生长势明显强于未转基因植株。【结论】JcBD1能在异源植物中正常翻译、表达;JcBD1是盐害胁迫相关的重要基因。     

羊草乙醛脱氢酶（ALDH）基因片段的克隆及表达分析

[研究目的]克隆羊草的乙醛脱氢酶ALDH基因片段,研究该基因在不同条件下的表达情况。[方法]采用RT-PCR技术克隆羊草的ALDH基因片段,并对其核苷酸和氨基酸序列进行分析,采用RealTimeRT-PCR方法研究该基因的表达。[结果]获得了羊草的ALDH基因片段,长度为675bp,编码225aa。核苷酸序列比较表明,与水稻ALDH1a序列(AB037421)同源性为86%,与玉米RF2C(AF348413)同源性为85%。BLASTp分析,该序列与水稻、玉米、拟南芥的乙醛脱氢酶一致性分别高达87%、86%、60%,含有醛脱氢酶基因家族的保守结构域。RealTimeRT-PCR数据表明,在诱导条件下该基因的表达量呈先升高后降低的趋势。总体上来说,该基因对盐的响应要高于干旱和冷冻。[结论]成功获得了羊草ALDH基因片段,并研究了该基因的表达情况,为进一步克隆羊草ALDH全长基因奠定了基础。     

四倍体刺槐转甜菜碱醛脱氢酶基因的研究

 利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens Conn)介导法,将山菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因转入四倍体刺槐(Robinia pseudoacacia L.)。结果表明,以愈伤组织作为外植体、液体分化培养基(MS+6-BA 2.0 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1)活化农杆菌、转化培养基中2 0 mg·L-1乙酰丁香酮、菌液浓度OD600值0.3-0.7、预培养1～2d、浸染4～8 min、共培养4～8 d、延迟1 5 d选择的条件下,4 00 mg·L-1头孢霉素可有效     

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及植物表达载体的构建

通过RT PCR技术从盐生植物三角叶滨藜总RNA中,扩增并克隆了BADH68基因。该基因全序列显示,核苷酸序列长1520bp,12～1515bp为1个开放阅读框架,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,其核苷酸序列与菠菜和山菠菜同源性分别为89%和95%。利用BamHI和SacI酶切位点将BADH68基因连接到pCAMBI A2301的多克隆位点,并把35S启动子和nos终止子分别连接到BADH基因的上游和下游的多克隆位点上,获重组植物表达质粒pCAMATBADH682,并转入根癌农杆菌LBA4404中,获LBA4404(pCBAMATBADH682)菌种。     

新疆耐盐植物藜的甜菜碱醛脱氢酶基因(CaBADH)的克隆、盐胁迫表达分析及植物表达载体的构建

[目的]为开展植物耐盐基因工程提供候选基因.[方法]研究以新疆耐盐植物藜为材料,利用同源克隆技术从藜中克隆到BADH基因,并通过RT-PCR方法对其在不同盐胁迫下的表达进行了初步分析,随后将该基因构建至高效植物表达载体pCN2300上.[结果](1)经测序分析并与藜科其他植物进行同源性比对显示,得到的序列为藜的BADH基因,开放阅读框长度为1 503 bp,编码500个氨基酸;(2)以BADH基因核心序列设计引物对此基因在盐胁迫下的表达进行了RT-RCR分析,发现其本底表达量较高,以100 mmol/L NaCl处理2、5、12和24 h后其表达量没有明显增加趋势,而以50 mmol/L- NaCl或KCl长期胁迫后其表达量则比对照和100 mmol/L时的表达量高;(3)经双酶切鉴定,已成功将CaBADH基因构建到植物表达载体pCN2300,得到重组质粒pCN2300-CaBADH.[结论]研究为进一步从生理和分子水平阐明藜的耐盐机制提供了一定参考.并为通过转基因技术获得耐盐作物新品种打下基础.     

猪链球菌ZKHY株gdh基因的克隆与序列分析

对猪链球菌ZKHY株的谷氨酸脱氢酶基因(gdh)进行克隆和序列分析,以ZKHY株的基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增出谷氨酸脱氢酶基因片段,克隆于pMD-18T载体,转化宿主菌JM109中进行序列测定。将测序结果与GenBank已登录序列进行核苷酸和氨基酸的同源性分析。序列分析显示,成功克隆了猪链球菌ZKHY株的gdh基因,ZKHY与已报道的猪链球菌gdh基因有密切的亲缘关系,核酸序列与血清2、7、9型的同源性为97.2%~98.4%,其中与2型菌株同源性为97.2%~97.3%;与7型菌株同源性为98.4%;与9型菌株同源性为97.6%。其编码的氨基酸序列同源性则更高,与GenBank中已收录的序列同源性在98.9%以上。ZKYH株可能是属于2、7、9型之外的其他血清型;所克隆的基因在猪链球菌之中非常保守,可以进行表达以用作免疫学方面的相关研究。     

何首乌查尔酮合成酶基因的克隆及序列分析

[目的]克隆何首乌查尔酮合成酶基因并作序列分析。[方法]以cDNA序列的保守区域设计引物,以何首乌 （ Polygonum multiflorum Thunb.）为材料,根据其他植物查尔酮合成酶（Chaleone synthase,CHS）基因eDNA序列的保守区域设计引物,利用RT-PCR和3＇-RACE进行克隆。[结果]从何首乌叶cDNA中克隆出了长度为1258bp的基因片段。序列分析表明,该片段具有典型的CHS基因家族的结构域,为何首乌的CHS基因片段,命名为PmCHS。将得到的序列提交GenBank,序列号为FJ601685。对获得的PmCHS的氨基酸序列进行比较分析,发现PmCHS含有Phe215,推测其能够催化聚酮的合成反应。何首乌CHS与其他植物CHS的氨基酸序列的进化分析表明,其与同为蓼科的虎杖和掌叶大黄的同源性较近。[结论]何首乌查尔酮合成酶基因的成功克隆为蓼科植物中蒽醌的基因工程等研究打下了良好的基础。