耐盐基因HAL1的克隆及植物表达载体的构建

对编码调节离子转运蛋白的基因HAL1进行克隆、序列测定,并对植物表达载体进行构建。基因测序分析表明：该基因含有885个核苷酸,与GenBank上公布的HAL1基因的核苷酸同源性为99.30%,氨基酸序列同源性为99.32%。利用HindⅢ和XbaⅠ切点插入质粒pBY505的Actin启动子与PIN终止子之间,构建成适宜于直接转化法转化植物的表达载体pBHAL1。     

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。     

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。     

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。     

川芎甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及序列分析

以川芎(Liqusticum churning Franch Hort)为材料,采用RT-PCR和RACE方法,从新鲜的嫩叶中克隆出甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的cDNA序列。克隆到的cDNA序列全长为2 211 bp,编码一条由508个氨基酸残基组成的多肽,其核酸序列与人参的BADH基因的cDNA序列同源性为86%,对应编码氨基酸序列同源性为91%。将得到的序列提交GenBank,序列号为HM352764。与其他植物BADH的氨基酸序列比对,川芎BADH具有相同功能区域,包括N-端信号肽、底物结合及酶催化位点,因而可以参与甜菜碱的合成反应。对川芎BADH与其他植物BADH的氨基酸序列的进化分析表明,其与五加科人参的同源性较近。     

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。     

NaCl胁迫对转甜菜碱醛脱氢酶基因美丽胡枝子生理的影响

[目的]为探讨外源基因的导入对植物渗透调节的影响。[方法]以同时培育的美丽胡枝子盆栽苗为材料,测定在不同浓度（0、0．5％、1．0％、2．0％）NaCl溶液处理下转甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH）植株及非转基因植株的部分生理指标。[结果]在未进行NaCl溶液处理时,转BADH的美丽胡枝子与非转基因植株的脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、丙二醛含量及SOD活性均不存在明显差异。随着盐浓度的增大,转BADH植株在积累甜菜碱、脯氨酸、可溶性糖能力方面明显强于非转基因植株,且转基因的不同株系之间也存在一定差异;各类植株的SOD活性随盐胁迫强度的增大均有所增强,但转基因植株与非转基因植株之间差异不显著,此外,转BADH的美丽胡枝子与非转基因植株相比,可明显抑制丙二醛在体内的快速积累。[结论]外源基因BADH的导入可提高美丽胡枝子植株在盐胁迫下的渗透调节能力,且不同转基因株系表现不同。     

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]     

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。     

新疆野生冰草抗旱功能基因BADH的克隆及表达载体的构建

[目的]克隆新疆野生冰草抗旱相关基因甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因,为进一步研究其抗旱功能奠定基础.[方法]利用同源克隆法和RACE方法扩增获得新疆草原区强抗旱植物沙生冰草抗旱相关基因BADH,并将其构建到植物表达载体pBI121上.[结果]克隆获得的新疆野生沙生冰草抗旱相关基因BADH全长1 422 bp,编码区序列全长为1 182 bp,GenBank注册号为GU181396.1,并成功构建了植物过表达载体.     

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。     

海岛棉DREB基因的克隆及植物表达载体的构建

根据GenBank上公布的棉花GhDREB1基因序列设计特异性引物,从海岛棉中克隆了一个与DREB类基因同源的cDNA序列,命名为XHDREB。序列分析表明,该cDNA序列长度为651 bp,推测含有216个氨基酸,分子量为24.6 kDa,等电点为9.46。同源性分析表明,它与GhDREB1的氨基酸序列同源性为85.19%。所编码蛋白具备DREB1转录因子的特征:含有58个氨基酸组成的AP2 DNA结合域以及两个DREB1/CBF特征氨基酸序列PKKRAGRKKFRETR和DSAWR。然后将XHDREB基因连接到pCAMBIA2300-35SOCS质粒上,构建了植物表达载体。     

PEG6000渗透胁迫对藜幼苗叶片渗透调节物质的影响

[目的]为了探讨藜的耐旱机理,为藜的人工栽培及推广提供理论依据和实践指导。[方法]藜幼苗长到六叶期时,浓度分别为0、5%、10%、20%的PEG6000进行渗透胁迫处理,分别处理01、、35、、7和9 d后从植株上部第3~5叶片功能叶片进行各项生理指标的测定。[结果]在5%PEG胁迫下,藜幼苗叶片的渗透调节物质含量缓慢增加,相对含水量(RWC)下降较小,在10%、20%PEG胁迫下,可溶性蛋白质、甜菜碱含量先升后降,RWC下降幅度较大。10%PEG胁迫的第5天藜幼苗叶片RWC降到62%,叶片开始萎焉;20%PEG胁迫的第3天RWC降到61.9%,叶片开始出现萎焉现象,第7天RWC降到48.6%,叶片干黄。5%、10%2、0%PEG胁迫到第7天时藜幼苗叶片脯氨酸含量分别是对照的7.64、10.92、9.4倍。[结论]藜对适度的渗透胁迫具有一定的适应性,但高浓度、长时间的PEG渗透胁迫会对藜造成严重损伤。     

不同盐渍环境藜颉颃逆境演化结构比较

[目的]揭示盐生植物颉颃盐渍逆境的演化结构尤其是晶体的分布特点,为应用生物学技术治理盐渍环境提供第一手资料。[方法]采用高清显示植物组织晶体方法和石蜡切片法,对埃及红海岸边高盐度地区和吉林长岭草原一般盐渍环境的藜（Chenopodium albumL.）进行颉颃盐渍逆境的演化结构比对试验。[结果]区域化分布的晶体和发达的同化组织是藜颉颃盐渍逆境的重要演化结构特征,二者茎皮层均具有程度相近的不连续的晶体环,而高盐度地区藜的茎皮层中以及叶肉中的同化组织发达程度显著高于一般盐渍环境。二者的其他比较结果还表明,发达的角质层和髓也是盐渍环境中植物颉颃逆境的重要演化结构。[结论]研究结果为利用结构植物学技术研究植物的耐盐机理提供了一条很有价值的研究思路,即晶体可能成为抗盐植物的鉴别特征。     

不同盐渍环境藜颉颃逆境演化结构比较(英文)

[目的]揭示盐生植物颉颃盐渍逆境的演化结构尤其是晶体的分布特点,为应用生物学技术治理盐渍环境提供第一手资料。[方法]采用高清显示植物组织晶体方法和石蜡切片法,对埃及红海岸边高盐度地区和吉林长岭草原一般盐渍环境的藜(Chenopodium albumL.)进行颉颃盐渍逆境的演化结构比对试验。[结果]区域化分布的晶体和发达的同化组织是藜颉颃盐渍逆境的重要演化结构特征,二者茎皮层均具有程度相近的不连续的晶体环,而高盐度地区藜的茎皮层中以及叶肉中的同化组织发达程度显著高于一般盐渍环境。二者的其他比较结果还表明,发达的角质层和髓也是盐渍环境中植物颉颃逆境的重要演化结构。[结论]研究结果为利用结构植物学技术研究植物的耐盐机理提供了一条很有价值的研究思路,即晶体可能成为抗盐植物的鉴别特征。     

NaCl胁迫对藜幼苗叶片渗透调节物质和保护酶的影响

[目的]研究不同浓度NaCl胁迫对藜叶片中渗透调节物质和保护酶活性的影响,以探讨藜的耐盐机理,为藜的人工栽培及推广提供理论依据。[方法]待藜幼苗长到4叶期时,用0%、0.6%、1.2%、1.8%NaCl溶液进行根部胁迫处理,分别于处理0、1、3、5、7 d后从藜幼苗上部取第3～5片功能叶片进行各项生理指标的测定。[结果]在0.6%NaCl胁迫下,渗透调节物质（可溶糖、脯氨酸和可溶性蛋白质）含量和保护酶（SOD、POD和CAT）活性都是缓慢增加的,丙二醛含量增加不大,膜脂过氧化水平低。在1.2%、1.8%NaCl胁迫下,渗透调节物质（可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质）含量随胁迫时间的延长而增加,SOD、POD、CAT活性随胁迫时间的延长先升高后降低,丙二醛含量显著提高,膜脂过氧化水平增大。[结论]藜可以通过渗透调节物质增加和保护酶活性增大来对适度的盐胁迫有一定的适应性,但高浓度、长时间的盐胁迫会对藜造成严重损伤。     

辣椒CaCBF1A基因的克隆及非生物胁迫下表达分析

为揭示Ca CBF1A基因在辣椒抗逆机制中发挥的功能,对辣椒Ca CBF1A基因进行克隆与分析。以豫椒101为材料,根据参考基因组序列设计引物,通过PCR技术从辣椒基因组c DNA中获得CBF基因Ca CBF1A。经生物信息学分析,该基因具有一个完整的ORF(471 bp),编码156个氨基酸。Ca CBF1A编码的蛋白质包含保守的AP2 DNA结合域。对其亚细胞定位、跨膜结构进行分析,预测其定位在叶绿体中,存在跨膜结构。荧光定量PCR检测结果表明,低温、高温和盐胁迫均可诱导Ca CBF1A基因的表达,其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明Ca CBF1A是一个逆境胁迫快速响应基因,推测其在辣椒抗逆机制中起着重要的作用。     

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。