中亚滨藜盐诱导基因BADH cDNA片段的克隆、特性分析及中亚滨藜基因组文库的构建

中亚滨藜盐诱导基因BADH cDNA片段的克隆、特性分析及中亚滨藜基因组文库的构建

陈秀娟[1]2000年在《中亚滨藜盐诱导基因BADH cDNA片段的克隆、特性分析及中亚滨藜基因组文库的构建》文中研究指明某些高等植物(如藜科、禾本科等)中的植物在盐、旱等渗透胁迫条件下,合成并积累甘氨酸甜菜碱作为非毒性的渗透保护物质。一般认为甘氨酸甜菜碱除了作为渗透物质增加渗透压力外,还能保护酶和膜免受高盐的损伤。在高等植物中,甘氨酸甜菜碱的合成是在叶绿体中进行的,经由以下途径:胆碱—→甜菜碱醛—→甘氨酸甜菜碱。其中催化第一步反应的酶为胆碱单氧化物酶(CMO),第二步反应由甜菜碱醛脱氢酶(BADH)催化。 根据已发表的几种植物的BADH的cDNA序列设计了一对引物,通过RT-PCR方法,从中亚滨藜中扩增了甜菜碱醛脱氢酶的近5'端的序列,共393bp,与菠菜、山菠菜等BADH cDNA相应区域有着较高的同源性。以获得的BADH的cDNA片段为探针,对中亚滨藜的基因组进行Southern杂交分析,证明该基因可能是单拷贝的。Northern印迹杂交结果表明:250mM NaCl处理的植株的BADH mRNA水平比对照植株高约2—3倍,说明BADH基因的表达受盐诱导。此外,本论文还以λEMBL3/BamHI为载体极建了中亚滨藜的基因组文库,文库的原始滴度约为4×10~6pfu/ml,插入片段的大小约为16Kb。构建文库的目的是为了筛选BADH基因的启动子区。

殷晓军[2]2002年在《Ⅰ中亚滨藜盐诱导启动子的分离及功能鉴定 Ⅱ胁迫诱导盐地碱蓬促分裂原活化蛋白激酶激酶(SsMAPKK)的表达》文中研究指明许多植物在受到各种胁迫时,都会引起甘氨酸甜菜碱的积累,甘氨酸甜菜碱的生物合成与积累是植物对胁迫的一种适应机制。甘氨酸甜菜碱在高等植物、动物和微生物中广泛存在。高浓度的甘氨酸甜菜碱不会破坏细胞的正常功能,它有效的稳定和保护许多生物大分子的结构和功能,是一种非毒性的渗透保护物质。甘氨酸甜菜碱在植物对胁迫的抗性反应中起重要的作用。胁迫诱导甘氨酸甜菜碱的积累,并且甘氨酸甜菜碱积累的浓度与植物提高抗逆性密切相关。但是,一些重要的农作物如水稻、番茄、马铃薯等却没有合成甘氨酸甜菜碱的能力。在植物中,甘氨酸甜菜碱的合成途径已经在菠菜和芥菜中研究的非常研究清楚。甘氨酸甜菜碱是由胆碱起始的两部催化反应完成的,第一个酶是胆碱单氧化酶(CMO),已经被纯化,并且它是定位在叶绿体基质中;第二个酶是甜菜碱醛脱氢酶(BADH),它也主要定位于叶绿体中。由于甜菜碱合成途径非常简单,适宜于遗传工程研究。许多研究者已得到了转BADH基因植物,虽然转基因植物中BADH的表达量提高,但是甘氨酸甜菜碱的积累浓度并不高。可能的原因是BADH底物的匮乏或BADH没有正确定位到叶绿体,不能有效的发挥作用。BADH基因受胁迫诱导表达,但是对它转录调控的分子机制还不清楚。目前在遗传工程中所用的启动子多为35S,还没有高效胁迫诱导启动子的实际运用的报道。 我们以盐生植物中亚滨藜(Atriplex centralasiatica Iljin)为材料,用PT-PCR方法克隆了BADH cDNA。该基因全长1530bp,编码500个氨基酸的蛋白质。Northern blotting杂交结果表明,BADH具有组成型表达的特性。100uM ABA和400mM NaCl处理48小时后,BADH的表达增加10倍左右。说明中亚滨藜BADH的表达受到胁迫诱导,该基因的上游序列在基因诱导表达中可能起到重要的作用。为了得到 BADH基因的上游序列,我们 以 Lambda EMBL3/Budl为载体,构建了盐生植物中亚滨茵的基因组文库。该文库包含约 1.3 X 10‘个重组噬菌体,插入片段大小约为 18kb,含插入片段的频率为 100队 以中亚滨蓉甜菜碱醛脱氢酶门ADH)基因近 5’端的约 400hP片段为探针,筛选中亚滨蓉基因组文库,得到了4个阳性克隆。其中第4号克隆包含了BADH基因的全序列。该基因全长7774hP,包含15个外显子,14个内含子以及约1.2kb的上游序列。引物延伸实验确定了转录起始位点在 ATG上游的 8 foP处。在启动子序列中,除了TATA十OX外,还发现了其它一些与胁迫反应有关的元件如GC-motif,EIRE MRE,W’UN-motif,ABRE和 HSE。对启动子进行6禾缺夫构建,瞬时转化烟草叶片表明,6种构建都有活性。对转基因烟草的GUS活性分析表明,在-11 14和-892之间,-464和-234之间存在增强子元件,而在-892和-643之间存在负调控元件。

陈秀娟, 王峻岭, 赵彦修, 罗达, 张慧[3]2001年在《中亚滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因的表达特性》文中研究表明根据已发表的几种植物的甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的同源保守区设计了一对兼并引物 ,通过RT PCR方法从中亚滨藜中扩增出BADH基因的近 5′端序列 ,共 395bp ,与菠菜、山菠菜、甜菜、千穗谷、大麦的BADHcDNA相应片段的同源性较高。以此片段为探针 ,对中亚滨藜的基因组进行Southern杂交分析 ,证明该基因可能是单拷贝的。Northern印迹杂交结果表明 :NaCl 2 5 0mmol/L处理的植株的BADHmRNA水平比对照植株约高 2倍 ,说明中亚滨藜中BADH基因的表达受盐诱导

何晓兰, 刘桂华, 倪万潮, 侯喜林, 吴纪中[4]2004年在《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》文中提出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。

石磊, 甘晓燕, 陈虞超, 陈晓军, 李苗[5]2010年在《梭梭甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及序列分析》文中研究说明采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出BADH基因的cDNA序列(命名为HaBADH),其开放阅读框为1 503 bp,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,并含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C)。其核苷酸序列与藜科几种盐生植物如盐爪爪(Kalidium foliatum)、中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)、三角叶滨藜(Atriplex triangu-laris)、菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)和甜菜(Beta vulgaris)等的相似性均在85%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在87%以上,表明BADH基因在藜科植物中是一种比较保守的基因。研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定基础。

参考文献:

[1]. 中亚滨藜盐诱导基因BADH cDNA片段的克隆、特性分析及中亚滨藜基因组文库的构建[D]. 陈秀娟. 山东师范大学. 2000

[2]. Ⅰ中亚滨藜盐诱导启动子的分离及功能鉴定 Ⅱ胁迫诱导盐地碱蓬促分裂原活化蛋白激酶激酶(SsMAPKK)的表达[D]. 殷晓军. 山东师范大学. 2002

[3]. 中亚滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因的表达特性[J]. 陈秀娟, 王峻岭, 赵彦修, 罗达, 张慧. 植物生理学报. 2001

[4]. 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[J]. 何晓兰, 刘桂华, 倪万潮, 侯喜林, 吴纪中. 江苏农业学报. 2004

[5]. 梭梭甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及序列分析[J]. 石磊, 甘晓燕, 陈虞超, 陈晓军, 李苗. 西北植物学报. 2010

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