全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
#""")$"!*
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%
,
+-../+#""")$"!*+!"#$+#!+!%&
收稿日期$
!"#$)"&)"%
&修改稿收到日期$
!"#$)#")!$
基金项目$国家自然科学基金"
%##"#*0
#&科技部
0%
(课题"
!"#$12#%3"$
#&甘肃省农业生物技术研究与应用开发项目"
4567)!"##)
#&
#&长江学者和创新团队发展计划"
89:#%"#0
#
作者简介$段
!
珍"
#030(
#!女!在读硕士研究生!主要从事分子生物学研究!
;)<=->
$
?@=/AB#!
!
>A@+C?@+D/
"
通信作者$张吉宇!博士!副教授!硕士生导师!主要从事牧草育种与分子生物学研究)
;)<=->
$
AB=/
E,F!
>A@+C?@+D/
无芒隐子草
1234!56
基因克隆及表达特性分析
段
!
珍!张吉宇"!狄红艳!霍雅馨
"兰州大学 草地农业科技学院!草地农业生态系统国家重点实验室!兰州
%""!"
#
摘
!
要$以无芒隐子草"
!"#$%&
(
#)#%%)
(
*$+,
#干旱胁迫下的
DG5H
文库中磷酸乙醇胺
5)
甲基转移酶"
I
BJ.
I
BJ)
CKB=/J>=<-/C5)F
>KL=/.MCL=.C
!
-./01
#基因的
;6:
序列为基础!采用
9H1;
方法克隆该基因编码区序列!该
序列全长为
!#"$N
I
!开放读码框
#*"&N
I
!编码
*"#
个氨基酸)无芒隐子草
O;HP:
蛋白编码的氨基酸序列与多
种植物的
O;HP:
氨基酸序列有较高相似性!其中与高粱
6NO;HP:
*玉米
Q的蛋白序列相似性最高
"
0%R
#!说明
-./01
基因在植物进化中非常保守)采用实时定量
9:)O19
分析无芒隐子草幼苗在干旱过程中
!%-./01
基因的表达结果显示!干旱胁迫诱导
!%-./01
基因在根和叶中大量表达!且在干旱第
3
天时
!%-./01
基因在叶和根中表达量分别是未干旱对照的
$%+%*
倍和
#%+!*
倍!复水后
!%-./01
基因的表达量开
始下调)研究表明
!%-./01
基因可能是无芒隐子草抗旱性相关的基因)
关键词$无芒隐子草&
-./01
&基因克隆&生物信息学&基因表达
中图分类号$
S3*
&
S3&
文献标志码$
H
$%"&(&!)*
+
,--#"&$.(,(/0,#1(0#"&"21234!56
3&#&1*)-2#&
7
)/)22&/
7
&(-"$
GTH5QBC/
!
QUH54V-
F
@
"
!
G8UJ/
EF
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!
UTWX=Y-/
"
1J>C
E
CJMO=.KJL=>H
E
L-D@>K@LC6D-C/DC=/?:CDB/J>J
EF
!
Z=/ABJ@T/-[CL.-K
F
&
6K=KC\C
F
Z=NJL=KJL
F
JM4L=..>=/?H
E
LJ);DJ.
F
.)
KC<.
!
Z=/ABJ@%""!"
!
1B-/=
#
45-0,(/0
$
2=.C?J/KBCB-
E
B>
F
BJJ
E
J@.;6:.C
]
@C/DCJM
I
BJ.
I
BJCKB=/J>=<-/C5)F
>KL=/.MCL=.C
"
-./01
#
E
C/CJNK=-/C?MLJE
BK)-/?@DC?DG5H>-NL=L
F
JM!"#$%&
(
#)#%%)
(
*$+,
!
=M@>)>C/
E
KBDG)
5HJM-./01
E
C/C =^.-.J>=KC?MLJ(
*$+,+_@>>C/
E
KBJM!%-./01 =^.!#"$N
I
!
DJ/K=-/-/
E
=
#*"&N
I
W9_=/?C/DJ?-/
E
*"#=<-/J=D-?.+1J<
I
=L=K-[C=/=>
F
.C.LC[C=>C?KB=KKBC=<-/J=D-?.C
]
@C/DC
C/DJ?C?N
F
!%-./01
E
C/C =^.B-
E
B>
F
BJJ
E
J@.KJO;HP:.MLJI
>=/K.
I
CD-C.
!
=/?1.O;HP:
B=?KBCB-
E
BC.K.-<->=L-K
F
-^KBKB=KJM3*
(
4567$+"*=/?8#,6,
9
%
"
0%R
#
+:BCCY
I
LC..-J/
I
=KKCL/.JM
!%-./01?@L-/
E
?LJ@
E
BK.KLC.. C^LC-/[C.K-
E
=KC?N
F
LC=>)K-]
@=/K-K=K-[C9:)O19=/=>
F
.-.+:BCLC.@>K.
.BJ^ C?KB=K?LJ@
E
BK.KLC..-/?@DC?=>=L
E
C/@E
C/CCY
I
LC..-J/-/LJJK=/?>C=M+H/?KBC
!%-./01CY
I
LC..-J/>C[C>-/>C=M=/?LJJK=LC$%+%*K-E
BCLKB=/KB=KJMDJ/KLJ>
!
LC)
.
I
CDK-[C>
F
!
KBC/KBCCY
I
LC..-J/>C[C>NC
E
=/KJ?CDLC=.C=MCLLC^ =KCL-/
E
+:B-..K@?
F
-/?-D=KC?KB=K
!%-./01<=
F
NC=?LJ@
E
BK)LC>=KC?
E
C/C+
6
7
8",!-
$
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(
#)#%%)
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*$+,
&
I
BJ.
I
BJCKB=/J>=<-/C5)F
>KL=/.MCL=.C
"
-./01
#&
E
C/CD>J/C
&
N-J-/)
MJL<=K-D.=/=>
F
.-.
&
E
C/CCY
I
LC..-J/
!!
干旱和盐分是影响作物产量减少的主要因
素+#,)生物体在渗透胁迫环境下需要自身保护机制
调整细胞内外的渗透压!保持整个植物的生理稳
态+!,)该机制中最重要的是活性氧的清除*离子吸
收和水分平衡的调节以及渗透调节物质如甜菜碱*
脯氨酸等的积累+%,)植物在盐胁迫条件下!细胞内
会积累一定量的甜菜碱!并且随着盐胁迫强度的提
高细胞质内的甜菜碱浓度可以达到很高水平!起到
保持正常的细胞渗透压*保护细胞膜系统和膜蛋白
正常功能的作用+$,!同时还可以维持在胁迫环境下
许多代谢过程中一些重要酶的活性+*,)
胆碱是植物的甜菜碱合成途径中的一种必要的
前体物质!磷酸乙醇胺
5)
甲基转移酶"
O;HP:
#可
以催化磷酸乙醇胺发生连续
%
次
:)
甲基化从而形
成胆碱的前体磷酸胆碱!然后脱磷酸得到胆碱+&,!所
以
O;HP:
在渗透调节物质甜菜碱合成的生物化
学途径中起重要作用)大量研究证明!甜菜碱的前
体物质胆碱合成不足是基因工程中导致甜菜碱合成
量低的主要原因)
O;HP:
是合成磷酸胆碱的关键
酶!将其转入植物可以提高转基因植物的胆碱合成
量+,)向转胆碱单加氧酶基因"
!0;
#和甜菜碱脱
氢酶基因"

#的烟草中转入
-./01
基因!转
基因烟草的
O;HP:
蛋白水平至少提高
$"
倍!磷
酸胆碱含量提高
*
倍!胆碱含量提高
*"
倍!证明
-./01
基因可显著提高转基因植株体内胆碱含
量!解除内源胆碱含量不足对甜菜碱合成的限制+3,!
进一步提高植物抗性&在转基因拟南芥中!玉米
"
8#,6,
9
%
#
-./01
"
86-./01
#基因表达提高
了植株耐盐性+0,&将盐角
-./01
基因转入转盐角
!0;
的烟草株系中!结果显示转
-./01
*
!0;
双
基因的烟草耐盐性比转
!0;
单基因强+#",)
无芒隐子草为禾本科隐子草属多年生草本植
物!是荒漠草原旱生种+##,!具备饲用价值高*耐寒*
耐旱的优良特性+#!,)近年来!对无芒隐子草的研究
主要集中在种子萌发特性+#%,*不同节间部位的种子
休眠对高温处理的响应+#$,*抗旱
DG5H
文库的构
建+#*,以及
3/03#
基因的克隆及干旱胁迫下的表
达分析+#&,等方面!而无芒隐子草在逆境条件下通过
积累渗透调节物质如甜菜碱来提高抗逆性的机理尚
无报道)本研究以无芒隐子草
-./01
基因的
;6:
序列为基础!克隆其
DG5H
全长序列!并对其序列及
蛋白质序列进行生物信息学分析!分析它在非生物胁
迫下的表达特点!可为进一步阐明无芒隐子草抗旱的
分子机理以及创造耐旱新品种奠定基础)
#
!
材料和方法
9+9
!
材
!
料
无芒隐子草种子从内蒙古阿拉善地区采集!在
农业部草坪草种子质量监督检验测试中心"兰州#低
温种子库中保存)
9+:
!
方
!
法
9+:+9
!
干早胁迫处理
!
无芒隐子草幼苗移栽
!
周
后!选取生长旺盛*大小一致的植株用于干旱胁迫处
理!将塑料杯充分浇水后停止浇水进行自然干旱处
理!处理时间从第
#
天到第
#"
天植物出现严重缺水
而萎蔫!第
##
天恢复浇水
>
次!第
#$
天试验结束)
在试验过程中!选择第
"
*
$
*
&
*
3
*
#"
*
##
*
#$
天!分别
保存不同处理点单株的根*茎和叶样品!液氮速冻后
储存在
(3"`
冰箱!用于后续研究)
9;:;:
!
总
<=4
的提取及
/>=4
的合成
!
无芒隐子
草叶和根中的总
95H
提取采用
T58S)#"
柱式
:L)
-AJ>
总
95H
抽提试剂盒"生工生物#!用紫外分光光
度计
5=/J?LJ
I
进行
95H
纯度测定!并通过琼脂糖凝
胶电泳检验
95H
完整性)以无芒隐子草总
95H
为
模板!参照
OL-I
K
:P
9:)O19\-K
"
:=\=9=
#使用
说明书合成
DG5H
的第一条链)
9;:;?
!
无芒隐子草
1234!56
基因
@A
端的克隆
!
根据获得的无芒隐子草
;6:
核心序列在
5128
上
2>=.K
比对!发现无芒隐子草
-./01
基因序列的
%a
端完整!仅缺少
*a
端部分序列)采用
*a)9H1;
方
法采用
*a)9H1;6
F
.KCI
-?H<
I
>-M-D=K-J/JM
DG5H;/?.\-K
"
8/[-KLJ
E
C/
#对
*a
末端缺失
DG5H
进行扩增)
9H1;
采用巢式
O19
和降落
O19
的方
法!设计
%
条特异引物
HO#
"
H:1H44:1141H4)
H:4:1H1H
#*
HO!
"
11H4::1:11H4:4HHH)
14H11:
#*
HO%
"
:1:11:11H11:11H4H::11
#
和
!
条通用引物
ZJ/
E
OL-"
1:HH:H14H1:)
1H1:H:H4441HH41H4:44:H:1HH141H)
4H4:
#*
6BJLKOL-"
1:HH:H14H1:1H1:H)
:H4441
#!由北京六合华大基因科技有限公司合成)
巢式第一轮
O19
以反转录
DG5H
稀释
#"
倍后
为模板!引物为
HO#
和
#"bZJ/
E
OL-)第二轮
O19
模板为第一轮
O19
产物稀释
*"
倍!引物为
HO!
和
#"b6BJLKOL-)第一轮和第二轮
O19
所用的程序相同)
O19
反应体系
#"
"
Z
!包含
#"b
;Y2@MMCL#
"
Z
!
?5:O P-YK@LC
"
#"<
%
Z
#
"+3
"
Z
!
;Y1,
?
"
*T
%
"
Z
#
"+#
"
Z
!特异引物
"+*
"
Z
!通
用引物
#
"
Z
!
DG5H"+*
"
Z
)扩增程序为$
0*`
预
3&%!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
变性
*<-/
!以
0*`
变性
%".
!
"`
退火
%".
!
!`
延伸
#<-/
进行
*
个循环!以
0*`
变性
%".
!
&`
退火
%".
!
!`
延伸
#<-/
进行
#"
个循环!以
0*`
变性
%".
!
&$`
退火
%".
!
!`
延伸
#<-/
进行
!#
个循环!于
!`
延伸
*<-/
)取第二轮
O19
产物
&
"
Z
扩增产物用
#+*R
琼脂糖凝胶电泳鉴定)
用琼脂糖凝胶
G5H
回收试剂盒
4C>;YKL=D)
K-J/\-K
"
WP;4H
#回收目标片段!并与
I
4;P):
;=.
F
载体连接)连接体系为$
!b
快速连接缓冲液
*
"
Z
!
:
$
G5H
连接酶
#+"
"
Z
!
I
4;P):;=.
F
载体
#+"
"
Z
!
O19
片段
%+"
"
Z
!总体积
#"
"
Z
!
$`
过夜)
转化感受态大肠杆菌
GU*
#
"天根#!用蓝白斑筛选
结合特异引物菌落
O19
筛选阳性克隆)用
6
I
&
和
:
引物进行双向测序"上海生工技术有限公司#)
9;:;B
!
无芒隐子草
1234!56
基因生物信息学分
析
!
利用
5128
的
W9__-/?CL
查找
!%-./01
的
DG5H
编码区!并翻译成相应的氨基酸序列&把
!%-./01
基因
DG5H
翻译的蛋白质序列提交到
5128
的保守结构域数据库"
BKK
I
$%%
^^ ^+/DN-+
/><+/-B+
E
J[
%
6KL@DK@LC
%
D??
%
L^
I
.N+D
E
-
#进行保守
结构域的预测!同时使用
OM=<
数据库"
BKK
I
$%%
I
M=<+.=/
E
CL+=D+@c
#进行蛋白质保守模块的分析!
从而确定
O;HP:
蛋白的功能结构域)在
5128
网
站上进行
N>=.K
I
同源性分析!用
G5HPH5
软件进
行氨基酸序列的多重比对!系统进化树构建采用
P;4H[CL.-J/$+#
软件完成)
9;:;@
!
无芒隐子草
1234!56
基因表达分析
!
利
用
G5HPH5*+!+!
设计实时荧光定量
9:)O19
分析引物
O
#
"
H:44::4HH44::44:44H1
#和
O
!
"
H44::1114H:H4:4:4:14
#!以无芒隐子
草
@/-=>
基因作为内参基因!引物为
O
%
"
4:1H4)
11HH44H1:44H4H4
#和
O
$
"
H1H1H:14H1:4)
::444H1H
#!作实时荧光定量
9:)O19
!结合相对
定量和绝对定量的方法分析
!%-./01
基因的表达
情况)相 对 定 量 采 用
!
(
##
!
: 方 法!
##
!
:
d
"
!
:
目的基因(!
:
内参基因#实验组("!
:
目的基因(!
:
内参基因#
对照!(##!:表示的是实验组目的基因的表达相对
于对照组的变化倍数!所用模板是干旱胁迫第
3
天
和未经胁迫处理的叶和根总
95H
反转录得到的
DG5H
)绝对定量制作标准曲线时用
!%-./01
基
因的质粒扩增产物为标准品!数据标准化时采用内
参基因获得的标准化因子进行!从而对
!%-./01
基因在不同时间点的表达量进行绝对定量!所用材
料是干旱
"
*
$
*
&
*
3
*
#"?
以及恢复浇水
#
*
$?
的叶片
和根系)定量过程中设置
%
个生物学重复!每重复
设置
!
个技术重复!共
&
次重复+#,)
O19
反应体系为
#"
"
Z
!其中含
*
"
Z!b6X29
49;;5O19P=.KCLP-Y
"
H
II
>-C?2-J.
F
.KC<.
#!上
下游引物各
"+*
"
Z
!
%+*
"
Z
灭菌水!
"+*
"
Z
模板
G5H
)反应程序采用两步法$
0*`
酶激活
#"<-/
!
$"
个循环!每循环
0*`
变性
%".
!
&"`
退火
%".
)
!
!
结果与分析
:;9
!
无芒隐子草
1234!56
基因
@A
端的克隆
以无芒隐子草
DG5H
为模板!通过第一轮和第
二轮巢式
O19
克隆出
*a)9H1;
产物长约
&""N
I
&
比对后发现
*a
端仍不完整!因此在已有结果上设计
第
%
条特异引物"
HO%
#与一条短的通用引物"
6BJLK
OL-#进行
O19
扩增!第二次得到
*a)9H1;
产物
长约
%*"N
I
"图
#
#)用
eCDKJL5:8#"
软件将
O;HP:
已知序列和
*a
端序列进行拼接!得到
-./01
基因
DG5H
全长序列
!#"$N
I
!将其进行
N>=.KY
分析!该序列与
5128
数据库中的其他
-./01
基于具有较高的相似性"
0%R
#)
:;:
!
无芒隐子草
1234!56
基因生物信息学分析
!%-./01
全长序列为
!#"$N
I
!从第
%"&
个
碱基开始编码起始密码子!通过
5128W9__-/?CL
发现它包含一个长度为
#*"&N
I
的
W9_
!编码含有
*"#
个氨基酸的蛋白"图
!
#)利用
OM=<
数据库对
无芒隐子草
O;HP:
进行功能结构域分析!结果表
明
O;HP:
属于氮甲基转移酶超家族!含有
!
个甲
基转移酶结构域!分别称为
5
端结构域"
&0
$
#&
位
氨基酸残基#和
1
端结构域"
!3
$
$%0
位氨基酸残
基#)
!
个结构域在
O;HP:
行使酶功能过程中发
挥不同作用!其中
5
端结构域在
O;HP:
中主要发
图
#
!
无芒隐子草
!%-./01
基因
*a
端的克隆
P+GZ!"""
&
#+
第一次
9H1;
产物&
!+
第二次
9H1;
产物
_-
E
+#
!
O19=<
I
>-M-D=K-J/
I
LJ?@DKJM
!%-./01
E
C/CMLJ<*aC/?
P+!"""GZ
&
#+OLJ?@DKJMM-L.K9H1;
&
!+OLJ?@DKJM.CDJ/?9H1;
0&%!
#!
期
!!!!!!!!!!!
段
!
珍!等$无芒隐子草
!%-./01
基因克隆及表达特性分析
图
!
!
!%-./01
的
DG5H
全长序列及其编码的氨基酸序列
阴影
H:4
和
:HH
分别表示起始密码子和终止密码子&方框区域依次为
5
端基序
%
!
I
J.K
%
*
I
J.K
&
和
I
J.K

&下划线区域依次为
1
端基序
%
!
I
J.K
%
*
I
J.K
&
和
I
J.K

_-
E
+!
!
:BCDG5HM@>>C/
E
KBJM!%-./01=/?-K.?C?@DC?=<-/J=D-?.C
]
@C/DC
:BCH:4-/-K-=K-J/=/?KBC:4HKCL<-/=K-J/DJ?J/=LC-/KBC.B=?J^
&
KBCNJYC.=LC5KCL<-/=>%
!
I
J.K
%
!
I
J.K
&
=/?
I
J.K

&
KBC@/?CL>-/CLC
E
-J/.=LC1KCL<-/=>%
!
I
J.K
%
!
I
J.K
&
=/?
I
J.K

挥催化作用!而
1
端结构域在植物内可以促进
O;HP:
对甲基的结合!从而提高酶的催化效率+#3,)
:;?
!
不同植物
C)4DE
蛋白的多重比较
在
5128
上用
N>=.K
I
程序进行蛋白质检索!
!%-./01
编 码 的 氨 基 酸 序 列 与 多 种 植 物 的
O;HP:
氨基酸序列有较高相似性!其中与高粱
6NO;HP:
*玉米
Q的蛋白序列相似性较
高"
0%R
#!与其它植物的相似性"
3%R
$
30R
#也很
高"图
%
#)用
P;4H[CL.-J/$+#
软件构建氨基酸
序列系统发育树"图
$
#!发现
1.O;HP:
与同为禾
本科的高粱
6NO;HP:
*玉米
Q蛋白亲缘
关系最近!同为豆科的大豆和蒺藜苜蓿聚合为一个
亚族!这与植物分类学上的亲缘关系一致)
:;B
!
无芒隐子草
1234!56
基因在干旱胁迫下的
表达分析
利用 实 时 荧 光 定 量
O19
对 无 芒 隐 子 草
!%-./01
基因在干旱胁迫第
3
天处理条件下的响
应进行分析!结果表明!干旱胁迫时
!%-./01
基
因在叶和根中的表达量明显上升!分别是未干旱胁
迫对照的
$%+%*
倍和
#%+!*
倍"图
*
!
H
#)
进一步分析干旱条件下
!%-./01
基因的表
达模式!结果表明"图
*
!
2
#!干旱处理第
$
天叶和根
中的
-./01
开始表达!第
&
天时叶的表达量达到
最大值!随着处理天数的增加!根的表达量逐渐上
升!到第
#"
天表达量达到最大值!第
##
天开始恢复
浇水后!叶和根的表达量逐渐下降!而根中的表达量
"%!
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北
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物
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学
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报
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图
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无芒隐子草
1.O;HP:
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无芒隐子草
1.O;HP:
和其他
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种
植物
O;HP:
蛋白的系统进化分析
图中分支点的数字表示
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I
验证中基于
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次
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在恢复浇水后
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逐渐降为
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!进一步说明
!%-./01
基因的大量表达受干旱的诱导)
%
!
讨
!
论
甜菜碱是生物界广泛存在的一种渗透保护剂!
是季铵类细胞相容性物质!在高浓度条件下无毒性!
能使细胞在外界胁迫下与环境保持渗透平衡!且可
以稳定复杂蛋白质高级结构!从而使许多代谢过程
中的酶类在渗透胁迫下能继续保持活性+#0,)其中
图
*
!
!%-./01
基因在不同干旱胁迫处理下的表达情况
H+!%-./01
在未干旱及干旱胁迫下的实时荧光定量
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结果"
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*
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分别代表对照的叶和根&
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*
96
分别
代表干旱胁迫第
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干旱胁迫处理下的绝对定量结果"
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*
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基因克隆及表达特性分析
甘氨酸甜菜碱的渗透保护作用通常是甜菜碱
$
种类
型中最强的一种)甘氨酸甜菜碱的合成主要是以胆
碱为底物!经由甜菜碱醛合成甘氨酸甜菜碱)甜菜
碱的合成涉及多个酶的作用!其中磷酸乙醇胺
5)
甲
基转移酶"
O;HP:
#是磷酸胆碱合成的关键酶!它
催化磷酸乙醇胺"
O);H
#甲基化!最终合成磷酸胆
碱!磷酸胆碱脱磷酸后形成胆碱+&,)
目前!所报道的
-./01
序列中都含有
!
个不
同的
6)
腺苷甲硫氨酸依赖催化的活性结构域!即
5
端结构域和
1
端结构域)每个结构域里含有
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个
基序!分别为基序
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多肽包括
!
个
&
型甲基转移酶保守结构域!符合
O;HP:
的典型结构特点)在逆境胁迫下!植物中
1
端结构域活性增强!可以生产更多的磷酸胆碱!从
而合成胆碱和甜菜碱+!#,)
5@DD-J
等+!!,发现!缺失
菠菜
O;HP:
的
1
端结构域后!其
5
端结构域仅能
催化第一步反应!而
1
端则可催化后两步反应)菠
菜
O;HP:
酶活性受磷酸胆碱的强烈抑制!但
1
端
结构域缺失的酶对反馈抑制并不敏感)小麦
O;HP:
蛋白失去
5
端结构域!
O;HP:
甲基化磷
酸乙醇胺的活性则完全失去!由于
1
端结构域仅起
调节
%
步甲基化速度和平衡的作用!因而失去
1
端
结构域对酶的活性影响不大+#3,)虽然不同植物间
O;HP:
蛋白的结构相似!但其功能却不尽相同!且
!
个结构域在酶催化过程中缺一不可!而无芒隐子
草
O;HP:
蛋白中
!
个结构域所起的具体作用仍
需进行氨基酸序列的删除和突变试验来加以证明)
-./01
基因与植物对干旱*盐碱和低温的抗
性密切相关!并且其表达受逆境胁迫调节+!%,)
XC
等+!$,发现!油菜叶片的
-./01
的
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水平在
盐诱导下显著增加&
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等+!*,证实!菠菜的
-./01
活性在盐胁迫下升高!菠菜叶片中的
-./01
增加量和酶活性的增加量与其抵抗胁迫
环境所需要的甘氨酸甜菜碱的量成正比&
1B=LLJ/
等+#3,研究表明!在冷胁迫下!小麦的
-./01
基因
和其相应的蛋白都呈现上调趋势)本研究中!
!%-./01
基因在干旱第
$
天开始表达!并随着干
旱天数的增加表达量开始上升!在叶和根中的表达
量分别在第
&
天和第
#"
天达到最大!且在干旱第
3
天时
-./01
基因在叶和根中表达量分别是未干
旱对照的
$%+%*
倍和
#%+!*
倍!复水后
-./01
基
因的表达量开始下调)
!%-./01
基因的表达受
干旱胁迫的诱导!且在叶中的表达量大于根中的表
达量!因为水分胁迫会引起甜菜碱积累)大麦幼苗
受不同强度水分胁迫时!其累积的甜菜碱随胁迫强
度增加而增加+!&,&
Z=/?L=>?
等+!,发现菠菜叶圆片
在甘露醇处理下!其甜菜碱显著积累)应用#$
1
同
位素示踪试验表明!甜菜碱在成熟叶片中合成!然后
运输到其他部位+!3,!且胆碱是在植物叶绿体中经两
步连 续 反 应 形 成 甜 菜 碱+$,!这 与 无 芒 隐 子 草
!%-./01
基因受干旱胁迫诱导*且在叶片中的表
达量大于根中的表达量的试验结果相吻合)虽然无
芒隐子草
!%-./01
基因表达水平受到干旱胁迫
诱导上升!但其所起的作用仍然需要结合酶活性分
析和转基因实验来进一步证实)
本实验从无芒隐子草中获得了
!%-./01
基
因!并对其进行了生物信息学分析!同时探讨了无芒
隐子草响应干旱时
!%-./01
基因表达的变化!为
研究无芒隐子草的抗逆机制奠定基础)同时!这为
进一步开展草类作物抗旱性的分子育种提供了理论
和实验依据)
参考文献!
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