全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(9): 1581−1587 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家自然科学基金项目(30570990); 黑龙江省教育厅科研项目(11521023)
作者简介: 樊金萍(1972–), 女, 黑龙江省哈尔滨市人, 理学博士, 东北农业大学园艺学院教师, 研究方向园林植物遗传育种及生物技术。
Tel: 0451-55190937; E-mail: fan_xuer2000@yahoo.com.cn
*
通讯作者(Corresponding author): 朱延明(1955–), 男, 黑龙江省哈尔滨市人, 博士, 教授, 博士生导师, 研究方向为植物基因工程
与分子生物学。Tel: 0451-55190734; E-mail: ymzhu2001@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2007-08-17; Accepted(接受日期): 2008-02-10.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.01581
野生大豆 S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及功能分析
樊金萍 1,2 柏 锡 2 李 勇 2 纪 巍 2 王 希 2 才 华 2 朱延明 2,*
(1 东北农业大学园艺学院; 2 东北农业大学生命科学院, 黑龙江哈尔滨 150030)
摘 要: 干旱、盐碱和低温等非生物逆境是危害作物诸多因素中最为严重的自然灾害, 它可以使作物减产, 甚至死
亡。目前通过生物技术手段获得可利用的抗性基因是提高植物抗性的重要途径。东北野生大豆具有丰富的基因资源,
是基因克隆的理想材料。从低温(4 )℃ 、干旱(30%PEG)及盐胁迫(200 mmol L−1NaCl)处理的东北野生大豆幼苗叶片中
提取总 RNA, 经反转录合成 cDNA 第一链, 并以此链为模板, 从已构建的盐胁迫全长 cDNA 文库和东北野生大豆盐
胁迫 EST 数据库中筛选出与渗透胁迫直接相关的 EST 序列, 根据该序列设计一对 PCR 引物扩增 S-腺苷甲硫氨酸
(SAM)合成酶基因的全长序列, 经 Blast 比较分析, 确定所获得的 SAMS 基因全长序列。构建以 pBI121 为基础的
CaMV35S启动子调控的植物表达载体; 利用农杆菌介导法将其导入烟草, 获得了 180株转基因烟草, 并进行了低温、
干旱和盐胁迫处理, 通过测定在不同胁迫处理下的生理指标, 分析了基因的功能。野生大豆的 SAMS基因在烟草中的
超量表达提高了转基因烟草的抗低温、干旱和耐盐能力。
关键词: 野生大豆; SAM合成酶; 基因克隆; 功能分析
Cloning and Function Analysis of Gene SAMS from Glycine soja
FAN Jin-Ping1,2, BAI Xi2, LI Yong2, JI Wei2, WANG Xi2, CAI Hua2, and ZHU Yan-Ming2,*
(1 College of Horticulture, Northeast Agricultural University; 2 College of Life Sciences, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, Heilong-
jiang, China)
Abstract: Drought, salinity, and low temperature are the most severe natural disaster of many abiological adversities. They can
make crop yield reduction, even to death. At present, biotechnology is an important way for crops to improve plant resistance.
Glycine soja carrying tolerant genes in northeast of China was used as a material for cloning. Total RNA was extracted from the
leaf, and the first strand of cDNA was synthesized with reverse transcription under low temperature (4 )℃ , drought (30%PEG),
and salinity (200 mmol L−1 NaCl). S-adenosylmethionine synthetase gene (SAMS gene) was amplified by PCR with the first strand
cDNA as template and a pair of primer based on constructed the cDNA library and ESTs sequence under salinity condition.
Full-length SAMS gene sequence was obtained by Blast comparison. A expression vector based on pBI121 with CaMV35S pro-
moter was constructed, and 180 transgenic tobacco plants transformed by Agrobacterium tumefaciens were obtained. Transgenic
plants resistances to drought, salinity and low temperature were investigated. The gene function was analyzed via measuring the
physiological stress indicators under different osmotic pressures. The results showed SAMS gene can improve tobacco resistance
to lower temperature, drought, and salinity.
Keywords: Glycine soja; S-adenosylmethionine synthetase; Gene clone; Function analysis
低温、干旱、盐碱是目前农业生产中经常遇到
的问题, 它们不仅限制农作物的种植区域, 而且也
降低产量和质量。因此农业生产中培育耐低温、干
旱、盐碱作物品种就显得尤为重要。近年来, 随着
植物抗渗透胁迫基因工程的发展 , 新基因不断涌
现。转基因植物对渗透胁迫的抵抗能力不断增强 ,
1582 作 物 学 报 第 34卷

而解决问题的关键是找到能够直接利用的抗性基
因。
S-腺苷甲硫氨酸(简称 SAM), 是生化反应中的
主要甲基供体。它在正常的磷脂、DNA、RNA和蛋
白质甲基化反应和基因表达中提供甲基基团[1-2], 而
这些反应对细胞结构和功能影响都至关重要, 其含
量在代谢过程中的细微的变化都可能对细胞的生
长、分化、功能产生巨大的影响, 如对细胞中一些
基因的表达, 膜的流动性, 多胺生成等都起着关键
作用[3]。多胺是生物体代谢过程中产生的一类次生
物质, 在调节植物生长发育、控制形态建成、提高
植物抗逆性、延缓衰老等方面具有重要作用[14-16]。
S-腺苷甲硫氨酸合成酶催化甲硫氨酸和 ATP生
成 S-腺苷甲硫氨酸(SAM), SAM 既是植物体内转甲
基反应的甲基供体及多胺 [4]和乙烯合成的前体 [5-6],
同时也是植物生物碱合成过程中甲基化反应唯一的
甲基供体、因而对 SAM合成酶的研究在植物逆境生
理、衰老生理、植物生物代谢及其调控研究上均具
有重要的意义[5,7-8]。
近年来 , 各国学者在美洲黑杨 (Populus del-
toids)、水稻(Oryza sativa)等多种材上已成功克隆
SAM合成酶基因[9-10](简称 SAMS), 并研究了该基因
对植物逆境和衰老调节中的作用[11], 但野生大豆中
SAMS 基因尚无研究报道, 它在野生大豆逆境生理
和衰老生理过程中的调节作用尚不清楚。本研究以
东北野生大豆盐胁迫全长 cDNA文库和 EST数据库
为基础, 根据已知基因芯片的表达谱, 筛选出与渗
透胁迫相关的 EST[17], 并克隆 SAMS 基因全序列。
通过超量表达技术, 根据该基因在模式植物烟草中
的超量表达以及模式植物烟草在逆境胁迫条件下的
反应 , 研究该基因的功能及其对渗透胁迫的反应 ,
为该基因的利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 植物材料
野生大豆 50109。(由吉林省农业科学院提供)
烟草(Nicotiana tabacum L. cv.)品种为龙江 911, 由牡
丹江师范大学提供。
1.2 实验试剂
大肠杆菌 DH5α、农杆菌 LBA4404(pAL4404)
由东北农业大学植物生物工程研究室保存。质粒
pGEM-T、pBI121 由东北农业大学植物生物工程研
究室保存, pGEM-T Easy Vector购自 Promega公司。
TaKaRa Taq、Pyrobest DNA Polymerase、限制
性内切酶、T4 DNA Ligase、DNA Marker DL15000、
DNA Marker DL2000购自大连宝(TaKaRa)生物工程
公司, dNTP、PCR引物、基因测序和基因合成由上
海生工生物工程有限公司完成。其他抗生素类均为
国产分析纯。
1.3 实验方法
利用已知的野生大豆与大豆基因表达分析芯片
杂交所得的基因表达谱, 推断盐胁迫 EST 库中各基
因在渗透胁迫早期的表达情况, 选取渗透胁迫早期
上调表达的硫腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)。结
合该 EST 所在的序列双向测通的结果进行如下实
验。
1.3.1 材料的种植与处理 野生大豆种子常规灭
菌后接种到含 0.6%琼脂的 1/2 MS培养基上培养, 待
幼苗展开第一片三出复叶时, 洗去培养基, 置清水
中培养 1 d后, 将幼苗根浸于低温(4℃水)、高盐(200
mmol L−1 NaCl溶液)及干旱(30%PEG溶液处理)中,
分别在 0.5、1、3和 6 h后剪取约 20 mg叶片, 置液
氮中速冻后于−70℃保存。
1.3.2 SAMS 基因的 PCR 扩增 野生大豆 RNA
的提取采用 TRIzol法进行。经琼脂糖凝胶电泳检测
RNA 质量; 参照 SMART 试剂盒技术合成 cDNA 第
一链。应用软件 Primer Premier 5.0在 ORF区外侧设
计引物, 由上海生工生物工程有限公司合成。上游
引物 P-1：5′-AGATGGCAGAGACATTCCT-3′; 下游
引物 P-2：5′-TGCACCTTTCAATACCTATAA-3′。
PCR扩增产物为 1 268 bp。PCR反应体系为：
灭菌 ddH2O14.3 μL; 10×buffer (Mg2+ free) 2.5 μL;
[Mg2+](25 mmol L−1) 3 μL; dNTP Mixture(各 2.5
mmol L−1) 2 μL; P-1(10 μmol L−1) 1 μL; P-2(10 μmol
L−1) 1 μL; 模板 DNA 1 μL(<1 μg); rTaq 酶(5 U
μL−1)/Pyrobest DNA Polymerase 0.2 μL。PCR扩增条
件为 94 7 min; 94 ℃ ℃ 30 s, 55 30 s, 72 90 s℃ ℃ , 30
个循环; 72℃延伸 10 min, 4℃保存。
PCR产物用 0.8%的琼脂糖凝胶电泳检测; PCR产
物目的片段用胶回收试剂盒回收; PCR片段与 pGEM-
T easy载体的连接。大肠杆菌感受态制备, 转化及转
化的重组子的鉴定：摇菌→提取质粒→酶切鉴定→
PCR 鉴定正确后送交测序。所用菌株为大肠杆菌
DH5α。
1.3.3 SAMS 基因的植物表达载体构建 设计
SAMS 基因植物表达载体引物, 上游引物：5′-AGG
第 9期 樊金萍等: 野生大豆 S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及功能分析 1583


GATCC (BamH I)TACATATGGCAGAGACATTCCT
ATT-3′; 下游引物：5′-TACGAGCTC (Sac I) TTA
GGCCTTCTCCCACTTGAGGGG-3′获得 1 201 bp扩
增产物。PCR反应体系、反应条件同上。PCR产物
回收、连接、转化、PCR检测同上。所用载体为 pBI121,
所用菌株为大肠杆菌 DH5α 和农杆菌 LBA4404
(pAL4404)。
1.3.4 SAMS 基因对烟草的遗传转化 实验的材
料为幼嫩的烟草无菌苗叶盘, 经农杆菌介导的遗传
转化程序进行转化, 在具有卡那霉素筛选压力的培
养基上筛选, 抗性的无菌苗进行生根培养, 驯化移
栽培养, 供分子检测用。
1.3.5 转化植株分子生物学检测 转化植株
DNA提取采用 CTAB法, PCR检测、Southern检测、
RT-PCR检测均采用常规分子生物学方法。
1.3.6 转基因烟草的抗逆性检测并分析基因功能
选取长势一致的转 SAMS 基因和未转基因的烟
草植株各 90 株分成 3 组, 每组分别含有 30 株转基
因植株和 30株未转基因植株。将该 3组烟草植株分
别置 4℃的光照培养箱内, 处理 24、48、72、96 和
120 h; 400 mmol L−1 NaCl浸泡(每 2 d补换一次盐溶
液), 每天进行取样; 干旱处理 1 周后, 每天进行取
样。测定烟草叶片中脯氨酸含量(酸性茚三酮方法)、
质膜透性(相对电导率)、丙二醛含量(参考林植芳的
硫代巴比妥酸(TBA)法)、叶绿素含量(参考张志良等
的方法)[18]、超氧化物歧化酶活性(SOD)(参照张宪政
的方法)。根据烟草幼苗的生长情况及各时期的生理
指标, 分析烟草在低温、干旱及盐胁迫下的反应。
进而对基因的功能进行分析。数据分析采用 SAS6.12
软件进行。
2 结果与分析
2.1 总 RNA的提取
总 RNA 提取后, 将 RNA 样品在琼脂糖凝胶上
电泳(上样量为 5~10 μg), 28S/18S rRNA条带清晰(图
1), 表明 RNA质量良好, 适于进行后续反应。



图 1 总 RNA
Fig. 1 Total RNA
2.2 SAMS基因的 PCR扩增
应用 SAMS 基因的特异引物, 以野生大豆反转
录产物 cDNA 为模板, 以水为空白对照, 在不同退
火温度下对野生大豆 SAMS 基因进行扩增, 将 PCR
产物在 0.8%琼脂糖凝胶上进行电泳, 结果见图 2。



图 2 野生大豆 GsSAMS基因 PCR扩增结果
Fig. 2 Results of PCR amplification of GsSAMS Gene
M：DL2000 marker; 1、2、3和 4表示退火温度分别为
52℃、54℃、56℃和 58℃。
1, 2, 3, and 4 represent amplification product at different anneal
temperatures 52 ,℃ 54 ,℃ 56 ,℃ and 58℃, respectively.

以野生大豆RNA反转录产物 cDNA为模板扩增
出一条 1.2 kb 的特异性条带, 初步判定为我们所要
的 SAMS基因。再用 Pyrobest DNA Polymerase酶进
行重复 PCR 扩增, 回收 PCR 产物, 并与 pGEM-T
easy载体连接, 转化大肠杆菌DH5α, 在含有 100 mg
L−1 Amp的固体 LB培养基上筛选, 挑取单菌落摇菌,
提取质粒进行 PCR 检测, 将结果为阳性的转化子送
交测序。
测序后与已知序列的对比, 测序序列是预期基
因的序列, 两者存在少许差异。用该序列在 NCBI
进行了 Blast x分析, 所得序列长 1 185 bp, 编码 394
个氨基酸, 与棉豆和苜蓿的 SAM合成酶基因的核苷
酸序列的同源性均大于 80%。ORF查找具有完整的
开放阅读框。初步确定已经克隆得到了野生大豆的
SAMS 基因, 命名为 GsSAMS, 将其 DNA 序列提交
GenBank, 登录号为 EU145721。基因专利申请号为
200810064150.3。
2.3 SAMS基因植物表达载体构建
根据 SAMS 基因序列设计 PCR 扩增引物
SAM-S/SAM-AS, 在上游引物 SAMS-S 中设计了
Bam H I识别剪切序列, 在下游引物 SAMS-AS中设
计了 Sac I 识别剪切序列 , 以匹配植物表达载体
pBI121的 Bam H I和 Sac I位点。以质粒 pGEM-T
为模板, 由 TaKaRa Pyrobest DNA Polymerase扩增
得到了 1 201 bp的目的条带(图 3)。植物表达载体构
1584 作 物 学 报 第 34卷

建过程见图 4, 酶切鉴定结果见图 5。将鉴定正确的
转化农杆菌 LBA4404, 用于遗传转化。



图 3 应用植物表达载体引物进行 SAMS基因 PCR扩增结果
Fig. 3 Results of PCR amplification of SAMS gene with
plant vector primers
M：DL2000 marker; 1、2、3、4和 5表示退火温度分别为 50℃、
52℃、54℃、56℃和 58℃。
1, 2, 3, 4, and 5 represent amplification product at different anneal
temperatures 50 ,℃ 52 ,℃ 54 ,℃ 56 ,℃ and 58℃, respectively.



图 4 植物表达载体 pBIS构建
Fig. 4 Construction of plant expression vector pBIS

2.4 SAMS 基因对烟草的遗传转化及分子生物学
检测
先将烟草叶盘预培养 2~3 d, 然后用含有 pBIS


图 5 植物表达载体 pBIS酶切鉴定
Fig. 5 Identification of plant expression vector pBIS
M：核酸分子量标准 DL15000+DL2000; 泳道 1和 2表示质粒
pBIS BamH I和 Sac I双酶切产物。
M: marker DL15000+DL2000. Lane 1 and 2 represent product of
vector pBIS with endonucleases BamH I and Sac I.

的根癌农杆菌 LBA4404分别进行侵染。共培养 3~4
d后, 将叶盘取出, 在含有除菌剂的液体培养基中除
菌 2~3 h, 然后再转到分化培养基上进行筛选及分化
培养, 约 3 周左右开始分化出抗性芽。待抗性芽长
至 3~4 cm高时, 将其从外植体基部切下, 接种到生
根培养基上进行生根培养。待小植株根系发达后 ,
进行驯化移栽。首先在培养室中将封口膜打开, 练
苗 1周。然后取出小植株, 小心洗净根部培养基, 移
栽到草炭土∶沙土=2∶1 花盆中, 至人工气候箱内
培养。培养条件为 26 , 27℃ 000 μmol m−2 s−1、16 h d−1
光照, 85%~90%湿度。得到大量移栽成活的抗性植
株。将 PCR检测呈阳性的植株移栽到大花盆中。待
苗长到足够大时, 可取叶片进行 Southern印迹杂交。
图 6为 PCR检测结果, 图 7为 Southern杂交检测结
果。图 8 为 RT-PCR 检测结果。经检测共得到用于
抗逆性检测的转基因烟草 180株。
2.5 转 SAMS基因烟草的抗逆性检测
由表 1 可以看出, 低温处理时间对转基因烟草
和未转基因烟草的叶绿素含量影响不显著 ( P =
0.2248, a=0.05)。干旱处理不同时间对烟草的叶绿素



图 6 转 pBIS质粒抗性植株的 PCR检测
Fig. 6 PCR identification of transformation with pBIS
M：DL2000 marker; +：阳性对照; −：阴性对照; 1~26：抗性植株。
+: positive control; −: negative control; 1–26: resistance plants of tobacco.
第 9期 樊金萍等: 野生大豆 S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及功能分析 1585




图 7 转 SAMS基因植株的 Southern鉴定
Fig. 7 Southern blot of tobacco transformed with gene SAMS
M：DL2000 marker; 1：阳性对照; 2：阴性对照;
3~4：转 pBIS PCR阳性植株。
+: positive control; −: negative control;
3–14: transfer pBIS PCR positive plants.



图 8 转 pBIS质粒植株的 RT-PCR检测
Fig. 8 RT-PCR identification of the tobacco
transformation with pBIS
M：DL2000 marker; 1：质粒 pBIS; 2、3：阴性对照 RNA、产物;
4：阴性对照 II; 5、7、9、11和 13表示转化植株 RNA; 6、8、
10、12和 14表示转化植株 RNA反转录产物。
1: plasmid pBIS; 2, 3: negative control RNA, RT-PCR product; 4:
negative control II; 5, 7, 9, 11, 13: RNA of transfer gene plants;
6, 8, 10, 12, 14: RT-PCR product of transfer gene plants.

含量的影响显著(P=0.0077, α=0.05)。盐处理不同时
间对烟草的叶绿素含量的影响差异显著(P=0.0101,
α=0.05)。方差分析显著性分析结果来看, 低温和盐
处理不同时间对转基因烟草与未转基因烟草叶片中
叶绿素的含量影响差异不显著, 而干旱条件下, 转
基因烟草叶片中叶绿素含量显著高于对照。所以单
从叶绿素含量上看, 转基因烟草在干旱条件下表现
叶绿素含量显著高于未转基因烟草, 表明其抗旱性
有所提高。
由表 1 还可以看出, 低温、干旱和盐处理对丙
二醛含量的影响差异均达极显著水平 (P≤0.0001,
α=0.05), 表明转基因烟草叶片丙二醛含量明显高于
对照, 所以从丙二醛这一生理指标来看, 转基因烟
草的抗渗透胁迫能力较未转基因烟草有所提高。
3 种胁迫处理下, 转基因及未转基因烟草(CK)
的电导率差异均不显著。同时, 转基因烟草及未转
基因烟草两两之间的差异也不显著。因此, 从电导
率指标来看, 转基因烟草与未转基因烟草相比未表
现出显著的抗逆性。
3 种胁迫处理下, 低温和盐处理条件下转基因
及未转基因烟草的脯氨酸含量差异达到极显著水平
(P≤0.0001, α=0.05)。而干旱处理条件下转基因及未
转基因烟草的脯氨酸含量差异达到显著水平。转基
因烟草脯氨酸含量显著高于对照, 亦说明转基因烟
草的抗旱能力有所提高。
表 1 中超氧化物歧化酶活性的方差分析结果表
明, 转基因烟草与未转基因烟草相比, SOD 的活性
没有提高, 相反却是降低的趋势, 所以我们不能单
从此酶活性来判断转基因与未转基因的抗逆性的差
异。
综上所述, 转基因烟草与未转基因烟草的抗逆
性实验数据表明(表 2), 转 SAMS 基因烟草与未转基
因烟草在质膜透性和酶活性指标上未表现出明显的

表 1 不同条件处理下叶绿素含量、丙二醛含量、电导率、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的方差分析
Table 1 Variance analysis of chlorophy content, MDA content, conductance, Pro content, and SOD activity in different treatments
叶绿素含量
Chlorophy content
丙二醛含量
MDA content
电导率
Conductance
脯氨酸含量
Pro content
超氧化物歧化酶活性
SOD activity
0.2248 <0.0001 0.2317 <0.0001 0.0030
<0.0001 <0.0001 0.0303 <.0001 <0.0001
低温(4 )℃
Low temperature(4 )℃
0.4631 0.9256 0.6446 0.8066 0.2421

0.0077 <0.0001 0.7990 0.0413 0.0191
0.0001 0.0005 0.0076 <0.0001 <0.0001
干旱
Drought treatment
0.5453 0.6738 0.8940 0.3755 0.2052

0.0101 <0.0001 0.0795 <0.0001 0.0256
<0.0001 <0.0001 0.0041 <0.0001 <0.0001
盐处理
Salt treatment
0.3382 0.8806 0.7632 0.8378 0.0690

1586 作 物 学 报 第 34卷

差异; 而从叶绿素含量上看, 转 SAMS 基因烟草的
抗旱性有显著提高 , 耐低温及盐能力表现不明显 ;
从丙二醛、脯氨酸含量差异来看, 转 SAMS基因烟草
表现出了明显的抗逆性。这些渗透调节物质的大量
积累有助于减少渗透胁迫对植物的伤害, 成为转基
因植物抗低温、抗旱和耐盐能力提高的重要生化指
标。实验数据说明, 转基因烟草的耐冷性、抗旱性
和耐盐性得到了提高。以上的分析可以看出 , 转
SAMS 基因烟草植株在不同的胁迫处理条件下所测
定的绝大多数生理指标不同程度的优于对照烟草。
结果表明, 来源于野生大豆的 SAMS 基因具有提高
植物抗低温、干旱和耐盐等逆境的作用。

表 2 不同条件处理下叶绿素含量、丙二醛含量、电导率、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性的显著性检验
Table 2 t-tests (LSD) for chlorophy content, MDA content, conductance, Pro content, and SOD activity in different treatments
处理
Treatment
低温(4 )℃
Low temperature(4 )℃
干旱
Drought treatment
盐处理
Salt treatment
CK(未转基因) 0.71847 a 0.70110 b 0.65486 a 叶绿素含量
Chlorophy content S(转 SAMS基因) 0.74613 a 0.82557 a 0.73219 a

CK(未转基因) 0.01293 a 0.01110 a 0.01238 a 丙二醛含量
MDA content S(转 SAMS基因) 0.00927 b 0.00767 b 0.00871 b

CK(未转基因) 81.727 a 73.631 a 80.064 a 电导率
Conductance S(转 SAMS基因) 85.029 a 74.058 a 80.087 a

CK(未转基因) 0.04533 b 0.03600 b 0.04924 b 脯氨酸含量
Pro content S(转 SAMS基因) 0.07647 a 0.04738 a 0.08052 a

CK(未转基因) 17.727 a 21.605 a 15.500 a 超氧化物歧化酶活性
SOD activity S(转 SAMS基因) 14.567 b 19.257 b 13.543 b

3 讨论
由 SAMS 所催化反应的产物 S-腺苷甲硫氨酸
(SAM)是生物合成乙烯前体 [6], 而外源乙烯被证明
可以诱导植物产生内源乙烯 [2], 所以很容易理解乙
烯利的处理可以诱导 SAMS 基因的大量表达。同时,
SAM 又是生物合成多胺的前体[2], 近年来的研究表
明乙烯和多胺都参与了植物抗逆反应 [13], 所以
SAMS 在植物抗逆生理方面可能也发挥一定作用。
SAMS基因的表达受一些逆境因子如氧化胁迫、盐胁
迫以及高温胁迫的诱导, 本实验结果也表明 SAMS
基因与植物抗逆反应有一定的关系。
在烟草中过表达 SAMS 可以激活 SAM 合成及
相关基因的表达 , 并且引发典型的“三重反应”：
SAMS 的过量表达可提高转基因烟草的抗盐性、抗
旱性、抗渗透胁迫性和 ABA的敏感性, 说明它们参
与渗透胁迫信号传导途径、渗透胁迫途径、ABA信
号途径等多个信号途径, 在植物的胁迫应答中发挥
重要的作用。实验表明 SAMS 是一个良好的功能基
因, 对该基因的进一步研究对于理解植物逆境胁迫
下的应答反应具有重要意义。既然过量表达能提高
模式植物烟草的抗旱性、抗渗透胁迫、抗盐性以及
ABA 的敏感性, 本实验室将依据抗渗透胁迫基因在
烟草抗逆性中的作用, 继续研究它们对其他重要粮
食作物的抗逆性的功能。
植物的抗逆性是复杂的基因相互作用的过程 ,
对干旱、盐碱、低温耐性的强弱往往不是单一基因
的作用, 而是多个基因相互作用的结果。在进行抗
逆性检测时, 我们要综合多个指标来分析导入基因
后植物抗逆性是否得到了提高。那么只是将单个基
因导入植物获得的抗逆性还是远不能达到满意的效
果。一般认为, 将多个抗逆基因同时转入到同一个
植物(即所谓的复合基因转化)将会大大提高转基因
植物的抗逆能力。在以后的研究过程中, 也可采用
多基因导入的方法, 以便获得抗逆性更好及农艺性
状优良的品系。
4 结论
本研究从野生大豆中克隆得到了 SAMS 基因,
并通过对烟草的遗传转化所获得转基因植株。研究
了其在低温、干旱和盐处理不同时期烟草植株中与
抗逆性有关的生理生化指标的变化, 结果表明, 来
源于野生大豆的硫腺苷甲硫氨酸合成酶基因具有对
低温、干旱和盐处理不同程度的抗性。因此 GsSAMS
基因可以直接应用到不同植物的遗传转化中去, 以
提高植物的抗性。
第 9期 樊金萍等: 野生大豆 S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及功能分析 1587


References
[1] Duthie S J, Narayanan S, Brand G M, Grant G. NDA stability and
genomic methylation status in colonocytes isolated from me-
thy1-donor-deficient rats. Eur J Nutr, 2000, 39: 106−111
[2] Mato J M, Alvarez L, Ortiz P, Pajares M A. S-adenosylmethio-
nine synthesis: Molecular mechanisms and clinical implications.
Pharmacol Thero, 1997, 73: 265−280
[3] Finkelstein J D. Methionine metabolism in mammals. Nutr Bio-
chem, 1990, 1: 228−237
[4] Feng Y-F(冯燕飞), Liang Y-R(梁月荣). Cloning and sequencing
of S-adenosylmethionine synthetase gene in tea plant. J Tea
Sci(茶叶科学), 2001, 2(1): 21−25(in Chinese)
[5] Woodson W R, Park K Y, Drory A, Larsen P B, Wang H. Expres-
sion of ethylene biosynthetic pathway transcripts in senescing
carnation flowers. Plant Physiol, 1992, 99: 526−532
[6] Yang S F, Hoffman N E. Ethylene biosynthesis and its regulation
in higher plants. Ann Rev Plant Physiol, 1984, 35: 155−189
[7] Izhaki A, Shoseyov O, Weiss D. Apetunia cDNA encoding
S-adenosylmethionine synthase. Plant Physiol, 1995, 108:
841−842
[8] Boerjan W, Bauw G, Van Montagu M, Inzé D. Distinct pheno-
types generated by over expression and suppression of
S-adenosyl-L-methionine reveal developmental patterns of gene
silencing in tobacco. Plant Cell, 1994, 6: 1401−1414
[9] Wu Y(吴颖), Liang Y-R(梁月荣). Research progress in effect of
S-adenosy-L-methionine on physiological metabolism in tea plant.
J Tea (茶叶), 2005, 31(2): 85−87(in Chinese)
[10] Frank V B, Rudy D, Jan G. Characterization of an S-adenosylme-
thionine synthetase gene in rice. Plant Physiol, 1994, 105:
1463−1464
[11] Muriel B, Didier H, Brigitte T, Helene D, Annie J, Alain D.
Transformation of Papaver somniferum cell suspension culture
with sam-1 from A. thaliana results in cell lines of different
S-adenosyl-L-methionine synthetase activity. Physiol Plant, 1997,
99: 233−240
[12] Yu T(余涛), Zhi L-F(支立峰), Peng L(彭论), Li Y-S(李阳生),
Zhu Y-G(朱英国 ). Cloning and characterization of a novel
S-adenosyl-L-methionine synthase gene in tobacco. J Wuhan Bot
Res (武汉植物学研究), 2004, 22(4): 277−283 (in Chinese with
English abstract)
[13] Jennings J C, Apel-Birkhold P C, Mock N M, Baker C J, Ander-
son J D, Bailey B A. Induction of defense responses in tobacco
by the protein Nep1 from Fusarium oxysporum. Plant Sci, 2001,
161: 891−899
[14] Kong C-H(孔垂华), Hu F(胡飞), Xie H-L(谢华亮). Outer PAs
act on rice germination and pro-vegetal and resort in soil. J Ecol
Appl (应用生态学报), 1996, 7(4): 377−380 (in Chinese with
English abstract)
[15] Lin W-X(林文雄), Wu X-C(吴杏春), Liang K-J(梁康迳). In-
creased UVB radiation effect on rice PAs metabolize and en-
dogenesis internal secretion. J Ecol Appl (应用生态学报), 2002,
13(7): 807−813 (in Chinese with English abstract)
[16] Shi M-T(施木田), Chen R-K(陈如凯). Zn boron effect on yield
and character of balsam pear and leaf Pas & consenescence. J
Ecol Appl (应用生态学报), 2004, 15(1): 77−80 (in Chinese with
English abstract)
[17] Ji W, Li Y, Li J, Dai C H, Wang X, Bai X, Cai H, Yang L, Zhu Y
M. Generation and analysis of expressed sequence tags from
NaCl-treated Glycine soja. BMC Plant Biol, 2006, 6: 4
[18] Zhang Z-L(张志良), Zhai W-J(翟伟菁). Experiment Guide of
Plant Physiology (植物生理学实验指导 ). Beijing: Higher
Education Press, 2004 (in Chinese)




《中国种业》2009年征订启事
《中国种业》是由农业部主管, 中国农业科学院作物科学研究所和中国种子协会共同主办的全国性、专
业性、技术性种业科技期刊。该刊系全国中文核心期刊、全国优秀农业期刊。
刊物目标定位：以行业导刊的面目出现, 在新的一年内力争在本行业扩大发行量, 并做到权威性、真实
性和及时性。覆盖行业范围：大田作物、蔬菜、花卉、林木、果树、草坪、牧草、特种种植、种子机械等, 信
息量大, 技术实用。
读者对象：各级种子管理、经营企业的领导和技术人员, 各级农业科研、推广部门人员, 大中专农业院
校师生, 农村专业户和广大农业生产经营者。
月刊, 大 16 开本, 每期 5.80 元, 全年 69.60 元。国内统一刊号：CN 11-4413/S, 国际标准刊号：ISSN
1671-895X, 邮发代号：82-132。全国各地邮局均可订阅, 亦可直接汇款至编辑部订阅, 挂号需每期另加 3元。
地址：北京市中关村南大街 12号 中国农业科学院(邮编 100081)
电话：010-62180279(编辑部); 010-62186657(广告发行部); 传真：010-62180279
E-mail: chinaseedqks@sina.com; chinaseedqks@163.com
ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ ˆˇˆ ˇˆˇ