甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因转化小麦及其表达

采用基因枪法将山菠菜甜菜碱醛脱氢酶 (BADH)基因导入小麦 (TriticumaestivumL .)品种 ,并且得以表达。该基因由玉米Ubi1启动子控制。在盐胁迫条件下 ,多数转基因植株叶片的BADH活性比受体亲本提高 1～ 3倍 ,部分植株相对电导率比亲本明显低 ,表明转基因植株的细胞膜在胁迫时有受损较轻倾向。PCR和Southern杂交分析证实外源BADH基因已插入小麦基因组 ,平均转化频率为 4.1%。

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 1 81 5bp ,79～ 1 5 78bp为一个开放阅读框架 ,推测的氨基酸序列全长 5 0 0个氨基酸残基 ,相对分子质量为 5 4 70 0 ,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

转BADH基因苜蓿T1代遗传稳定性和抗盐性研究

采用分子生物学检测和不同浓度的NaCl对转BADH基因苜蓿T1代2个株系进行遗传稳定性和抗盐性研究。结果表明,2个株系的T1代PCR阳性植株和阴性植株分离比例都符合孟德尔遗传规律;在0.8%NaCl胁迫下,转基因植株Northern杂交表达量明显增加,BADH酶活性和甜菜碱含量分别比对照植株增加2-4和4-5倍;不同浓度NaCl胁迫下转基因株系脯氨酸和可溶性糖含量、抗氧化酶活性都显著高于对照植株,而电导率和丙二醛含量显著低于对照植株。表明转入的BADH基因可以稳定遗传,转基因苜蓿植株耐盐性明显高于对照。

转BADH基因玉米植株的获得及其耐盐性分析

采用超声波辅助花粉介导植物转基因方法,将甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因导入玉米自交系郑58,获得了耐盐性强的转基因玉米植株。经卡那霉素抗性初筛、PCR扩增、Southern blot分析,证明BADH基因已导入转化植株并整合到其基因组中。用不同浓度的NaCl溶液对T2代转基因玉米植株与对照进行盐胁迫处理,结果表明,转BADH基因玉米植株表现出一定的抗逆性,生长状况明显优于对照；根据非转化苗对 NaCl 的反应以及生长状况,确定250 mmol L^–1 NaCl溶液为玉米幼苗耐盐性筛选的适宜浓度；依据此临界浓度下形态指标和生理生化指标的测定结果,与对照相比,转基因植株的株高提高10.94%-25.70%,鲜重增加8.62%-18.20%,干重增加9.00%-18.18%,相对电导率降低37.21%-58.14%,叶绿素含量增加15.89%-90.65%,超氧化物歧化酶（SOD）活性提高64.92%-148.29%,丙二醛（MDA）含量减少26.97%-48.05%。综上所述,转入甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因提高了玉米的耐盐性。这是首例将BADH基因导入优良玉米自交系郑58的报道。超声波辅助花粉介导法是一种经济、高效、实用和无基因型依赖性的植物基因转化方法。

转BADH基因水稻幼苗抗盐性研究

以转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻品系52-7的受体亲本中花8号、旱作品种开系7和陆稻白珍珠为对照,分别用含0、5、7 g?L-1NaCl的水稻专用营养液培养水稻幼苗,对转BADH基因水稻品系52-7的抗盐性及其机理进行研究.结果表明:在正常培养条件下,转基因水稻幼苗比对照品种长势旺,根系活力强,可溶性糖和叶绿素含量高,抗氧化酶SOD和POD活性高.在盐胁迫条件下,水稻幼苗生长减慢,根冠比值减小,根系活力增强;膜透性和丙二醛(MDA)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高;脯氨酸和可溶性糖含量升高,叶绿素含量下降,蛋白质分解加强;且随着盐浓度的升高各指标变化幅度增加.与对照品种比较,转基因水稻幼苗在盐胁迫下的生长量和根冠比较大,电解质相对渗出率和MDA含量较低,蛋白质和叶绿素分解较少,表现出较强的抗盐性.盐胁迫下转基因水稻幼苗比对照品种具有更高的脯氨酸和可溶性糖含量以及SOD和POD活性,使其抗盐性强.

碱蓬SgBADH的克隆与分析及植物表达载体构建

为研究碱蓬甜菜碱醛脱氢酶基因的功能,采用同源克隆方法,从碱蓬(Suaeda glauca(Bunge)Bunge.)中克隆到BADH全长c DNA,命名为Sg BADH,并对其序列结构和表达特性进行分析。生物信息学分析发现,Sg BADH编码500个氨基酸的亲水性蛋白,预测亚细胞定位于叶绿体。基因表达分析发现Sg BADH基因受Na Cl和ABA诱导表达,预示Sg BADH基因可能在碱蓬对盐胁迫的反应中起重要作用。本研究同时构建了Sg BADH植物表达载体并转化EHA105农杆菌,为进一步研究BADH基因的功能和碱蓬的耐盐分子机制奠定了基础。

耐盐柳树BADH基因克隆及表达分析

根据毛果杨(Populus trichocarpa)甜菜碱醛脱氢酶BADH基因设计了1对引物,采用同源克隆法从耐盐柳树(Salix)L0911中扩增出BADH基因的1个开放阅读框架,其核甘酸序列全长1 539 bp,推测的氨基酸序列全长为512个氨基酸残基。该氨基酸序列与毛果杨PtBADH2、胡杨PeBADH2编码的同源性分别为95.83%、95.03%,与水稻的同源性为71.68%。说明BADH基因相对保守。实时荧光定量PCR(Real-time PCR)分析结果表明L0911BADH基因的表达是受盐胁迫诱导的,说明BADH基因与盐胁迫存在紧密关联。

转BADH基因水稻幼苗抗旱性研究

为了研究转BADH脱氢酶基因水稻的抗旱性,以受体亲本中花8和水稻旱作品种开系7及陆稻品种白珍珠作对照,于塑料营养钵中培养幼苗至五叶期进行干旱胁迫,测定了转BADH基因水稻品系52-7,51-15幼苗的生理生化变化。结果表明,干旱胁迫下,水稻幼苗细胞膜透性增加,膜脂过氧化产物MDA含量以及氨基酸、可溶性糖和游离脯氨酸含量提高,可溶性蛋白质含量降低,POD活性提高。但52-7和51-15细胞膜透性较小,MDA积累较少,蛋白质、氨基酸含量的变化幅度较小,可溶性糖、游离脯氨酸含量的增加幅度较大,POD和SOD活性较高。52-7,51-15与中花8具有相同的POD同工酶谱,与开系7和白珍珠有差异。干旱胁迫诱导中花8产生3条新酶带而与开系7和白珍珠相同,其他各品种酶谱不变。52-7和51-15的抗旱性强于对照品种。

新疆大叶紫花苜蓿BADH基因转化体系的研究

以新疆大叶苜蓿(Medicago sativa‘Xinjiang Daye')叶片作为转化受体,利用农杆菌介导法将从梭梭(Haloxylon ammodendron)中获得的甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)转化紫花苜蓿,研究选择剂卡那霉素对愈伤组织分化的影响,并采用正交试验设计优化了影响紫花苜蓿转化的4个主要因子,建立了农杆菌介导的紫花苜蓿高效转化体系,获得了转基因植株。结果表明:卡那霉素在愈伤组织分化培养时的上限浓度以50 mg·L^(-1)为宜;转化过程中当浸染时间为5 min,菌液浓度OD_(600)为0.2,外植体预培养6 d,共培养后清洗外植体的头孢雷素(Cef)浓度为800 mg·L^(-1)是最佳转化方案,抗性芽分化率达到65.5%;4个因子中菌液浓度对转化率影响最大,清洗外植体的Cef浓度和浸染时间影响次之,外植体预培养时间的影响最小。经PCR和RT-PCR检测,初步证明了BADH基因已经整合到紫花苜蓿中,转化率为16.0%。

转BADH基因大豆耐旱性分析

为分析干旱胁迫下转基因大豆和非转基因大豆抗旱能力的差异,选用8个转BADH基因大豆株系作为实验材料,在干旱胁迫处理下,研究转基因大豆叶片中BADH基因表达量变化,鉴定萌发期和苗期抗旱能力的差异。最后采用随机区组设计,对大豆的产量性状进行鉴定。结果表明,在干旱条件下,转基因大豆叶片中BADH基因表达量较高。萌发期转基因大豆发芽指数比非转基因大豆提高了2.5%-16%,活力指数提高了0.5%-6%,与非转基因大豆的差异达到了显著水平。苗期转基因大豆中的脯氨酸含量比非转基因大豆增加9.9%-16.5%,POD活性比非转基因大豆增加了1.2%-10.5%,干物质重增加14%-49%,而丙二醛含量比非转基因大豆减少0.4%-12%。产量性状鉴定表明,8份转基因大豆材料中有7份增产,增产幅度为1.23%-8.02%;1份减产,减产幅度为0.02%。干旱条件下,转BADH基因大豆具有较强的耐旱性。

茶树甜菜碱醛脱氢酶基因(CsBADH1)的全长cDNA克隆与表达分析

甜菜碱是一种能在逆境下大量积累的无毒性渗透相溶物质,而甜菜碱醛脱氢酶(BADH)是甜菜碱合成途径中的关键酶之一。本实验采用SMART-RACE技术获得了茶树甜菜碱醛脱氢酶基因的全长cDNA序列,命名为CsBADH1(GenBank登陆号:JX050145),并对其进行相关的生物信息学分析。结果表明:CsBADH1的cDNA序列全长1 972 bp,其开放阅读框(ORF)为1 518 bp,编码505个氨基酸,预测分子量为54.8 kD,理论等电点(PI)为5.652,是疏水性很强的蛋白,且具有BADH基因典型的高度保守十肽基序(VTLELGGKSP)和与醛脱氢酶(ALDHs)功能有关的半胱氨酸残基(C)。系统进化树分析表明,茶树BADH氨基酸序列与人参(Panax ginseng)的亲缘关系最近,相似度达87%,其余相似性也大部分在80%以上。实时荧光定量PCR分析结果显示:该基因在经历一定时间的冷驯化后表达量升高,说明CsBADH1基因可能参与茶树的冷驯化作用。

转BADH基因耐盐碱玉米对根际土壤酶活性的影响

试验在田间种植条件下研究转BADH基因耐盐碱玉米在不同生育期对盐碱土和普通耕土中三种土壤酶活性的影响。结果表明,在整个生育期内,两种类型土壤的土壤脲酶活性均呈现"升高-降低-升高"趋势,蔗糖酶均呈现"升高-降低"趋势,而脱氢酶在盐碱土壤中呈现"升高-降低"趋势,在普通耕土中始终是降低的;盐碱土壤的脲酶和脱氢酶高于普通耕土,蔗糖酶活性低于普通耕土;与非转基因受体对照相比,转基因玉米株系种植在盐碱土中促进土壤脲酶活性,抑制土壤蔗糖酶活性,拔节期时达到差异显著(P<0.05)和极显著水平(P<0.01),分别提高26.77%和降低53.73%,对土壤脱氢酶起促进作用;在普通耕土中,转基因玉米种植对土壤脲酶活性有促进作用,对土壤脱氢酶起抑制作用,分别在拔节期和吐丝期时达到差异显著(P<0.05),分别提高46.95%和降低28.79%,对土壤蔗糖酶起抑制作用。

转BADH基因马铃薯无性繁殖二代耐盐性检测

在0%、0.3%、0.6%NaCl胁迫下,检测转BADH基因马铃薯及其受体亲本‘甘农薯2号’的盆栽植株耐盐性的结果表明:BADH基因的遗传性稳定且转基因植株的耐盐性比非转基因的强。

草地早熟禾转CMO-BADH双基因和转CMO基因耐盐性分析

通过对非转基因草地早熟禾(Poa pratensis L.)、转CMO-BADH双基因草地早熟禾、转CMO基因草地早熟禾进行不同浓度的NaCl胁迫试验,测定其细胞膜的透性,丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、氧化氢酶(CAT)活性,评定各株系耐盐能力的强弱,同时还验证并比较了CMO-BADH双基因和CMO基因的耐盐性功能,为耐盐新品种的选育提供了理论依据。结果表明:所有株系的相对电导率、MDA含量均随盐浓度增加而增大,在NaCl胁迫下相对电导率和MDA含量的大小顺序为:非转基因株系>转CMO基因株系>转CMO-BADH双基因株系;在NaCl的胁迫下,各个株系的SOD活性、POD活性、CAT活性都有明显的提高,此3种指标的大小顺序为:转CMO-BADH双基因株系>转CMO基因株系>非转基因株系;综合考虑各个指标,各株系耐盐性强弱顺序为:转CMO-BADH双基因株系>转CMO基因株系>非转基因株系。

盐胁迫下甘菊叶片中BADH基因表达及甜菜碱含量的变化

利用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和雷氏盐紫外分光光度计法分别测定了400mmol/L NaCl胁迫处理0,0.5h,2h,12h,1d,2d,4d,6d,8d,10d和12d,甘菊叶片中BADH基因表达和甜菜碱含量的变化,并讨论了二者间的相互作用关系。试验结果表明,在高盐胁迫下甘菊叶片中BADH基因和甜菜碱含量均呈现先上升后下降的趋势。在处理初期(0.5h和2h)BADH基因的表达量与对照相比略有下降,此后随处理时间的增加BADH基因表达持续增大,在胁迫处理6d时BADH基因表达量最大为对照的4.6倍,6d之后BADH基因表达量逐渐降低。甜菜碱含量在NaCl处理0.5h突然增大以应对胁迫反应,此后其含量出现了小幅的震荡上升,在胁迫处理4d时达到了最大值,此后随胁迫处理时间的增加甜菜碱含量逐渐降低。二者之间的变化并不是同步的,而是存在滞后性,分析认为甘菊叶片中BADH基因表达与甜菜碱积累间存在相互抑制的作用。

渗透胁迫下转BADH基因苜蓿组培苗的抗性响应

用4种不同浓度的聚乙二醇(PEG6000)溶液处理转BADH基因苜蓿SLM01,SLM05株系及其未转基因的受体亲本,14天后测定相关生理指标的变化。结果表明:随着PEG6000浓度的提高,苜蓿叶片中丙二醛(MDA)含量升高,质膜透性增大,但转基因植株都低于对照;PEG6000处理后渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸大量积累,叶绿素含量降低,与受体亲本相比,转基因株系可溶性糖含量的增加幅度较大,脯氨酸积累较少,叶绿素含量下降较慢。以上结果说明转BADH基因苜蓿对PEG造成的渗透胁迫具有较强的抗性。

甘蓝型油菜甜菜碱醛脱氢酶基因(BnBADH-1)的克隆与真核表达载体的构建

根据已知的拟南芥甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH1)序列设计特异性引物,利用RT-PCR技术从甘蓝型油菜中克隆出油菜甜菜碱醛脱氢酶基因(BnBADH-1)全长。测序和分析结果表明,BnBADH-1的cDNA全长1506bp,编码一个包含501个氨基酸残基、分子量为55kD、等电点(pI)为5.16的假定蛋白质;核酸序列和氨基酸序列与拟南芥的同源性分别为90.24%和93.41%。利用片段两端的粘性末端酶切位点BamHⅠ和SacⅠ将cDNA片段连接在真核表达载体pBI121上;PCR鉴定表明,过量表达载体pBI121-BnBADH-1已成功构建,为下一步的基因功能分析做好了准备。

转BADH基因水稻幼苗抗盐的若干生理生化反应

试验以受体亲本水稻中花8号为对照,用含0,5,7 g·L^(-1)NaCl的水稻专用营养液培养水稻幼苗,研究了转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻品系52—7的抗盐性。结果表明：在盐胁迫条件下,水稻幼苗的生长减慢,根冠比值减小；膜透性增强；MDA、脯氨酸、游离氨基酸、可溶性糖含量升高；叶绿素、蛋白质含量下降；POD,SOD活性增强；随着盐浓度的升高变化幅度增加。与对照品种比较,52—7在盐胁迫下的生长量和根冠比较大；电解质相对渗出率较低；MDA和蛋白质、氨基酸含量变化幅度较低；叶绿素、脯氨酸含量较高；POD,SOD活性较强；表现了较强的抗盐性。

转BADH基因和mtlD基因花生幼苗抗盐性研究

[目的]研究转mtlD基因和BADH基因花生幼苗的抗盐性。[方法]通过根癌农杆菌介导将外源mtlD和BADH基因同时导入花生,并检测植株的鲜重、高度、电导率等指标以判断转基因花生的抗盐性。[结果]PCR和Northern杂交都显示,mtlD和BADH基因已成功整合到花生染色体上;转基因植株的鲜重、高度、细胞膜的完整程度都明显高于对照植株。[结论]mtlD基因和BADH基因在花生中的表达增强了转基因花生的抗盐性。

向日葵BADH基因部分序列的克隆与分析

[目的]为进一步利用向日葵BADH基因提供理论和实践依据。[方法]以电子克隆技术为基础,通过RT-PCR获取向日葵BADH基因的部分序列,并进行测序。[结果]通过RT-PCR获得了一段基因序列。该PCR产物经1.0%琼脂糖凝胶电泳呈现出一条长为1584bp左右的特异性条带,与预期设计的1581 bp的扩增片段相符;与电子克隆得到的相应序列比对结果表明,两者一致性高达99.22%。其编码蛋白含有与酶功能密切相关的保守氨基酸序列,与其他物种的BADH具有较高的一致性。[结论]成功克隆了向日葵BADH基因的部分序列。