玉米ZmGLDH基因的克隆与表达分析

为探讨玉米L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶基因(ZmGLDH)在玉米生长发育和抗逆反应中的作用,采用RT-PCR、生物信息学、实时荧光定量PCR方法,研究了ZmGLDH基因的序列结构及其在盐胁迫下的表达特征。结果表明:ZmGLDH基因有6个外显子、5个内含子,其开放阅读框编码的多肽包含39个氨基酸残基的转运肽、42个氨基酸残基的去除肽段、505个氨基酸残基的成熟肽,在近成熟肽的N-末端有一个136个氨基酸残基组成的FAD结合结构域。盐胁迫下,ZmGLDH基因表达量上调。盐胁迫1 h,其表达量上升至对照(盐胁迫0 h)的1.20倍,盐胁迫2 h上升至对照的2.31倍,盐胁迫3 h为对照的2.20倍,盐胁迫4 h为对照的1.46倍。盐胁迫期间玉米叶片中抗坏血酸(AsA)含量的变化与ZmGLDH基因表达量的变化趋势一致,说明盐胁迫诱导的ZmGLDH基因表达水平变化是影响玉米叶内AsA含量的主要因素。

内源抗坏血酸对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

为了解内源抗环血酸在水稻(Oryza sativa)种子中的作用,以野生型品种‘中花11’(ZH-11)、抗坏血酸合成关键酶GLDH基因的上调(超表达)株系GO-2及下调(干涉)株系GI-2为材料,研究了抗环血酸含量对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,GO-2株系的种子萌发率比野生型ZH-11高6%,比干涉型GI-2高60%。外源添加1 mmol L–1抗坏血酸后,干涉型GI-2萌发率提高了22%,GO-2及ZH-11则没有明显增加。GO-2株系在幼苗的根长、株高、分蘖数和鲜重等指标上均高于ZH-11和GI-2。实时荧光定量测定结果表明,GO-2株系叶片的GLDH基因表达量显著上调,而GI-2株系则显著下调。这说明抗坏血酸有助于维持水稻种子活力和促进水稻种子发芽和幼苗生长。

枸杞L-半乳糖酸内酯脱氢酶基因的克隆及表达分析

以青海枸杞（Lycium barbarum L.）为模板,采用RT-PCR和RACE技术,克隆枸杞L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶（GLDH）基因序列,命名为LbGLDH。LbGLDH基因全长为2 114bp,包含一个开放读码框1 767bp（编码588个氨基酸）、5′末端序列57bp、3′末端序列290bp。LbGLDH基因核苷酸序列与番茄、马铃薯、烟草GLDH基因具有88%～90%的一致性。LbGLDH编码氨基酸序列包含GLDH蛋白酶具备的FAD-binding-4和ALO结构域。qRT-PCR分析结果显示,在枸杞不同组织中LbGLDH基因的表达、抗坏血酸含量和GLDH活性变化趋势相同,表现为在枸杞的花和果实中表达量最高,成熟叶中表达量最少。推测LbGLDH基因表达促进枸杞果实中抗环血酸含量的积累。

内源抗坏血酸对水稻叶片抗氧化胁迫的影响

以野生型水稻(Oryza sativa)品种‘中花11’(WT)、抗坏血酸合成关键酶GLDH基因的上调(超表达)株系GO-2及下调(干涉)株系GI-2的离体叶片为实验材料,用甲基紫精(MV)高光诱导的光氧化胁迫处理,研究内源抗坏血酸对水稻叶片抗光氧化能力的影响.MV高光处理后,超表达型水稻叶片的超氧阴离子和过氧化氢含量明显低于野生型和干涉型.水稻叶片的膜脂过氧化加剧,可溶性蛋白发生了降解,其中干涉型受到的影响最大.叶绿素荧光相关参数的变化体现了超表达的优势.结果显示抗坏血酸含量高的超表达株系具有更强的抗氧化胁迫能力,而干涉型株系的抗氧化胁迫能力最差,从而说明了内源抗坏血酸能明显增强水稻抗氧化能力.

马铃薯GLDH基因的克隆及序列分析

以马铃薯品种‘Favorita’叶片中的cDNA为模板,采用RT-PCR、巢式PCR、3′RACE和5′RACE技术,获得了L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(EC1131213,GLDH)基因cDNA2563bp的全长序列,命名为StGLDH(GenBank:FJ755844)。序列分析表明,该基因编码区长1773bp,编码590个氨基酸,与其他植物GLDH氨基酸序列具有很高的同源性,尤其与番茄、辣椒、烟草GLDH氨基酸序列具有90.6%～95.9%的同源性。荧光定量分析表明,该基因在马铃薯不同器官中均有表达,在幼叶和功能叶中表达量最高,在茎中表达量最低;除匍匐茎外,其它器官中抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)含量与StGLDH的表达高度一致。