白及PMM基因cDNA序列克隆及甘露糖合成相关基因的表达特性分析

【目的】克隆白及磷酸甘露糖变位酶(PMM)基因(BsPMM)cDNA序列,并检测甘露糖合成相关基因的表达特性,为研究甘露糖合成相关基因的调控功能及白及多糖合成机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR克隆BsPMM基因cDNA序列,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测BsPMM和GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因(BsGMP)在不同品种(桂及1号和桂及2号)、生育期(苗期、生长旺期和成熟期)和组织(叶片、茎、假鳞茎和根)中的表达特性,同时测定不同生育期假鳞茎的多糖和甘露糖含量。【结果】克隆获得的BsPMM基因cDNA全长1062bp,包含一个759bp的开放阅读框(ORF),编码252个氨基酸,该基因编码的蛋白BsPMM定位于细胞质,含一个从细胞内部到外部的跨膜螺旋区;不稳定系数为41.67,为不稳定蛋白;总平均疏水指数为-0.304,为亲水性蛋白,含植物PMM蛋白特有的4个保守结构域,属于HAD超家族成员。BsPMM蛋白与单子叶植物尤其是兰科植物铁皮石斛和蝴蝶兰PMM蛋白的亲缘关系较近,与罂粟、葡萄和芦笋等双子叶植物PMM的亲缘关系较远。BsPMM和BsGMP基因在不同品种、组织和生育期均有表达,且二者在假鳞茎中表达量显著高于其他组织(P<0.05),区别在于桂及1号在生长旺期的表达量最高,而桂及2号在苗期的表达量最高。桂及1号和桂及2号假鳞茎中甘露糖含量和多糖含量均随生育期推移呈逐渐升高的变化趋势。【结论】BsPMM和BsGMP基因表达具有时空、组织和品种特异性,可能是调控多糖合成代谢途径中的关键基因,参与白及甘露糖和多糖的合成。

流产布鲁氏菌2308株磷酸甘露糖变位酶pmm基因缺失株构建及鉴定

旨在构建流产布鲁氏菌2308株pmm基因缺失株。PCR扩增流产布鲁氏菌2308株pmm基因的上、下游同源臂片段,并与枯草芽孢杆菌上SacB基因片段融合。连接至自杀载体PGEM-7Zf+,构建自杀载体PGEM-7Zf+Δpmm-SacB。电转化至流产布鲁氏菌2308株感受态细胞内,通过氨苄抗性和蔗糖敏感性筛选,获得基因缺失株2308Δpmm,对其进行PCR鉴定和稳定性检测。成功构建可稳定遗传的2308Δpmm基因缺失株,并在15代内未发生回复。在此基础上可以对2308Δpmm进行深入研究。

霍山石斛PMM基因的克隆及其表达分析

为研究磷酸甘露糖变位酶基因(PMM)的功能及其在多糖生物合成中的表达调控机制,以霍山石斛原球茎为材料,利用RT-PCR技术,克隆PMM基因,对其cDNA序列和表达情况进行分析。结果显示:霍山石斛PMM基因cDNA序列长949 bp,包含一个747 bp的开放阅读框,共编码248个氨基酸,GenBank中的登录号为KY912084。生物信息学分析表明:该蛋白属于HAD超家族,可能是一种稳定的、不具有信号肽和跨膜结构的亲水蛋白。系统进化树分析表明,霍山石斛PMM与铁皮石斛、海枣、油棕、芦笋亲缘关系较近,处于同一分支。qPCR结果显示:PMM基因在茎中的相对表达量最高;在4种不同药用石斛比较中,鼓槌石斛的相对表达量最高,霍山石斛的表达量最低。本研究结果表明PMM基因可能不仅参与到石斛多糖的合成,还与其它化合物的生物合成相关。

花生维生素C合成相关基因AhPMM及其抗逆作用的验证

维生素C在植物抗氧化作用、光合作用、生长发育和代谢过程中发挥重要作用。本研究从花生中克隆了维生素C合成相关基因AhPMM,该基因对低温、氯化钠(NaCl)、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)和脱落酸(abscisic acid,ABA)等处理均有明显的响应。构建了AhPMM过表达载体,并利用花粉管注射法转入花生品种莒南小红种,对T3代拟转基因花生植株进行PCR检验,结果显示转基因阳性率为42.3%。利用HPLC测定转基因植株叶片还原性维生素C(reducing vitamin C,AsA)和总维生素C含量,结果表明部分株系还原性维生素C含量显著增加,最高可比对照增加1.90倍;总维生素C含量最高可比对照增加1.63倍。对转基因种子进行了氯化钠和脱落酸耐性试验,结果表明与未转基因对照相比,转基因种子对氯化钠耐性明显增强,对脱落酸敏感性减弱;转基因植株比未转基因对照的耐盐性明显增强。上述结果表明AhPMM基因既可提高花生维生素C含量,又可增加转基因花生种子和植株的耐盐性。本研究可为花生耐盐分子育种提供基因源。