十字花科植物SAMDC基因同源序列的克隆与进化分析

腺苷甲硫氨酸脱羧酶（SAMDC）是参与植物多胺合成的一个关键酶。根据GenBank中已报道的SAMDC基因编码序列保守区域设计特异引物，运用PCR技术分另4从十字花科6属14个物种中新克隆分离了SAMDC基因的同源序列。比较分析结果表明：这些同源序列的相似性达87％以上，所推导的氨基酸序列相似性达90％以上，且两者种间差异分别为0．2％～10．1％和0．3％～6．6％，属间差异除“圆白”萝卜外分别是4．9％。13．6％和3．1％～10.3％；SAMDC基因的核苷酸及其可能编码的氨基酸序列差异属间较种间大，可用于属间的分类等级研究；且氨基酸序列间的差异比核苷酸序列间的差异小的多，因而根据核苷酸序列构建了NJ与ME分子系统树．进化树直观地表明在亲缘进化关系上芸薹属与萝卜属较近，其他依次为山芥属、萍菜属、拟南芥属，与荠菜属最远。研究结果有助于从分子水平阐明十字花科植物间的亲缘进化关系，可为其种质资源利用提供理论依据。

酵母SAMDC基因表达载体构建以及农杆菌介导转化番茄的研究

SAMDC(腺苷甲硫氨酸脱羧酶)是参与植物多胺合成的一个关键酶.通过GenBank上已经发表的序列,设计两对引物,分别以酵母基因组DNA和番茄基因组DNA为模板克隆出SAMDC基因和E8启动子.构建了以CaMV35S和E8为启动子的两个SAMDC基因植物表达载体,酶切分子鉴定后,经农杆菌介导以叶盘法转入番茄中,获得了转基因植株.经PCR检测和X-Gluc组织化学染色检测,目的基因已经成功转入番茄中.为研究多胺在番茄中代谢活性以及SAMDC基因对番茄抗逆性和番茄果色的影响提供了研究基础.

条锈菌诱导上调表达的小麦腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)基因的克隆及其特征分析

为了克隆条锈菌诱导上调表达的小麦腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)基因并研究其在小麦感病、抗病单株苗期抗条锈病防御反应中的作用,以大麦(Hordeum vulgareL.)SAMDC全长cDNA序列为信息探针,采用电子克隆、RACE(Rapid amplification of cDNA ends)和RT-PCR方法,从条锈菌(Puccinia stri-iformisf.sp.tritici)CYR32侵染的小麦(Triticum aestivumL.)抗条锈病新种质NR1121中分离出1个新的小麦SAMDC基因家族成员,命名为TaSAMDC2(GU016570)。TaSAMDC2基因cDNA序列全长2 003 bp,5′非翻译区区域和一个带有Poly(A)的3′非翻译区区域长分别为553和283 bp;该基因的开放阅读框为1 167 bp,编码388个氨基酸,编码的氨基酸序列包含酶原剪切位点和PEST结构域。基因组序列全长2 539bp,位于5′UTR存在一个526 bp长的内含子序列,内含子的剪切位点均符合真核生物GT-AG规则。同源序列分析表明,TaSAMDC2与来自大麦、水稻(Oryza sativaL.)、玉米(Zea maysL.)、一粒小麦(TriticummonococcumL.)4种植物SAMDC蛋白的相似性分别为95.0%、85.0%、80.0%和80.0%。半定量RT-PCR与实时荧光定量PCR分析表明,TaSAMDC2的表达受条锈菌诱导,小麦苗期经条锈菌侵染后,在抗病材料中,该基因于48 hpi上调表达至最高水平,而在感病材料中先下调、上调表达至最高水平明显滞后。结果提示,分离到的是一个条锈菌CYR32诱导后上调表达的小麦SAMDC基因,该基因可能参与了小麦的抗条锈病反应。

高粱SAMDC基因的电子克隆与生物信息学分析

以小麦S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)cDNA序列为信息探针,基于高粱EST数据库,通过电子克隆技术获得一个全长为2088 bp的高粱SAMDC基因。采用生物信息学方法对其开放读码框、理化性质、二级结构、结构域等进行分析。结果表明:此contig片段包含一个长达1197 bp的完整开放读码框,编码398个氨基酸,分子量为43 246.0 KD,理论等电点为4.88;二级结构主要构件为无规则卷曲,结构功能域属于S-腺苷甲硫氨酸超家族。同源性分析表明,高粱SAMDC基因编码的蛋白与甘蔗SAMDC基因编码的蛋白同源性达94%。以上研究结果为进一步克隆该基因及功能验证奠定了基础。

斑茅SAMDC基因的克隆及其原核表达分析

以斑茅(Erianthus arundinaceus)samdc基因的cDNA为基础,采用基因重组技术,将该基因按正确的阅读框架定向克隆于原核表达载体pET-29a(+)中,转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达,并对表达产物进行SDS-PAGE分析。结果表明:重组斑茅samdc基因在大肠杆菌中获得高效表达,其分子量约为43.281kDa。斑茅samdc基因原核表达载体的成功构建和重组斑茅SAMDC蛋白在大肠杆菌中的高效表达,为进一步研究其生物学功能奠定了基础。

陆地棉GhSAMDC基因家族的全基因组分析

以已报道的SAMDC为探针序列,从异源四倍体陆地棉基因组数据库中筛选获得14个GhSAMDC家族基因。GhSAMDC家族基因的氨基酸多重序列比对发现该家族成员序列相似性约为50%,家族成员均具有GhSAMDC家族特有的保守结构域:酶原剪切位点结构域(LSESSLF)和PEST(TIHVTPEDGFSYAS)结构域。染色体定位分析发现14个基因均匀地分布在A和D基因组,A和D上各含7个GhSAMDC成员,无家族成员构成基因簇的现象。转录组测序结果发现 GhSAMDC1、 GhSAMDC7和 GhSAMDC8对黄萎病菌的胁迫有明显的响应,暗示这些在棉花抵御黄萎病菌胁迫过程中发挥一定的作用。试验为进一步研究GhSAMDC家族基因的功能及解析棉花抗黄萎病分子机制奠定了一定基础。

白三叶TrSAMDC1克隆及表达分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)在植物抵御逆境胁迫中发挥着重要作用。通过分子生物学技术克隆得到一个全长为1559 bp的白三叶S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因,并命名为TrSAMDC1。对该序列进行生物信息学分析表明:TrSAMDC1开放阅读框长度为1077 bp,编码358个氨基酸;预测其编码的蛋白为不稳定的亲水性蛋白,无跨膜结构,无信号肽,二级结构的主要构件为无规则卷曲,三级结构为同源二聚体,可能定位于细胞质中;系统进化树表明TrSAMDC1与其他豆科植物SAMDC亲缘关系很近,在进化上高度保守。分析该基因在重金属镉(CdSO4)、低温(4℃)、高温(35℃)、干旱(PEG-6000)和盐(NaCl)等非生物胁迫以及100μmol·L^-1脱落酸(ABA)和1 mmol·L^-1生长素(IAA)等激素处理下的表达模式发现TrSAMDC1的表达具有组织器官和时空特异性:所有处理都能显著上调叶片的相对表达量,并且在大多数处理12 h后达到峰值。而根系表达量虽较对照有差异,但对各种处理的敏感程度显著低于叶片。推测该基因能在调节植物的生长发育以及植物应对非生物胁迫尤其是高温和重金属镉胁迫中发挥重要作用,以上结果为进一步研究该基因奠定了基础。

高羊茅黔草1号SAMDC基因的克隆及植物表达载体的构建

采用高保真平末端法从高羊茅"黔草1号"(Festuca arundinacea cv.Qiancao No.1)叶片c DNA中扩增S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)序列。基因测序分析表明,扩增片段含有1 835个核苷酸,包含有9 bp的微型上游阅读框、147 bp的小型上游阅读框和1 185 bp的主阅读框。微型上游阅读框和小型上游阅读框存在一个碱基重叠,主阅读框编码395个氨基酸。整个克隆片段与Gen Bank上注册的高羊茅Fa SAMDC基因的核苷酸同源性为95.05%,编码氨基酸的同源性为98.22%。利用Kpn I和Pst I酶切位点将该片段插入到经贵州省草业研究所分子生物学实验室改造过的p CAMBIA1300植物表达载体的多克隆位点内,经琼脂糖凝胶电泳检测、酶切鉴定和序列测定,获得具有SAMDC基因和潮霉素抗性基因的适合于单子叶植物遗传转化的表达载体p CAM-SAMDC。通过冻融法将构建的重组质粒导入根癌农杆菌GV3101和EHA105感受态细胞中,并通过PCR反应对所获得的工程菌株进行鉴定,为进一步通过农杆菌介导法培养抗逆禾草新材料奠定了基础。

外源多胺对红椿S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因表达的调节作用

以2年生红椿家系盆栽幼苗为实验材料,开展了外源多胺对红椿干旱胁迫下TcSAMDC基因表达的修复效应研究。实验设置了轻度、中度和重度3种干旱胁迫梯度,干旱结束后,喷施了1 mmol/L的外源腐胺(Put)、亚精胺(Spd)及精胺(Spm)溶液作为修复处理,旨在探索湖南本土珍贵树种红椿Toona ciliata在遭受季节性干旱胁迫后的生理变化以及有效修复措施。结果表明:1)成功克隆了红椿S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(Tc SAMDC)基因片段,测序得到一条532碱基对的DNA。2)外源Put、Spd和Spm溶液对不同程度干旱胁迫下红椿Tc SAMDC基因表达的修复效果都非常显著(α=0.01)。3)3种外源多胺在不同程度干旱胁迫下对红椿叶片的Tc SAMDC基因表达表现出不同的修复调节作用,其中以外源Spd效果最佳。因此,人为施加外源多胺能在很大程度上影响红椿TcSAMDC基因的表达,进而影响植株的干旱修复能力。采用人工喷施外源多胺诱导Tc SAMDC基因表达,于对抗干旱胁迫具有极强的实际操作意义。

多胺生物合成途径中两个关键酶基因研究进展

多胺是一类小分子生物活性物质,广泛存在于生物体内,与植物的生长发育、衰老及抗逆性都有着密切的联系。就多胺合成途径中的两个关键酶基因,即S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)的克隆、表达,以及转S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)和转S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)表达调控等方面的研究进行回顾总结,并对其应用前景进行展望。

甜瓜S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因的克隆及白粉病诱导表达分析（英文）

为探讨S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosylmethionine decarboxylase,SAMDC)基因在甜瓜抵御白粉病菌中的作用,根据已知EST序列和甜瓜基因组数据库,在甜瓜抗白粉病品种‘Yuntian930’中克隆获得该基因的全长编码序列,命名为CmSAMDC(GenBank登录号为KF151861)。生物信息学分析表明,CmSAMDC的主开放阅读框(mORF)长1 095 bp,编码364个氨基酸,预测分子量为40 kDa。聚类分析表明,CmSAMDC预测蛋白与黄瓜和四季橘中该蛋白的同源关系最近,并与其他双子叶植物聚为一类。原核表达分析表明,CmSAMDC以融合蛋白形式表达,相对分子量约为40 kDa,与预测一致。实时定量表达分析表明,CmSAMDC基因受白粉病诱导表达,在接种后48 h表达量达到峰值,为接种前的7倍,并且在甜瓜的根、茎、叶、卷须中均有表达。结果提示该基因可能参与了甜瓜的抗白粉病反应。