甜菜碱与植物耐盐基因工程

向非甜菜碱积累植物导入甜菜碱合成途径是提高植物耐盐性的策略之一。甜菜碱是一种无毒的有机小分子化合物。盐胁迫下,它能在植物细胞中迅速积累以维持细胞的渗透平衡,并对胞内的一些重要酶类起保护作用。编码甜菜碱合成酶的基因已被克隆,并应用于植物耐盐基因工程。本文介绍了甜菜碱的生理作用、合成酶及相关基因的特性,并结合本实验室的工作对甜菜碱基因工程及其进展作了简单的综述。     

甜菜碱与植物耐盐基因工程

向非甜菜碱积累植物导入甜菜碱合成途径是提高植物耐盐性的策略之一。甜菜碱是一种无毒的有机小分子化合物。盐胁迫下 ,它能在植物细胞中迅速积累以维持细胞的渗透平衡 ,并对胞内的一些重要酶类起保护作用。编码甜菜碱合成酶的基因已被克隆 ,并应用于植物耐盐基因工程。本文介绍了甜菜碱的生理作用、合成酶及相关基因的特性 ,并结合本实验室的工作对甜菜碱基因工程及其进展作了简单的综述     

CMO与BADH双基因表达载体构建及在烟草中的表达

本研究的目的是将甜菜碱合成关键酶CMO与BADH基因构建到同一表达载体中,利用转基因方法将该表达载体导入植物体内,完善植物体内的甜菜碱合成途径,提高植物的抗旱性和耐盐性。以pC1303质粒为基础,构建了均由35S启动子驱动的CMO基因和BADH基因的植物双基因表达载体pC35SC35SB1303。利用冻融法将其导入农杆菌LBA4404中,通过农杆菌介导法分别将CMO基因、BADH基因以及该双基因表达载体导入烟草中,PCR检测和Northern杂交分析表明,外源基因已整合到受体植物基因组中并正常表达。对转基因植株及对照植株甜菜碱含量的检测结果表明,转双基因植株的甜菜碱含量明显高于转BADH基因植株、转CMO基因植株及对照植株。     

甜菜碱提高植物抗寒性的机理及其应用

甜菜碱是植物重要的渗透调节物质,在低温等逆境条件下,许多植物细胞中迅速积累甜菜碱以维持细胞的渗透平衡.对近几年来甜菜碱提高植物抗寒性的机理研究及其应用,包括甜菜碱的生物合成途径、低温胁迫下甜菜碱对植物的保护机理、甜菜碱合成酶基因的转化及外源甜菜碱在植物抗寒中的应用进行了综述.     

甜菜碱提高植物抗盐性的作用机理及其遗传工程研究进展

系统地讨论了甜菜碱在提高植物抗盐性中的作用机理及其国内外研究进展,并对甜菜碱生物合成过程中关键酶及其遗传工程的研究进展进行了综述。提出在进一步弄清甜菜碱提高植物抗盐性作用机理的基础上,应在重要作物中开展甜菜碱合成相关基因的导入,以期获得耐盐植物新品种。     

甜菜碱和甜菜碱合成酶

就重要的渗透调节剂甜菜碱在高等植物中的分布、诱导积累和生物合成,以及甜菜碱合成酶的分子生物学研究的历史和进展作了扼要综述。甜菜碱是一种非毒性的渗透调节剂。植物、微生物、海洋无脊椎动物、海藻、真菌和细菌中都有存在。许多高等植物,特别是会科和禾本科植物,在受到水／盐胁迫时积累大量甜菜碱。甜菜碱生物合成的调节控制及其相应的遗传操作的研究,对认识植物的渗透调节机理和培育高抗盐抗旱作物品种有重要意义。     

甜菜碱与植物抗旱/盐性研究进展

系统地讨论了甜菜碱在植物体内的代谢特性与甜菜碱合成酶基因工程、甜菜碱生理功能与植物抗旱／盐生理的关系以及外源甜菜碱调控植物抗旱／盐性研究进展,最终实现通过施用外源甜菜碱和利用基因工程技术将合成甜菜碱的代谢途径引入植物,以抵抗由于干旱／盐胁迫对植物造成的伤害,为其农业利用开辟新途径。     

苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)的耐盐性研究

苜蓿根瘤菌042B在含有400mmol／L NaCl的基本培养基中生长时,细胞内积累大量谷氨酸。但在不含NaCl的基本培养基中,即使加入谷氨酸和(或)甘氨酸甜菜碱,细胞内也不积累谷氨酸。然而,在高浓度NaCl条件下,外源甘氨酸甜菜碱则能进入细胞内,并受到外加谷氨酸的促进。在600mmol／L NaCl的条件下,从外源单独提供谷氨酸或甘氨酸甜菜碱,不能提高首蓿根瘤菌的耐盐性。但是,同时加入谷氨酸(或其他氨基酸)和甘氨酸甜菜碱,则具有明显的协同效应,可以显著地减轻高盐浓度对苜蓿根瘤菌的抑制作用。钠、钾、氯和硫酸根等离子对苜蓿根瘤菌生长的抑制作用很小,但镁和硝酸根离子则严重地抑制其生长。本文还探讨了营养和苜蓿根瘤苗耐盐性的关系。     

外源甜菜碱与植物抗逆性

甜菜碱是一种季铵型生物碱,广泛存在于动物、植物和微生物体内.甜菜碱在高等植物体内是一种重要的非毒性渗透调节物质,具有稳定生物大分子的结构和功能以及降低逆境条件下渗透失水对细胞膜、酶及蛋白质结构与功能的伤害,从而提高植物对各种胁迫因子的抗性.该文对外源甜菜碱以不同的作用方式(灌根、浸种、喷施叶片)作用于逆境(如干旱、盐碱等)条件下的作物并提高作物抗逆性能进行了综述,经过全面系统的讨论,阐明外源甜菜碱提高逆境下作物抗逆的机理,为甜菜碱的农业利用提供理论依据.     

盐分对碱蓬幼苗离子含量,甜菜碱水平和BADH活性的效应

研究了盐生植物碱蓬（Ｓｕａｅｄａ ｓａｌｓａ）生长在不同浓度的ＮａＣｌ和ＫＣｌ溶液中体内Ｎａ＋ 、Ｋ＋ 含量、甜菜碱水平和甜菜碱醛脱氢酶（ＢＡＤＨ）活性的动态变化。ＮａＣｌ处理９６ 小时后,碱蓬地上部Ｋ＋ 含量低于对照,而Ｎａ＋ 明显高于对照,并分别随外界盐度增加而升、降;ＫＣｌ处理的植株,Ｋ＋ 、Ｎａ＋ 含量变化与ＮａＣｌ处理的相反;甜菜碱水平和ＢＡＤＨ 活性随外界ＮａＣｌ浓度增加而升高,甜菜碱水平随处理时间延长而增大,ＫＣｌ对甜菜碱水平和ＢＡＤＨ 活性的效应类似ＮａＣｌ。证明ＮａＣｌ和ＫＣｌ均能促进盐生植物碱蓬体内甜菜碱的积累,初步证明ＢＡＤＨ 与甜菜碱的积累有关     

Determination of stoichiometry of radioiodination of proteins

A sensitive method for the detection of small quantities of hydrophobic antioxidant free radical scavengers such as butylatedhydroxytoluene (BHT) and butylatedhydroxyanisole (BHA) in aqueous samples is described. The procedure involves extraction of the hydrophobic free radical scavenger into an organic solvent phase, followed by the subsequent reaction of an aliquot of this extract with the stable cation radical tris(p-bromophenyl)amminium hexachloroantimonate (TBACA). In experiments with BHT and BHA, the loss of TBACA absorbance at 730 nm was found to be linearly proportional to the amount of antioxidant added, with quantities of BHT as small as 200 pmol being easily detectable. In aqueous suspensions of dimyristoylphosphatidylcholine vesicles, assays of the aqueous BHT concentration showed that BHT partitioned strongly into the membrane phase, achieving very high BHT/phospholipid ratios. For a given concentration of BHT, partitioning into the membrane phase was greater in large, multilamellar liposomes than in either small, single-walled vesicles or in purified rat brain synaptic vesicle membranes. Direct assay of BHT and BHA in phospholipid membranes, however, was complicated by a nonspecific interaction between TBACA and the phospholipid.