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。     

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。     

盐胁迫下朝鲜碱茅的甜菜碱醛脱氢酶活性变化及其基因保守区的克隆

文章探讨了朝鲜碱茅甜菜碱醛脱氢酶活性在盐胁迫下的变化,用简并引物扩增了甜菜碱醛脱氢酶基因保守区序列的结果表明,该保守区段长438 bp,推测编码145个氨基酸,包括醛脱氢酶高度保守序列V[T/S]LELGGKSP和其后29位与酶功能有关的Cys。此序列Genbank登录号为EF095710。     

盐生植物中亚滨藜甜菜碱醛脱氢酶(AcBADH)基因的表达及其启动子的分离

克隆了盐生植物中亚滨藜 (Atriplexcentralasiat icaIljin)甜菜碱醛脱氢酶 (AcBADH)cDNA ,推测的氨基酸序列与其它物种的BADH有较高的同源性。Northern杂交结果表明 ,ABA 1 0 0 μmol L和NaCl40 0mmol L处理 48h后 ,BADH的表达增加 1 0倍左右。通过筛选中亚滨藜基因组文库 ,得到了AcBADH的基因组序列。它全长 7.7kb ,包含 1 5个外显子和 1 .2kb启动子区。除了TATA box和CAAT box以外 ,在AcBADH启动子区还发现了一些与胁迫有关的其它元件 ,如GC motif、EIRE、MRE、WUN motif、ABRE和HSE。     

干旱和NaCl胁迫下梭梭幼苗中甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶活性的变化（简报）

梭梭幼苗的甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶（BADH）活性随外界NaCl浓度的增加和干旱胁迫时间的延长而增加。干旱和NaCl促进旱生植物梭梭体内甜菜碱积累与BADH活性有关。     

钾离子对盐诱导菠菜甜菜碱累积的影响

无钾条件下盐胁迫处理菠菜幼苗所诱导的甜菜碱积累量及甜菜碱醛脱氢酶（BADH）活性均比含钾条件下盐处理时低。无K 培养离体叶片可引起组织甜菜碱含量下降;用无K 培养或K 通道抑制剂TEA处理菠菜幼苗,BADH活性随处理时间延长出现下降。表明K 可能参与对甜菜碱合成积累及BADH酶活性的调节。     

干旱和盐胁迫诱导甜菜叶中的甜菜碱醛脱氢酶的积累

应用双向免疫扩散方法测定表明,甜菜叶片的甜菜碱醛脱氢酶能与菠菜的甜菜碱醛脱氢酶抗体发生交叉反应,渗透势－０．６５～－２．６ＭＰａ的甘露醇溶液或２００～３００ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液,诱导甜菜叶片甜菜碱醛脱氢酶积累明显增加。     

甘菊CMO同源基因的分离与表达分析

利用半嵌套巢式PCR结合RACE技术从菊科植物甘菊[Chrysanthemum lavandulifolium(Fisch.ex Trautv.)Makino]中分离得到了一个长度为1 450 bp的片段.序列分析结果表明,其开放阅读框全长1 140bp,编码379个氨基酸残基;在GenBank 比对并进行系统进化分析可知,该片段为CMO同源基因,命名为ClCMO.利用不同胁迫处理进行分析发现,在非胁迫条件下ClCMO基因在甘萄茎、叶、花叶中均有表达信号,在根中没有表达;其可以响应干旱、高盐胁迫和脱落酸(ABA)的诱导,不响应冷热胁迫,并且其表达在水杨酸(SA)诱导下受抑制.这些结果表明,ClCMO基因是提高植物耐干旱、高盐能力的有效基因资源.     

干旱和盐胁迫诱导甜菜叶中的甜菜碱醛脱氢酶的积累

应用双向免疫扩散方法测定表明,甜菜叶片的甜菜碱醛脱氢酶能与菠菜的甜菜碱醛脱氢酶抗体发生交叉反应。渗透势－０．６５￣－２．６ＭＰａ的甘露醇溶液或２００～３００ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液,诱导甜茶叶片甜菜碱醛脱氢酶积累明显增加。     

Isolation of a choline monooxygenase cDNA clone from Amaranthus tricolor and its expressions under stress conditions

INTRODUCTIONAmaranth is a C4 dicotyledonous mesophytecrop plant. A. tricofor is a major variety for veg-etable and ornamental crops, and is widely culti-vated in the wor1d. Osmoprotectant glycine betaine(GB) was detected in Amaranthaceae, A. HyPochon-driacus L[2] and A. Caudatus L[3, 4]. GB iswidespread and an effective osmoprotectant in manyplants[3]. We studied the photosynthetic adaptationmechanism of A. trico1or under salt stress due to ac-cumulation of GB[5].GB is synthesized …     

长时间盐胁迫对苋菜叶片细胞结构的影响

生长40d的苋菜秧苗用300mmol·L-1的NaCl处理28 d后,生长受抑,叶面积变小,叶绿素含量降低;叶肉增厚、微管束变小,细胞内容物减少、叶绿体收缩、液泡扩大,细胞核染色程度变浅,形状拉长;细胞内淀粉含量增加.     

不同浓度NaCl对苋菜幼苗生长、光合速率、离子吸收和甜菜碱含量的影响

生长40d的苋菜幼苗用0、150、300和500mmol·L~(-1)NaCl处理5d后,其生长、光合速率、蒸腾速率和气孔导度均受到不同程度的抑制。苋菜的叶和根中蓄积的Na~+和Cl~-含量随着NaCl浓度的增加而显著增加。经各种浓度NaCl处理的甜菜碱含量均增加。     

Physiological and Growth Responses of Tomato Progenies Harboring the Betaine Alhyde Dehydrogenase Gene to Salt Stress

The responses of five transgenic tomato （Lycopersicon esculentum Mill） lines containing the betaine aldehyde dehydrogenase （BADH） gene to salt stress were evaluated. Proline, betaine （N, N, N-trimethylglycine, hereafter betalne）, chlorophyll and ion contents, BADH activity, electrolyte leakage （EL）, and some growth parameters of the plants under 1.0% and 1.5% NaCl treatments were examined. The transgenic tomatoes had enhanced BADH activity and betaine content, compared to the wild type under stress conditions. Salt stress reduced chlorophyll contents to s higher extent in the wild type than in the transgenic plants. The wild type exhibited significantly higher proline content than the transgenic plants at 0.9% and 1.3% NaCh Cell membrane of the wild type was severely damaged as determined by higher EL under salinity stress. K^＋ and Ca^2＋ contents of all tested lines decreased under salt stress, but the transgenic plants showed a significantly higher accumulation of K^＋ and Ca^2＋ than the wild type. In contrast, the wild type had significantly higher CI- and Na^2＋ contents than the transgenic plants under salt stress. Although yield reduction among various lines varied, the wild type had the highest yield reduction. Fruit quality of the transgenic plants was better in comparison with the wild type as shown by a low ratio of blossom end rot fruits. The results show that the transgenic plants have improved salt tolerance over the wild type.     

盐胁迫下小麦甜菜碱和脯氨酸含量变化

运用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)联用技术分析了耐盐性强、中、弱3个小麦品种SW12、宁春4号和中国春苗期5个NaCl浓度胁迫下甜菜碱和脯氨酸含量的变化.方差分析表明盐胁迫下3个小麦品种之间甜菜碱的含量差异达到极显著水平(P＜0.01),SW12的含量最高,宁春4号次之,中国春最低,与小麦耐盐性表现相一致;脯氨酸在叶片中的含量差异不显著,在根中宁春4号和中国春的含量有显著差异(P＜0.05).结果表明:小麦叶和根中甘氨酸甜菜碱含量与小麦盐胁迫呈正相关,是小麦体内抵御盐胁迫的渗透调节物质之一,可作为小麦耐盐性鉴定指标.     

梭梭甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及序列分析

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出BADH基因的cDNA序列(命名为HaBADH),其开放阅读框为1 503 bp,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,并含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).其核苷酸序列与藜科几种盐生植物如盐爪爪(Kalidium foliatum)、中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)、三角叶滨藜(Atriplex triangularis)、菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)和甜菜(Beta vulgaris)等的相似性均在85%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在87%以上,表明BADH基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定基础.     

山菠菜胆碱单氧化物酶基因(CMO)的克隆与分析

甜菜碱是一类广泛存在于生物体内的渗透保护剂。高等植物中,甜菜碱的生物合成经由胆碱→甜菜碱醛→甜菜碱两步反应完成,其中第一步反应,也是甜菜碱生物合成的限速反应,由胆碱单氧化物酶(CMO)催化。本研究以耐盐植物山菠菜(Atriplex hortensis)为材料构建了盐胁迫下的cDNA文库,用菠菜CMO cDNA为探针从中筛选获得一个长1.77kb的cDNA克隆,测序结果表明该克隆包含一个完整的开放读码框,编码一个由438个氨基酸构成的多肽,与菠菜和甜菜CMO的氨基酸序列同源性分别为81%和72%。同菠菜和甜菜中的CMO序列相比,山菠菜CMO基因(AhCMO)也具有保守的RieskeType［2Fe2S］簇结合区和保守的多铁原子核结合域。对盐处理条件下山菠菜CMO基因转录水平的研究表明CMO基因在盐胁迫情况下表达量增加约3倍。将CMO与35S启动子连接后转化烟草(Nictiana tabacumvar.Xanthi),获得了具有一定耐盐性状的转基因植株,在1.2%NaCl的盐浓度下生长良好。