盐生植物盐爪爪甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及在盐胁迫下的BADH基因的表达

根据已发表的几种藜科植物甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的同源保守区设计了一对引物,采用RT-PCR方法从盐生植物盐爪爪(Kalidium foliatum)中扩增出BADH基因的1个开放阅读框架,其核苷酸序列长1503bp,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基。核苷酸序列与藜科几种盐生植物如滨藜、碱蓬、菠菜、山菠菜和甜菜等的同源性为81%,与甜土植物水稻的同源性为69%。氨基酸序列与以上两类植物(盐生植物和甜土植物)的同源性比对为80%和71%,说明BADH基因在藜科盐生植物中是一种较高保守的基因。BADH基因编码的多肽在高等植物中行使重要的功能。用不同浓度的NaCl胁迫处理盐爪爪植株,BADHmRNA的表达水平比对照植株高,说明盐爪爪BADH基因的表达受盐诱导,间接说明甜菜碱醛脱氢酶催化合成的甜菜碱作为渗透调节的小分子物质,它的积累与盐胁迫存在紧密关联,本研究为进一步从生理和分子水平阐明盐爪爪的耐盐机制提供一定的参考。     

盐穗木甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH）的克隆及其在盐胁迫下的表达分析

根据我们实验室已发表的植物甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH）的同源保守区设计引物,通过RT—PCR扩增获得了由1503个核苷酸组成的盐穗木BADH基因开放阅读框,推测该基因编码500个氨基酸,分子量约为54．49kDa的多肽。推测的盐穗木BADH氨基酸序列中包含一段甜菜碱醛脱氢酶中高度保守的十肽序列（VTLELGGKSP）以及与酶功能有关的半胱氨酸残基（Cys）。序列比对结果显示,盐穗木BADH与盐地碱蓬、中亚滨藜、盐爪爪以及菠菜等的核苷酸序列同源性在81％以上,与水稻的同源性也达到68％。半定量RT—PCR分析结果表明,盐穗木BADH基因的表达受盐胁迫诱导,推测BADH可能与盐穗木具有较强的耐盐能力有关。     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT-PCR和PCR-RACE技术,从菊科植物甘菊(Dendranthema lavandulifolium)中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152.DlBADH1的cDNA全长1821 bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918 bp,编码506个氨基酸的蛋白质.两个基因核苷酸序列的同源性为97%,推导的氨基酸序列的同源性为98%.与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64%以上.在推导的氨基酸序列中,均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).在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合.RT-PCR-Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员.     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT—PCR和PCR—RACE技术,从菊科植物甘菊（Dendranthema lavandulifolium）中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶（betaine aldehyde dehydrogenase,BADH）基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152。DlBADH1的cDNA全长1821bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918bp,编码506个氨基酸的蛋白质。两个基因核苷酸序列的同源性为97％,推导的氨基酸序列的同源性为98％。与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64％以上。在推导的氨基酸序列中,均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）。在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合。RT—PCR—Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员。     

甜菜碱醛脱氢酶基因的cDNA克隆

甜菜碱醛脱氢酶基因的ｃＤＮＡ克隆马德钦,汤岚,吕文,骆爱玲,梁峰（中国科学院微生物研究所,北京１０００８０）（中国科学院植物研究所,北京１０００４４）ｃＤＮＡＣＬＯＮＥＯＦＴＨＥＧＥＮＥＯＦＢＥＴＡＩＮＥＡＬＤＥＨＹＤＥＤＥＨＹＤＲＯＧＥＮＡＳＥ￥￣...     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在烟草中的表达

质粒pLS9含有1．5kb的编码菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因。经限制酶切后克隆到植物表达载体的35S启动子和PolyA终止子之间。经农杆菌介导转化烟草,获得90多株抗卡那霉素再生植株。经PCR检测证明60％以上再生植株含有BADH基因。转基因植株经Western blot,BADH酶活性测定,BADH酶活性特异性染色法检查和耐盐性分析,证明菠菜BADH基因在烟草正常表达。在叶绿体和胞液中均有BADH酶存在。转基因植株能耐较高浓度盐。     

中度嗜盐细菌Halomonas sp.BYS-1甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆和表达

Halomonas sp.BYS-1是一株能矿化苯乙酸的中度嗜盐细菌,该菌能在0～20％NaCl的条件下生长。甜菜碱是其主要渗透保护剂,通过在培养基中添加甜菜碱合成前体(胆碱、甘氨酸)的方法发现它能以胆碱为前体合成甜菜碱。通过PCR的方法克隆了甜菜碱醛脱氢酶基因(betB),测序后在大肠杆菌中进行了高效表达,表达产物占菌体总蛋白的31．5％,酶活为38．5U／mg,为构建耐盐的转基因植物提供了材料。     

RP-HPLC法测定长期盐胁迫下盐爪爪和盐穗木中的甜菜碱

通过对影响甜菜碱提取和测定的各种因素进行研究,建立了一种准确、快速的测定长期盐胁迫下盐爪爪和盐穗木中甜菜碱的HPLC方法。样品采用超声波甲醇提取,并依次通过强阴阳离子交换树脂(Dowex 50×8和Dowex 50×2)进行纯化,得到的样品采用反相C18柱进行分离,色谱条件:流动相为50 mmol/L、pH 4.5的KH2PO4溶液;波长200 nm下紫外测定,流速0.7 mL/min;此方法的检出限为0.02μg/mL,平均回收率为97.2%。通过对0~500 mmol/L NaCl胁迫下的盐爪爪和盐穗木中甜菜碱进行测定,甜菜碱的含量均呈现先增加后减少的趋势,盐爪爪在NaCl浓度为200 mmol/L时达到最大,而盐穗木在NaCl浓度为300 mmol/L时达到最大。     

中度嗜盐细菌Halomonas sp. BYS-1甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆和表达

Halomonas sp.BYS1是一株能矿化苯乙酸的中度嗜盐细菌,该菌能在0～20% NaCl 的条件下生长。甜菜碱是其主要渗透保护剂,通过在培养基中添加甜菜碱合成前体(胆碱、甘氨酸)的方法发现它能以胆碱为前体合成甜菜碱。通过PCR的方法克隆了甜菜碱醛脱氢酶基因(betB),测序后在大肠杆菌中进行了高效表达,表达产物占菌体总蛋白的31.5%,酶活为38.5 U/mg,为构建耐盐的转基因植物提供了材料。     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT-PCR和PCR-RACE技术,从菊科植物甘菊(Dendranthema lavandulifolium)中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152。DlBADH1的cDNA全长1821 bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918 bp,编码506个氨基酸的蛋白质。两个基因核苷酸序列的同源性为97%,推导的氨基酸序列的同源性为98%。与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64%以上。在推导的氨基酸序列中,均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)。在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合。RT-PCR-Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员。     

辐射污染区盐爪爪根际可培养细菌群落组成及功能特性

【背景】我国西北某辐射污染区存在着丰富多样的耐辐射微生物资源,部分区域覆盖着耐盐植物盐爪爪,其根际存在明显的"离子岛"效应,开展其根际微生物相关研究对进一步挖掘污染区微生物资源及揭示盐爪爪的盐适应性和"离子岛"的形成具有重要的意义。【目的】分析辐射污染区盐爪爪根际微生物群落组成,挖掘潜在的微生物资源和功能特性。【方法】通过可培养方法,共选择了10种筛选培养基开展盐爪爪根际微生物的分离筛选,并对所获得的细菌进行了16S rRNA基因序列分子鉴定,进而进行相关菌株的抗逆特性、产酶特性和植物促生特性分析。【结果】分离获得的267株细菌归属于放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)等3个菌门中的20个属,发现潜在新种8个,其中放线菌门所含种属最丰富,说明盐爪爪根际存在着丰富的微生物多样性。相关抗逆性分析表明,分离得到的菌株70%以上可耐受10%NaCl,40%的菌株可耐受不同浓度的重金属胁迫。同时,研究获得了一批可产蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的菌株以及植物促生菌株,可为相关酶制剂的筛选和微生物菌肥的研制提供丰富的材料。【结论】辐射污染区盐爪爪根际存在大量潜在的宝贵微生物资源,有待挖掘和开发。     

无叶假木贼和盐爪爪提取物的抗菌活性

无叶假木贼和盐爪爪地上部分乙醇提取物、不同溶剂萃取部分对供试病原细菌和真菌均表现出较好的抑制作用,其乙酸乙酯萃取部分和正丁醇萃取部分的抗菌活性明显强于石油醚萃取部分和水部分。结果表明,无叶假木贼中抗菌活性成分主要为极性中等的化合物,且很可能是具弱碱性、易与酸成盐的生物碱类。盐爪爪中抗菌活性成分同样为极性中等的化合物。     

盐分和水分胁迫对两种盐生植物盐爪爪和盐穗木种子萌发的影响

采用不同浓度NaCl和等渗PEG(分子量为6000)处理2种盐生植物种子(盐爪爪Kalidiumfoliatum、盐穗木Halostachys caspica)。结果表明,(1)NaCl和等渗PEG对种子的萌发均产生抑制作用,且PEG的抑制程度大于等渗NaCl,说明渗透胁迫是影响盐生植物种子萌发的主要因素;(2)盐胁迫和水分胁迫对盐生植物种子的萌发具有明显的抑制作用,降低了种子的萌发率,推迟了种子的初始萌发时间、延长了种子的萌发时间;(3)根据2种盐生植物种子萌发耐盐性比较,两种盐生植物均具有较强的耐盐性,在0~300 mmol.L-1NaCl盐溶液范围内,盐穗木种子相对萌发率达到95%以上,盐爪爪达到80%以上,说明盐穗木比盐爪爪具有更强的耐盐性。盐穗木种子耐盐适宜值为332.5 mmol.L-1,临界值为540 mmo.lL-1,极限值为749 mmo.lL-1;盐爪爪种子耐盐适宜值为246.5 mmol.L-1,临界值为391.8 mmo.lL-1,极限值为537 mmol.L-1;(4)低浓度的NaCl溶液对种子萌发的幼苗生长起着促进作用。在100 mmo.lL-1NaCl处理时,两种盐生植物幼苗的胚...     

盐爪爪根部微生物分布特征及盐浓度对碳源代谢分析的影响

【背景】耐盐植物盐爪爪广泛分布于盐碱荒漠区域,其根际存在明显的盐离子富集,形成"盐岛效应",研究此过程中微生物如何演替和适应,对揭示盐爪爪根际微生物的分布及其耐盐特性、"盐岛"的形成具有重要科学意义。【目的】揭示盐爪爪根际、根区及其周围环境土壤中微生物分布特征,确定不同盐浓度处理对根际微生物Biolog Eco微平板碳源代谢多样性的影响。【方法】采用Biolog Eco微平板技术,对采自新疆和硕地区的盐爪爪根际、根区和环境土壤微生物碳源利用情况进行分析,并采用不同浓度NaCl溶液对盐爪爪根际土壤样品进行稀释加样,评估盐浓度对根际微生物活性及多样性分析的影响。【结果】样品微生物代谢活性总体呈现根际根区环境的趋势;随着与根部距离的增加,样品中利用氨基酸、胺类碳源微生物所占比例明显降低,而利用吐温和肝糖等多聚化合物类碳源微生物所占比例明显增加;多样性分析表明,随着与根部距离的增加,Shannon指数(H)随之降低且存在明显差异。不同浓度NaCl溶液对采用BiologEco微平板技术分析盐爪爪根际微生物的代谢活性和代谢多样性有着明显的影响,其中采用5%NaCl溶液作为稀释加样液的根际微生物活性最高。【结论】盐爪爪根部微生物组成和分布有着明显的演变规律,且采用Biolog Eco微平板技术分析微生物代谢多样性时需进行培养条件的优化。     

Seed Germination and Radicle Growth of a Halophyte, Kalidium caspicum(Chenopodiaceae)

Effects of temperature, light, NaCl and polyethylene glycol(PEG)-6000 on seed germination and radicle growth in a halophyticshrub, Kalidium caspicum(L.) Ung.-Sternb. were investigated.When seeds were incubated in deionized water at constant temperaturesbetween 10 and 30°C, the percentage germination in the darkexceeded 75%; light suppressed seed germination at alternatingtemperatures. Incubating seeds with a hypersaline solution ofNaCl for 30 d had no adverse effect on their germinability.The percentage germination of seeds incubated with a –0.8MPa NaCl solution was 73, 80 and 54% at 10, 20 and 30°C,respectively, but all radicles died before their length exceeded5 mm. In contrast, when seeds were incubated with a –0.8MPa PEG solution at 20°C, 68% of seeds germinated, and 95%of the emerging radicles survived beyond 5 mm. The high sensitivityof small radicles of this species to salinity indicated thatsalt must be removed from the soil surface for seedling establishment.Copyright2000 Annals of Botany Company Chinese desert, radicle growth, germination, halophyte, Kalidium caspicum, salinity     

Molecular Cloning and the Expression Pattern of a Phospholipid Hydroperoxide Glutathione Peroxidase in Kalidium foliatum under NaCl Treatment

Russian Journal of Plant Physiology - The halophyte Kalidium foliatum (Pall.) Moq. exhibits strong tolerance to salinity. Salt stress leads to reactive oxygen species (ROS) production, and high...