香蕉A、B基因组胆碱单加氧酶基因克隆及渗透胁迫下表达特性分析 被引量：1

1

作者 朱博为 于佳玄 +1 位作者 李新国 刘菊华 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1538-1551,共14页

胆碱单加氧酶(CMO)是高等植物体内甜菜碱合成过程中的关键酶,在植物抵御逆境生理过程中具有重要作用。在香蕉A、B参考基因组数据库中分别鉴定到1个CMO基因,对MaCMO与MbCMO基因组序列进行生物学信息分析,发现MbCMO可能由1个香蕉O-岩藻糖... 胆碱单加氧酶(CMO)是高等植物体内甜菜碱合成过程中的关键酶,在植物抵御逆境生理过程中具有重要作用。在香蕉A、B参考基因组数据库中分别鉴定到1个CMO基因,对MaCMO与MbCMO基因组序列进行生物学信息分析,发现MbCMO可能由1个香蕉O-岩藻糖基转移酶家族蛋白编码基因与MbCMO基因串联形成。克隆湛江AA(ZJ;AA基因型)、巴西蕉(BX;AAA基因型)、广东大蕉(GD;AAB基因型)和金粉(JF;ABB基因型)的CMO基因编码序列并测序比对,在ZJ和BX中鉴定到基因CMO-A,GD和JF中鉴定到基因CMO-A、CMO-B1和CMO-B2,JF中鉴定到基因CMO-H。鉴定到的4种香蕉CMO基因中,有23个共同的高频密码子,密码子CUU和CCG分别是偏性最强和最弱的密码子。CMO-A蛋白与CMO-H蛋白的氨基酸数量最少,均为425个;CMO-B1蛋白的氨基酸数量最多,为470个,且二级结构最为复杂;CMO-B2蛋白分子量最大,为52.02 kDa;CMO-A分子量最小,为47.48 kDa;4种CMO均属于酸性蛋白,均不具有跨膜结构且均为亲水性蛋白;亚细胞定位预测显示4种CMO均定位在叶绿体中。在进化方面,植物CMO在进化时单、双子叶植物有明显的分支,香蕉CMO-A、CMO-H、CMO-B1、CMO-B2蛋白与其他单子叶植物CMO蛋白亲缘关系更近。RT-qPCR结果显示:4种香蕉根中CMO在渗透胁迫前期上调表达,A基因组纯合型ZJ与BX的CMO表达量高于A、B基因组杂合型GD与JF的CMO表达量;4种香蕉叶中CMO在渗透胁迫前期下调表达,其中A基因组纯合型ZJ与BX的CMO表达量在渗透胁迫后期出现上调表达,A、B基因组杂合型GD与JF的CMO表达量高峰出现在10 d,而后15 d时表达量再次下调,并显著低于ZJ与BX的CMO表达量。本研究揭示了香蕉A、B基因组间CMO基因的差异和不同基因型香蕉中CMO基因在渗透胁迫下的表达模式,为进一步研究香蕉A、B基因组CMO基因生物学功能,特别是来源于不同基因组的CMO基因与香蕉抗渗透胁迫能力间的关系奠定基础,为利用基因工程提高香蕉抗逆性提供参考依据。 展开更多

关键词 香蕉 A、B基因组 胆碱单加氧酶合成基因 表达特性 抗逆性

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山菠菜胆碱单加氧酶基因对棉花的遗传转化和耐盐性表达 被引量：18

2

作者 张慧军 董合忠 +2 位作者 石跃进 陈受宜 朱永红 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1073-1078,共6页

胆碱单加氧酶(CMO)是渗透保护剂甜菜碱生物合成的关键酶之一。以棉花(Gossypium hirsutium L.)泗棉3号的下胚轴切段为外植体,利用农杆菌介导法将克隆自山菠菜(Atriplex hortensis)的AhCMO基因导入其中,通过组织培养胚状体发生途径获得... 胆碱单加氧酶(CMO)是渗透保护剂甜菜碱生物合成的关键酶之一。以棉花(Gossypium hirsutium L.)泗棉3号的下胚轴切段为外植体,利用农杆菌介导法将克隆自山菠菜(Atriplex hortensis)的AhCMO基因导入其中,通过组织培养胚状体发生途径获得转基因再生植株。以0.5%卡那霉素对再生苗筛选后,PCR检测抗卡那霉素棉苗确认阳性转化株,Southern和Northern杂交结果进一步证实外源基因已导入棉花并得到表达。在温室盆栽条件下,于2片真叶期对转AhCMO基因棉花及其转化受体泗棉3号施加0.5%的NaCl胁迫,15d后发现其光合作用和植株生长被显著抑制,非转基因棉花泗棉3号的株高、鲜重和光合速率分别降低了57.6%、65.6%和69.9%,而转AhCMO基因的棉株分别降低了37.3%、54.6%和47.9%。转AhCMO棉花所受盐害程度显著小于非转基因的棉株,说明AhCMO基因的导入和表达提高了转基因棉花的耐盐性。 展开更多

关键词 棉花 胆碱单加氧酶基因 遗传转化 耐盐性

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杜梨胆碱单加氧酶基因克隆及胁迫表达 被引量：4

3

作者 李慧 丛郁 +2 位作者 常有宏 蔺经 盛宝龙 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1093-1098,共6页

为了解梨砧木—杜梨对非生物胁迫的防御机制,采用RT-PCR、RACE和长片段PCR技术从杜梨幼苗中获得1个甜菜碱合成相关的胆碱单加氧酶基因(PbCMO),运用生物信息学方法分析序列特点,并通过跨内含子引物进行半定量RT-PCR研究其在非生物胁迫下... 为了解梨砧木—杜梨对非生物胁迫的防御机制,采用RT-PCR、RACE和长片段PCR技术从杜梨幼苗中获得1个甜菜碱合成相关的胆碱单加氧酶基因(PbCMO),运用生物信息学方法分析序列特点,并通过跨内含子引物进行半定量RT-PCR研究其在非生物胁迫下的表达情况。结果表明:(1)PbCMO基因cDNA序列编码区长1 227bp,编码由408个氨基酸组成的多肽。其对应基因组DNA序列长2 928bp,由10个外显子和9个内含子组成。其推导的多肽预测的等电点为6.19,相对分子质量为46.27kD,具备Rieske型铁硫[2Fe-2S]簇结合区域和非血红素单核态铁配位点序列,与枸杞CMO蛋白相似性最高(71%)。(2)PbCMO在幼苗根和叶中均为诱导型表达,100mmol/L氯化钠、10%(W/V)聚乙二醇、180mmol/L甘露醇或20μmol/L脱落酸处理后其表达量明显上调,表明PbCMO对盐碱、干旱、渗透胁迫和ABA均存在表达响应,可能参与杜梨应对非生物胁迫的转录调节。 展开更多

关键词 杜梨 胆碱单加氧酶 基因克隆 表达特点

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菠菜胆碱单加氧酶基因cDNA的克隆及重组植物表达载体的构建 被引量：2

4

作者 柳娜 王蒂 +3 位作者 司怀军 李东魁 刘海英 李有忠 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期107-112,共6页

从菠菜叶片中提取总RNA,用RT-PCR方法扩增到菠菜胆碱单加氧酶(CMO)基因cDNA,然后将CMO cDNA克隆至pBluescript SK+载体上,序列分析结果表明,该CMO cDNA全长为1 424 bp,开放阅读框1 320 bp,编码440个氨基酸。核酸序列同源性分析表明,该c... 从菠菜叶片中提取总RNA,用RT-PCR方法扩增到菠菜胆碱单加氧酶(CMO)基因cDNA,然后将CMO cDNA克隆至pBluescript SK+载体上,序列分析结果表明,该CMO cDNA全长为1 424 bp,开放阅读框1 320 bp,编码440个氨基酸。核酸序列同源性分析表明,该cDNA与已发表的菠菜CMO基因具有99.8%同源性,氨基酸序列同源性达99.6%。在此基础上以pBI121和pBIrd为基础,构建了组成型启动子CaMV 35S和逆境诱导表达启动子rd29A驱动的CMO基因的植物表达载体。 展开更多

关键词 菠菜 胆碱单加氧酶基因 克隆 表达载体构建

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巴西蕉MaCMO和MaBADH原核表达体系筛选及纯化

5

作者 朱博为 于佳玄 +1 位作者 李新国 刘菊华 《广西植物》 北大核心 2025年第7期1282-1294,共13页

胆碱单加氧酶(choline monooxygenase,CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)分别是香蕉甘氨酸甜菜碱(glycine betaine,GB)合成过程中的限速酶和关键酶。先前研究在不同基因型香蕉中发现来源于香蕉A、B基因组的CMO... 胆碱单加氧酶(choline monooxygenase,CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)分别是香蕉甘氨酸甜菜碱(glycine betaine,GB)合成过程中的限速酶和关键酶。先前研究在不同基因型香蕉中发现来源于香蕉A、B基因组的CMO和BADH基因存在显著性结构差异,可能导致其功能分化。为了从蛋白水平解析香蕉A、B基因组CMO和BADH酶学特性差异,该研究以巴西蕉(Musa acuminata L.AAA group,cv.Cavendish)为材料,克隆MaCMO和MaBADH编码序列,通过生物信息学分析其结构特征,构建pET28a-MaCMO和pET28a-MaBADH原核表达载体,转化大肠杆菌BL21(DE3),筛选活性蛋白表达最优条件,并利用镍亲和层析柱纯化蛋白,最终确定香蕉CMO和BADH活性蛋白的诱导与纯化方法。结果表明:(1)MaCMO具有加氧酶家族典型的Rieske型[2Fe-2S]结构域和铁结合位点;MaBADH含有高度保守的醛脱氢酶十肽序列。(2)MaCMO蛋白由425个氨基酸组成,蛋白分子质量47.48 kDa,二级结构以无规则卷曲为主,为亲水性蛋白;MaBADH蛋白由505个氨基酸组成,蛋白分子质量55.10 kDa,二级结构以α-螺旋为主,为亲水性蛋白。(3)BL21(DE3)原核表达系统中,在28℃、18 h、IPTG浓度0.5 mmol·L^(-1)条件下,MaCMO在包涵体中大量表达非活性蛋白;MaBADH活性蛋白在37℃、12 h、IPTG浓度0.1 mmol·L^(-1)时表达量最大,可通过亲和层析法纯化。综上认为,在BL21(DE3)原核表达系统中,MaCMO表达非活性蛋白,MaBADH表达活性蛋白。该研究结果为解析香蕉A、B基因组CMO和BADH的功能差异提供了蛋白水平的理论依据,并为同源基因的功能分化研究提供了技术参考。 展开更多

关键词 巴西蕉 胆碱单加氧酶 甜菜碱醛脱氢酶 同源克隆 原核表达

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梭梭CMO基因的克隆与植物表达载体的构建 被引量：11

6

作者 石磊 甘晓燕 +3 位作者 夏兴雷 陈虞超 李苗 宋玉霞 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1514-1519,共6页

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生耐盐植物梭梭（Haloxylon ammodendron）中扩增出甜菜碱合成过程中的限速酶胆碱单加氧酶（CMO）编码基因的cDNA序列（命名为HaCMO）,其开放阅读框为1 344 bp,推测的氨基酸序列全长为447个氨基酸残基.根... 采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生耐盐植物梭梭（Haloxylon ammodendron）中扩增出甜菜碱合成过程中的限速酶胆碱单加氧酶（CMO）编码基因的cDNA序列（命名为HaCMO）,其开放阅读框为1 344 bp,推测的氨基酸序列全长为447个氨基酸残基.根据已获得的开放阅读框,构建重组植物表达载体pCAMBIA2300-HaCMO.HaCMO核苷酸序列与藜科几种盐生植物如菠菜（Spinacia oleracea）、山菠菜（Atriplex hortensis）、辽宁碱蓬（Suaeda liaotungensis）、盐角草（Salicornia europaea）和甜菜（Beta vulgaris）等的一致性均在74.5%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在73.5%以上,表明CMO编码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了基础. 展开更多

关键词 梭梭 胆碱单加氧酶 基因克隆 植物表达载体

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欧美杨107耐盐转基因植株的试验 被引量：16

7

作者 张学彬 夏秀英 +1 位作者 毕晓颖 栾雨时 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期712-715,共4页

以欧美杨107(Populus×euram ericanacv.“74/76”)叶片为试材,采用根癌农杆菌介导法进行了胆碱单加氧酶(CMO)基因转化,获得了耐盐转基因植株。试验结果表明,15 mg.L-1卡那霉素(Km)可作为筛选转化细胞的选择压;在农杆菌工程菌液中添... 以欧美杨107(Populus×euram ericanacv.“74/76”)叶片为试材,采用根癌农杆菌介导法进行了胆碱单加氧酶(CMO)基因转化,获得了耐盐转基因植株。试验结果表明,15 mg.L-1卡那霉素(Km)可作为筛选转化细胞的选择压;在农杆菌工程菌液中添加200μmol.L-1的乙酰丁香酮(As)可以显著提高抗性芽诱导率;PCR及Southern检测证明CMO基因已整合进抗性植株基因组;组织培养条件下的植株耐盐性测定及离体叶片电导率测定结果证明,转基因植株的耐盐性得到了提高。 展开更多

关键词 欧美杨107 胆碱单加氧酶 基因转化 耐盐性

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辽宁碱蓬SlCMO基因盐胁迫表达分析及盐诱导启动子鉴定 被引量：3

8

作者 佟少明 尹辉 +1 位作者 夏冰 李秋莉 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期332-338,共7页

胆碱单加氧酶(choline monooxygenase,CMO)是合成甜菜碱的关键酶,甜菜碱在植物抵抗渗透胁迫中起着重要的作用。本研究室前期克隆了盐生植物辽宁碱蓬CMO(Suaeda liaotungensis CMO)基因及启动子。本研究对Sl CMO基因在盐胁迫下的表达及... 胆碱单加氧酶(choline monooxygenase,CMO)是合成甜菜碱的关键酶,甜菜碱在植物抵抗渗透胁迫中起着重要的作用。本研究室前期克隆了盐生植物辽宁碱蓬CMO(Suaeda liaotungensis CMO)基因及启动子。本研究对Sl CMO基因在盐胁迫下的表达及盐诱导启动子进行分析。q RTPCR分析Sl CMO基因在辽宁碱蓬不同器官及盐胁迫下的表达,结果表明,Sl CMO基因在根、茎、叶中均有表达,其中茎、叶中的表达量较高,Sl CMO基因在根、茎、叶中的表达均受盐胁迫诱导。5'端缺失分析Sl CMO启动子的盐诱导区段,结果表明,p C5(-267^+128 bp)是Sl CMO启动子的盐诱导功能区段,推测p C5调控Sl CMO基因的盐诱导表达。本研究为Sl CMO基因表达调控研究奠定基础,也为植物抗盐基因工程提供可用的启动子。 展开更多

关键词 辽宁碱蓬 辽宁碱蓬胆碱单加氧酶(SlCMO) QRT-PCR 启动子 盐胁迫

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植物甜菜碱合成相关酶及其基因工程研究进展 被引量：2

9

作者 吴月亮 蔡明 +1 位作者 蒋细旺 张启翔 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2007年第18期5348-5349,共2页

甜菜碱(Glybet)是植物体中起着无毒渗透保护作用的最主要的细胞相溶性物质,许多高等植物在干旱、盐碱和低温等不利环境下,在细胞中会积累大量甜菜碱,以维持细胞的正常膨压。综述了植物甜菜碱合成途径中磷酸乙醇胺N-甲基转移酶、胆碱单... 甜菜碱(Glybet)是植物体中起着无毒渗透保护作用的最主要的细胞相溶性物质,许多高等植物在干旱、盐碱和低温等不利环境下,在细胞中会积累大量甜菜碱,以维持细胞的正常膨压。综述了植物甜菜碱合成途径中磷酸乙醇胺N-甲基转移酶、胆碱单加氧酶和甜菜碱醛脱氢酶的分子生物学特性及其基因工程研究的最新进展。 展开更多

关键词 甜菜碱 磷酸乙醇胺N-甲基转移酶 胆碱单加氧酶 甜菜碱醛脱氢酶 基因工程

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植物甘氨酸甜菜碱与耐盐性 被引量：4

10

作者 于晓东 赖鹭迪 王旌宇 《天津农业科学》 CAS 2013年第7期14-16,共3页

非生物胁迫尤其是水盐胁迫一直是影响农业生产的关键因素,培育耐盐耐寒新品种也一直是生物育种的研究方向,甜菜碱作为一种小分子的非毒性渗透调节剂,是植物响应非生物胁迫的重要物质。综述了甘氨酸甜菜碱合成途径中的胆碱单加氧酶和甜... 非生物胁迫尤其是水盐胁迫一直是影响农业生产的关键因素,培育耐盐耐寒新品种也一直是生物育种的研究方向,甜菜碱作为一种小分子的非毒性渗透调节剂,是植物响应非生物胁迫的重要物质。综述了甘氨酸甜菜碱合成途径中的胆碱单加氧酶和甜菜碱醛脱氢酶这两种关键酶的分子生物学特性及其基因工程的最新研究进展。 展开更多

关键词 甜菜碱 胆碱单加氧酶 甜菜碱醛脱氢酶 基因工程 非生物胁迫

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甘菊CMO同源基因的分离与表达分析 被引量：1

11

作者 牛雅静 王淑慧 +1 位作者 黄河 戴思兰 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期58-62,共5页

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1 140 bp,编码379个氨基酸残基;在GenBank比对并进... 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1 140 bp,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基因在甘菊茎、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。 展开更多

关键词 胆碱单加氧酶(CMO) 甘氨酸甜菜碱(GB) 非生物胁迫 表达 甘菊

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双元植物表达载体pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO的构建及转化 被引量：1

12

作者 石磊 周晓燕 +2 位作者 甘晓燕 马洪爱 宋玉霞 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2012年第6期210-216,223,共8页

【目的】构建双元植物表达载体,通过遗传转化提高植物的抗逆能力。【方法】将从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中克隆得到的HaBADH基因,定向导入植物表达载体pCAMBIA2300-35S-OCS中,以HaCMO替换pCAMBIA2300-HaBADH中的抗... 【目的】构建双元植物表达载体,通过遗传转化提高植物的抗逆能力。【方法】将从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中克隆得到的HaBADH基因,定向导入植物表达载体pCAMBIA2300-35S-OCS中,以HaCMO替换pCAMBIA2300-HaBADH中的抗性基因NPTⅡ,构建双元植物表达载体pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO,并通过农杆菌介导法将其转入粳稻品种"优引三号",对所获得的转基因植株进行PCR检验。【结果】成功构建了双元植物表达载体pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO,并获得了携带有pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO的水稻阳性植株5株,经PCR检测,转入成功。【结论】将梭梭抗逆基因HaBADH和HaCMO构建到一个表达载体中,并成功转化水稻,为转入基因后水稻植株内甜菜碱合成和积累过程的深入分析提供了条件。 展开更多

关键词 梭梭 甜菜碱醛脱氢酶 胆碱单加氧酶

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