甘氨酸甜菜碱(glycine betaine,简称甜菜碱)是在细菌、植物、动物等生物体中起着无毒渗透保护作用的最主要的渗透调节剂。本文选用适应性强,具有极强的抗胁迫能力,在我国大部分地区均有野生分布和栽培的百合科沿阶草属多年生常绿草本荫生植物麦冬(Ophiopogon japonicus(L.F)Ker-Gawl)作为材料,对其甜菜碱合成酶基因进行了相关的研究。主要结果如下:1、对已在GenBank上发布的甜菜碱合成酶关键基因BADH和CMO进行检索和序列比对,设计简并引物,采用RT-PCR和RACE技术获得了麦冬BADH和CMO的cDNA全序列,GenBank注册号分别为DQ645888和DQ645889。2、获得的麦冬BADH全长1785个核苷酸,5’端非编码区有63个核苷酸,3’端非编码区有219个核苷酸,开放阅读框1503个核苷酸,编码一个由500个氨基酸组成的多肽。进行BLAST同源性比对,发现麦冬与藜科植物的BADH部分序列同源性较高。将BADH的编码区推测的氨基酸在GenBank中进行分析,能找到磷酸果糖激酶、乙醛脱氢酶家族,谷胺酰磷酸还原酶等的保守区域。3、获得的麦冬CMO全长1602个核苷酸,5’端非编码区有54个核苷酸,3’端非编码区有231个核苷酸,开放阅读框1317个核苷酸,编码一个由438个氨基酸组成的多肽。进行BLAST同源性比对,麦冬与藜科部分植物CMO部分序列同源性较高。将CMO的编码区推测的氨基酸在GenBank中进行分析,能找到丙酸盐加氧酶、环羟基加氧酶的保守区域以及多铁原子核结合域、铁硫原子结合区等。4、设计带特定酶切位点的特异引物,分别克隆了麦冬BADH和CMO的编码区片段,构建了植物表达载体pCU1303-BADH和pCU1303-CMO。5、Northen杂交检测表明麦冬BADH和CMO在NaCl浓度处理下的表达量明显高于对照,随时间的延长BADH和CMO基因在麦冬叶片中的表达量逐渐增加;同时Northen杂交检测表明BADH和CMO在低温胁迫处理下的表达量也明显高于对照,随时间的延长,BADH和CMO基因在麦冬叶片中的表达量也逐渐增加。
