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        巨尾桉EuGR1基因的克隆及其低溫脅迫下的表達(dá)特性分析

        2019-06-11 09:40:02趙艷玲韓瑤
        熱帶作物學(xué)報(bào) 2019年3期
        關(guān)鍵詞:低溫脅迫克隆

        趙艷玲 韓瑤

        摘? 要? 本研究通過反轉(zhuǎn)錄PCR方法克隆了巨尾桉谷胱甘肽還原酶(Glutathione reductase,簡(jiǎn)稱GR)基因,該基因定位于巨尾桉細(xì)胞質(zhì)、長(zhǎng)度為1485 bp,在NCBI申請(qǐng)基因注冊(cè)(GenBank Accession Number KU904639)。構(gòu)建了pET-EuGR1原核表達(dá)載體,酶活檢測(cè)表明轉(zhuǎn)化菌株GR活性較高。利用實(shí)時(shí)定量 PCR分析巨尾桉EuGR1的時(shí)空表達(dá)特性,結(jié)果表明:EuGR1的表達(dá)量隨著巨尾桉葉片的成熟而降低,在幼葉中表達(dá)量最大,近根部的葉片表達(dá)量最低;在巨尾桉組培苗中,EuGR1在莖中表達(dá)量最大,葉中表達(dá)量較低,根中表達(dá)量最低。通過轉(zhuǎn)基因抗寒巨尾桉溫室苗研究EuGR1基因在低溫脅迫下的表達(dá)模式,發(fā)現(xiàn)常溫和低溫脅迫下耐寒性強(qiáng)的株系其EuGR1的表達(dá)量較高(如P40、P41、P52),耐寒性弱的株系其EuGR1的表達(dá)量較低(如P36、F44、F76),說明巨尾桉EuGR1的表達(dá)量與植株的抗寒能力具有相關(guān)性。隨著低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),EuGR1的表達(dá)量在36 h后出現(xiàn)降低趨勢(shì),表明EuGR1在桉樹耐低溫脅迫的前期發(fā)揮作用較大。

        關(guān)鍵詞? 巨尾桉;谷胱甘肽還原酶;克隆;低溫脅迫

        中圖分類號(hào)? Q943.2? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

        桉樹是重要的造紙用材,我國(guó)是紙漿進(jìn)口大國(guó),對(duì)外依存度較高。低溫限制了桉木的種植區(qū)帶,研究桉木應(yīng)對(duì)低溫脅迫的防御機(jī)理和作用機(jī)制,制定具有指導(dǎo)性意義的防控措施和培育耐寒能力強(qiáng)的桉樹新品系,以提高桉樹的木材產(chǎn)量,緩解我國(guó)造紙用材的供求問題,具有重要社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)意義。

        谷胱甘肽還原酶(Glutathione reductase,簡(jiǎn)稱GR)催化生成還原型谷胱甘肽(GSH),在非生物脅迫下植物中的GR活性會(huì)顯著增加,保護(hù)細(xì)胞免受生物脅迫引起的氧化破壞[1],以維持較高水平的還原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽比(GSH∶GSSG)[2]。

        大量的研究數(shù)據(jù)表明GSH的含量與植物的耐低溫能力直接相關(guān)聯(lián)。雪松在冬季總GSH含量增加[3],高山植物隨海拔的升高其體內(nèi)的谷胱甘肽含量增加[4];番茄[5]、高粱[6]、玉米[7]的GSH含量和GSH∶GSSG比率在耐寒能力強(qiáng)的植株中較高;研究玉米耐低溫能力與總GSH含量和GR活性關(guān)系的結(jié)果表明二者呈正相關(guān)[8],用5 μmol/L作物安全劑提高玉米25%的耐低溫能力,總GSH含量和GR活性均增加,此時(shí)增加丁亞胺濃度,植物體內(nèi)出現(xiàn)GSH合成抑制因子,玉米體內(nèi)的總GSH含量和GR活性均急速下降,玉米的耐低溫能力也下降了31%;定位于楊樹的葉綠體中正義表達(dá)GR基因,楊樹體內(nèi)GSH含量增加,低溫脅迫下楊樹的光抑制耐受能力增強(qiáng)[9],這些研究數(shù)據(jù)表明較高的GSH含量提高了植物的抗寒能力。但有關(guān)巨尾桉GR基因的研究未見報(bào)道。

        本文研究了巨尾桉EuGR1基因的表達(dá)特性,分析了低溫脅迫下EuGR1基因與巨尾桉耐低溫能力的關(guān)聯(lián)性,為培育抗寒巨尾桉植株提供理論依據(jù)。

        1? 材料與方法

        1.1? 材料

        1.1.1? 細(xì)胞和載體? 載體pET-32a(+)、菌株E. coli BL21,巨尾桉組培苗及溫室苗為本實(shí)驗(yàn)室保存。

        1.1.2? 試劑? Prime Script II 1st Strand cDNA Synthesis Kit、Agarose Gel DNA Extraction Kit、Plant RNA Extraction Kit、One Step PLUS RT-PCR Kit均購(gòu)自寶生物(大連)有限公司;其他試劑和耗材購(gòu)自上海生工有限公司。

        1.2? 方法

        1.2.1? 桉樹GR基因的克隆? 利用CTAB法[10]提取巨尾桉葉片總RNA,Poly(A) mRNA 純化試劑盒(上海生工)純化總RNA,合成cDNA第一鏈并以引物GSH2F:ATGGCGAGG AAGAT GC TG A T

        TGAT,GSH2R:TTACAGATTGGTCTTAGGC TT

        GGG擴(kuò)增目的條帶,回收目的片段與pMD18-T Vector連接,轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α感受態(tài)并篩選陽(yáng)性克隆子,委托華大基因公司測(cè)序。

        1.2.2? 表達(dá)載體的構(gòu)建與表達(dá)? 以引物EuGR 12F:5-GTCGACATGGCGAGG AAGAT G C TG AT TGAT-3,EuGR12R:5-CTCGAGTTACAG AT TGGTCTTAGGCTTGGG-3擴(kuò)增目的片段,與pET-32a(+)連接,將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α,篩選陽(yáng)性質(zhì)粒。參考文獻(xiàn)[11]中的方法研究GR基因的原核表達(dá)體系。

        1.2.3? GR酶活性測(cè)定? 蛋白酶粗酶液提取和測(cè)定參考文獻(xiàn)[11]中的方法,谷胱甘肽還原酶的一個(gè)酶活力單位定義為25 ℃、pH 7.6、1 min內(nèi)還原1 μmol/L GSSG,計(jì)算GR酶活性公式如下:

        GR總活性(U/mg)=

        A340 sample:樣品吸光度;A340 blank:對(duì)照吸光度;X:稀釋倍數(shù);W:樣品蛋白質(zhì)含量(mg/mL)。

        1.2.4? 實(shí)時(shí)定量PCR分析表達(dá)量? qPCR方法參見文獻(xiàn)[10],內(nèi)參基因設(shè)計(jì)為巨尾桉18s rRNA,引物序列為Eg18S3:5-CATGGCCGTTCTTAG TT

        GGT-3;Eg18S4:5-TAGCAGGCTGA GGT CTC G

        T T-3;EgGR1:5-GGGTGAATTGGAGGATGCA

        A- 3;E g GR2:5-CAGCATTTGCCAACAATCGC- 3。實(shí)驗(yàn)材料取實(shí)驗(yàn)室保存的溫室苗和組培苗做葉齡和根莖葉的表達(dá)特性分析,以實(shí)驗(yàn)室篩選的抗寒的2種轉(zhuǎn)基因巨尾桉株系pBI-eSOD(大量表達(dá)EuCu ZnSOD1基因,簡(jiǎn)稱P)和pBD-anti- 4CL-eCSD1(大量表達(dá)Eu C uZn SOD1基因+反義阻斷4CL1基因,簡(jiǎn)稱F)為實(shí)驗(yàn)材料,以常溫下、4 ℃處理36 h、4 ℃處理48 h后的葉片為模板分析EuGR1基因的表達(dá)量,以CK為對(duì)照計(jì)算數(shù)據(jù)。

        1.3? 數(shù)據(jù)處理

        采用2-??CT法計(jì)算實(shí)時(shí)定量PCR的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

        2? 結(jié)果與分析

        2.1? 巨尾桉GR基因的克隆與原核表達(dá)載體構(gòu)建

        根據(jù)巨桉基因組數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)巨尾桉GR基因大約為1500 bp,篩選陽(yáng)性克隆子經(jīng)(委托華大基因公司)測(cè)序后,在NCBI申請(qǐng)基因注冊(cè)GenBank Accession Number: KU904639。利用WOLF- PROST在線軟件分析巨尾桉GR基因定位于植物細(xì)胞質(zhì)表達(dá)(圖1)。設(shè)計(jì)Sal1、Xho1連接EuGR1和pET-32a(+),因?yàn)閜ET-32 a(+)多酶切位點(diǎn)的Hind Ⅲ已被切除,而在EuGR1的1464 bp處存在一個(gè)Hind Ⅲ單酶切位點(diǎn),所以用Hind Ⅲ對(duì)重組質(zhì)粒pET-EuGR1進(jìn)行單酶切驗(yàn)證是否連接成功(圖2),Hind Ⅲ酶切后出現(xiàn)一條大小約為7500 bp的單一條帶,說明EuGR1與pET-32 a(+)連接成功。

        2.2? 巨尾桉GR基因的原核表達(dá)

        巨尾桉EuGR1基因全長(zhǎng)1485 bp,編碼494個(gè)氨基酸,蛋白表達(dá)大小為55 ku,加上表達(dá)載體的標(biāo)簽蛋白,預(yù)測(cè)融合蛋白大小為60 ku。圖3為pET-EuGR1經(jīng)IPTG誘導(dǎo)表達(dá)的SDS-PAGE圖,在55~70 ku之間有一條明顯的蛋白條帶,表明EuGR1在原核中誘導(dǎo)表達(dá)。

        M:蛋白Marker;1:1.0 mmol/L IPTG誘導(dǎo)E. coil BL21;2:E. coil BL21;3:1.0 mmol/L IPTG誘導(dǎo)pET-EuGR1;1:pET-EuGR1;5:1.0 mmol/L IPTG誘導(dǎo)pET-32a(+);6:pET-32a

        2.3? EuGR1酶活性檢測(cè)

        分別將含pET-EuGR1、pET-32 a(+)以及空載的E. coli BL21三種菌株在0.1 mmol/L IPTG、37 ℃誘導(dǎo)4 h,室溫下測(cè)定谷胱甘肽還原酶活性。圖4中轉(zhuǎn)化菌株pET-EuGR1的GR酶活力比含pET-32 a(+)菌株的GR酶活力增加了1.36倍,比空載的E. coli BL21的GR酶活力增加了1.13倍,表明含有重組外源載體pET-EuGR1的大腸桿菌能夠誘導(dǎo)GR蛋白表達(dá),且具有生物學(xué)活性。

        2.4? EuGR1基因在巨尾桉中的表達(dá)特性

        以巨尾桉組培苗葉、莖、根的RNA作模板,以葉的EuGR1表達(dá)量為對(duì)照,計(jì)算莖、根中EuGR1相對(duì)表達(dá)量倍數(shù)。EuGR1在巨尾桉組培苗的莖中表達(dá)量最高,其次為葉片,在根中表達(dá)量最低(圖5)。

        取巨尾桉溫室苗幼葉、中齡葉、老齡葉3個(gè)樣本的RNA為模板,以幼葉EuGR1的表達(dá)量為對(duì)照,相對(duì)定量中齡葉、老齡葉EuGR1的表達(dá)量(圖6)。EuGR1在幼葉中表達(dá)量最大,其次是中齡葉和老齡葉,說明巨尾桉EuGR1在初生組織表達(dá)量較大,隨著葉片的衰老而表達(dá)量減少。

        2.5? 4 ℃低溫脅迫下EuGR1的表達(dá)特性

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,耐寒能力較強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因植株EuGR1表達(dá)量較高,P36的耐寒能力最弱,EuGR1表達(dá)量最低。但是耐寒能力較強(qiáng)的P40、P41、P52、F44、F52轉(zhuǎn)基因植株中EuGR1表達(dá)量隨著低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),均呈現(xiàn)表達(dá)量下降的趨勢(shì),耐寒能力和寒害恢復(fù)能力最強(qiáng)的P40植株,在低溫脅迫48 h后與常溫相比EuGR1表達(dá)量下降了85%,但是并非表達(dá)量下降最大的植株,表達(dá)量下降最大的植株是F52 ,低溫脅迫48 h后EuGR1 表達(dá)量下降了93%,耐寒能力和寒害恢復(fù)能力最弱的P36植株中,EuGR1表達(dá)量表現(xiàn)為先降低后升高。這些結(jié)果表明EuGR1的表達(dá)量受低溫脅迫的影響較大,4 ℃低溫脅迫下表達(dá)量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)表達(dá)量降低(圖7)。

        3? 討論

        本研究克隆了巨尾桉定位于細(xì)胞質(zhì)表達(dá)的GR1基因,通過qPCR數(shù)據(jù)表明該基因的表達(dá)特性有別于其他植物的表達(dá)模式。橡膠樹中GR1定位于細(xì)胞質(zhì)中高表達(dá),葉片中表達(dá)量低;GR2在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)量較低,葉片中高表達(dá),且其表達(dá)量與葉片的生長(zhǎng)發(fā)育呈正相關(guān)[11]。擬南芥的基因組經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)GR1定位于細(xì)胞質(zhì)或過氧化物酶體中,與植物的生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)聯(lián)度較小,GR2定位于質(zhì)體(線粒體)中,對(duì)根及頂端分生組織的生長(zhǎng)具有重要作用[12]。在本研究中qPCR的結(jié)果表明巨尾桉細(xì)胞質(zhì)EuGR1基因在細(xì)胞分化生長(zhǎng)旺盛的部位表達(dá)量較大,如幼葉、莖中的表達(dá)量較大,猜測(cè)該基因參與植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)裙δ?,這與其他植物的研究結(jié)果存在差異。

        本研究選取6株編號(hào)為P36、P40、P41、P52、F44、F76的轉(zhuǎn)基因巨尾桉[13],耐寒能力強(qiáng)的株系EuGR1的表達(dá)量較高(如P40、P41、P52),耐寒能力弱的株系EuGR1的表達(dá)量較低(如P36、F44、F76),說明EuGR1的表達(dá)量與轉(zhuǎn)基因植株的耐寒性有相關(guān)性,這與之前其他植物的研究結(jié)果是相符的。但是轉(zhuǎn)基因巨尾桉植株在4 ℃持續(xù)低溫脅迫下,EuGR1表達(dá)量表現(xiàn)為持續(xù)下降,特別是耐寒能力和恢復(fù)能力較好的株系下降程度較大,例如P40和P41號(hào)株系在4 ℃、36 h時(shí)EuGR1表達(dá)量相比常溫表達(dá)量分別下降了52%和68%,4 ℃、48 h時(shí)EuGR1表達(dá)量相比常溫表達(dá)量分別下降了84%和89%,推測(cè)原因可能是本研究克隆的巨尾桉EuGR1基因定位于細(xì)胞質(zhì)表達(dá),先前的研究表明GR基因家族有兩組定位于不同細(xì)胞器的基因,GR2基因定位于葉綠體表達(dá),可能與植物在低溫脅迫后的耐受性有關(guān),有關(guān)這方面的猜測(cè)有待進(jìn)一步的研究證實(shí)。

        參考文獻(xiàn)

        Contour-Ansel D, Torres-Franklin M L, Cruz D E, et al. Glutathione reductase in leaves of cowpea: cloning of two cDNAs expression and enzymaticactivity underprogressive drought stress, desiccation and abscisic acid treatmet[J]. Annals of Botany, 2006, 98(6): 1279-1287.

        Shintaro M, Oshiyuki M, Daichi M, et al. Regulation of reactive oxygen species-mediated abscisic acid signaling in guard cells and drought tolerance by glutathione[J]. Frontiers in Plant Science, 2013, 4: 472.

        Anderson J V, Chevone B I, Hess J L. Seasonal variation in the antioxidant system of eastern white pine needles[J]. Plant Physiology, 1992, 98: 501-508.

        Wildi B, Lutz C. Antioxidant composition of selected high alpine plant species from different altitudes[J]. Plant Cell & Environment, 1996, 9: 138-146.

        Walker M A, McKersie B D. Role of the ascorbate glutathione antioxidant system in chilling resistance of tomato[J]. Plant Physiology, 1993, 141: 234-239.

        Badiani M, Paolacci A R, Fusari A, et al. Non-optimal growth temperatures and antioxidants in the leaves of Sorghum bicolor (L.) Moench.: II. Short-term acclimation[J]. Plant Physiology, 1997, 151: 409-421.

        Kocsy G, Szalai G, Vagujfalvi A, et al. Genetic study of glutathione accumulation during cold hardening in wheat[J]. Planta, 2000, 210(2): 295-301.

        Kocsy G, Von Ballmoos P, Rüegsegger A, et al. Increasing the glutathione content in a chilling-sensitive maize genotype using safeners increased protection against chilling-induced injury1[J]. Plant Physiology, 2001, 127(3): 1147-1156.

        Christine H, Foyer NS, Sophie P, et al. Overexpression of glutathione reductase but not glutathione synthetase leads to increases in antioxidant capacity and resistance to photoinhibition in poplar trees[J]. Plant Physiology, 1995, 109: 1047-1057.

        趙艷玲, 姚? 婕. 巨尾桉銅分子伴侶蛋白EuCCS基因的克隆及表達(dá)分析[J]. 華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 38(3): 374-378.

        Deng Z, Zhao M, Liu H, et al. Molecular cloning, expression profiles and characterization of a glutathione reductase in Hevea brasiliensis[J]. Plant Physiology & Biochemistry, 2015, 96: 53-63.

        Yu X, Pasternak T, Eiblmeier M, et al. Plastid-localized glutathione reductase 2 regulated glutathione redox status is essential for Arabidopsis root apical meristem maintenance[J]. Plant Cell, 2013, 25(11): 4451-4468.

        趙艷玲, 韓? 瑤, 靳玉蕾. 過表達(dá)EuCuZnSOD提高巨尾桉的耐寒性研究[J]. 廣西植物, 2018, 38(1): 101-108.

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