水稻胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的功能分析

摘要

磷酸戊糖途径(Pentose phosphate pathway,PPP)与植物的生长发育及多种胁迫应答相关,6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconate dehydrogenase,6PGDH,EC1.1.1.44)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Glucose-6-phophate dehydrogenase,G6PDHEC1.1.1.49)是PPP途径的两个关键酶。植物细胞中的6PGDH与G6PDH均可分成胞质与质体两种类型。6PGDH酶催化PPP途径的第三步反应,将6-磷酸葡萄糖酸脱氢后生成5磷酸核酮糖CO2,同时伴随NADP+的还原,此反应是不可逆的。本实验室研究表明,水稻胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因Os6PGDH1在水稻幼苗中的表达受高盐、低温、干旱和ABA等不同程度诱导,在非生物胁迫下水稻幼苗中6PGDH的酶活性显著增强,Os6PGDH1可能参与并调节水稻对非生物胁迫的应答。 为了研究Os6PGDH1基因的功能,以已公布的Os6PGDH1(GenBank 注册号：AF486280)cDNA序列为探针,利用BLAST软件搜索水稻基因组数据库,设计引物,经RT-PCR克隆获得了Os6PGDH1基因的完整ORF。构建原核表达载体pET30(+)-Os6PGDH1,转化大肠杆菌BL21细胞,通过IPTG诱导外源基因表达,并测定了重组细菌总蛋白的相对酶活性,证明编码融合蛋白的重组质粒(pET30a(+)-Os6PGDH1)细菌在经过IPTG诱导表达后,细菌总蛋白的相对酶活性比含有空载体pET30a(+)细菌的相对酶活性高40.06％,初步证明Os6PGDH1基因是一个编码6PGDH的功能基因。构建了瞬时表达载体pBI121-Os6PGDH1-GUS,采用农杆菌介导法转化洋葱表皮细胞,结果表明Os6PGDH1定位于洋葱表皮细胞的胞质中。构建植物表达载体pBI121-Os6PGDH1,通过农杆菌介导叶盘转化法将Os6PGDH1转化到野生型烟草,经卡那霉素抗性筛选、PCR和RT-PCR检测,获得了转Os6PGDH1基因植株,转基因植株(T0)的6PGDH酶活性和对盐胁迫的耐受性均有一定提高。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号及缩略语

声明

第一部分文献综述

第一章糖代谢途径的有关调节机制

第一节呼吸代谢途径

第二节分解代谢途径

第二章戊糖磷酸途径与逆境应答的研究进展

第一节磷酸戊糖途径

第二节6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的研究进展

第二部分研究报告

第三章水稻胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的功能分析

1.试验材料与方法

2.结果与分析

3.讨论

全文结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

附录

致谢