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百合MDHAR基因的克隆与表达分析
CCTTGCTGAGTGCGGGACG竹C
CCGGATCCTCTAGAGCGGCCGC(T)17
CCGGATCCTCTAGAGCGGCCGC ATGGAACTGGAATGGllAAG ATAGCAACp汀‘AC声汀AGCAGG
MDHAR—F
MDHAR.R
TmGGCGTTCAAGGAGCAG
CACCCACAACAACA A,l’GTCAGC
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u雨舟;Br:^自菜, 拟m并; 水稻 冰¨}J巾花
FIE 5 Homology
c01¨parIson
圈3MDIIAR箍嗣5’片段巢式PCR扩增『U诛田卅 M:DNA分f量DL2000t l扩增产糟
ElHmphorKIsⅡnes{PCRⅡMDHAR gene 5’end M:MarkerDL2000;h PCR pred.ct
Fig.3
M87”DNA鬈滞D。L20蚺001“1譬荔努潮”
t
分,置
t扩增产物
…Fig.4 E。:::::黜蕊:裟:黜≯
2
2百合MDHAR序列分析 将克隆得到的保守区片段,3’端核廿醴序列和5’端核心酸序列拼接.扶得了百台单脱氢
抗坏血酸还帐酶摹州MDHARl502bp的全K eDNA.5+UTR和yUTR分别为26bp和17lbp,
包青一个1305b口的开放瞄读框(ORF)(嘲4),编码434个氰基酸。从氮基酸序列同源性
Key words:Lilium longiforum;monodehydroascorbate
reduetase gene(MDHAR);Cloning;Expression
抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)作为植物细胞内重要的自由基清除剂,是通过参与一系
列的氧化还原反应而发挥抗氧化剂的功能。单脱氢抗坏血酸还原酶(monodehyroascorbate
the root,bulb and leaf,and it axprcsscxt highly in the
Wflq increased with the raising of
and leaf.Under
H202 stress,the expression
ofLIMDHAR gene
H202
concentration.
“
+物技术
比较图谱可以看…(图5),百合与水稻和冰叫日中花的l_源性最高,分别达到83%和82%:
与人白菜和拟南芥的I可源性也分刖让到76%,f11 74%。系统进化树分析也表明谈基Ⅲ与水稻
_l冰111日中花的亲缘笑系较近(图6),我HJ将儿命名为LIMDHAR。
粼蠹嚣蠢蠹纛髓霭嚣霪藿勰飘
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other plants
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引物
PRl PF2 PF3 PR2 PR3 PR4 AP i AP2 Actin.F Actin—R Primer
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5'-3’
5'-3’核酸序列Seqence
GAGTAGAARTATGGNAGRTARTC CCTGAACCTTGGTGCATGCC GCTGTAGGGGATGTCGCCAC .CCAAGCTCAAGACCAATGTA"rCC CCTTGCTGAGTGCGGGACGTTC
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Cloning and expression analysis of MDHAR from Lilium
Chen Li
long洳lff,lm
Xin Hai-bo
Li Xiao—yah
Li Xiao-xin
and
Yi Ming-fang・
(Department ofOrnamental Horticulture and Landscape Architecture,China Agricultural University,
reductase,MDHAR)在抗坏血酸.谷胱甘肽循环中,可以将氧化型抗坏血酸(MDHA)还原 为还原型抗坏血酸(ASC),在维持植物体内抗坏血酸的正常代谢和植物体氧化还原平衡方 面起着重要作用(Chert 2003;Chen 2005)。 百合作为主要的切花和盆花材料,在国内外花卉市场上占有重要地位。百合¨1eI plants
ac…Iequences
LI:Lillumn’w批ⅧⅢ.B“日…Ⅱ’叩口sllbsp pckme叫s(”__{q7R^)I、I J、lc:№删^删^㈨ⅢH
0s:Or_l=a㈣v口I—oporticaGroup(D85164
2.3百台iIDIL4R
of BmillO acid sequeflce5
align…z ofl.iIvMDHAR”lfh
LhLiliumlongmotum;Br:Brassi*uMp4 subsp pekinensi s{A、039786);At:4rabldop、isl|№tmna(NM・12044); Os:Oo_:aⅫr枷Japonica Gruu p(085764);3,1“I,exeBtbOabghetltuttl crjjlalllmtm(AJ301553l
1.4百合MDHAR基因3’端和5’端的克隆
根据已克隆的百合MDHAR保守区片段,设计两条3’RACE上游引物PF2和PF3,以 APl引物进行逆转录,以AP2为下游引物,进行巢式PCR,对3’端进行扩增。反应程序为:
94℃5 min,94℃45s,52℃45s,72℃lmin,35cycle,72℃延伸lOmin。
根据已克隆的百合MDHAR保守fx.片段,设计3条5’RACE下游引物PR2、PR3和PR4, 以PR2特异引物进行逆转录,对cDNA模板进行加尾反应,再以其为模板进行PCR反应。 PCR反应程序为:94℃5min,94℃45s,50℃45s,72℃lmin,35cycle,72℃延伸10min。
表1引物序列
1.5序列测定 将所有PCR产物凝胶电泳后同收目的片段,与PMDI 8-T载体连接夕i:转化DH5a,重组 质粒鉴定后送北京华人基因公司进行测序。
1.6
RT-PCR的表达分析 根据百合MDHAR eDNA序列设计一对基闪特异引物MDHAR.F和MDHAR-R,以Actin
基凶作为内参,采用半定量RT-PCR方法研究MDHAR在根、鳞苇、叶不同组织器官的表达
百合MDHAR基因的克隆与表达分析
陈莉,辛海波,李晓艳,李晓昕,义鸣放・
(中国农业大学观赏冈艺与园林系,北京100193) 摘要:采用RACE技术,从铁炮百合‘白天堂’(‘white heaven’)组培苗叶片中克隆得到一个单脱氢 抗坏m酸还原酶摹因(MDHAR)的cDNA序列,伞长1502bp,推断其编码434个氨纂酸。序列分析表明 该基因与其他植物的MDHAR幕因具有较高的同源性。RT-PCR表达分析表明,该基因在百合的根、鳞茎、 叶中均有表达,在根和叶中表达量较高。在H202氧化胁迫下,该幕因的表达量随着H202浓度的提高而增 加。 关键词:铁炮百合;MDHAR;克隆:表达
模式,以及trl’片在0、O.5、5、50、100mMH202溶液中处理lh后的表达情况。
2009年中l目球擞花卉年会空“【论文柴
生物技术
2结果与分析
2.1百合单脱氢抗坏血酸还原酶基因MDHAR全长cDNA序列的克隆 以百合叫片攫取的RNA逆转录的cDNA为模扳,以PFI和PRI为引物.进行保守隧的 PCR扩增(圈I).经剽序』£核廿酸序列人小为920吣.剧源序列比对结粜显示,与水稻『目
润气候,越夏的百合经常出现生长停滞、植株低矮、花朵败育等现象,严重影响了切花质量,
并造成百合种球退化。夏季高温已成为限制国内百合周年生产的重要因素。 本研究采用RACE技术从铁炮百合‘白天堂’叶片中克隆得到MDHAR的eDNA全长, 并对其不同组织器官及氧化胁迫下时空表达特征进行了研究,为通过基因工程的方法提高植 物活性氧清除酶活性,从而提高植物的抗氧化胁迫能力,增强抗氧化代谢的水平,提高植物 的抗逆性提供理论依据。
源性逃77%,与白菜lHi!I_性业74%,与拟南芥剧源性选72%,
2000bp
2000bp
000bp 750bp 500bp
1000bp
150抽
500bD
250bp 100bp
250bp
lOObp
崮1MDHAR基闻中问J}段电泳目谢 M:DNA分r皿DL2000;1:扩增产物
Fi91
图2MDItAR差固3’片段巢式PCR扩增电诛围谌 M:DNA分f量DL20∞;1:扩增产物
序结粜表啊该3’PACE产物人小为597bp(I目2)。结合保守K片段设计』条下游引物,用基
闲特异引物PR2进行逆转录.PR3和pR4分别进行5’端第一轮和第二轮PcR扩增,经测序 该5’端核序酸序列人小为J90bp(图3)。
2000bp
zooobp
∞瓣∞
250bp 1 OObp
750bp 500bp 250bp 100bp
胶电泳,然后进行逆转录。
1.3保守片段的克隆
根据GenBank核酸数据库中报道的拟南芥、大白菜、芥菜、冰叶日中花MDHAR的mRNA 序列,通过DNAMAN设计保守Ix.兼Jt:弓l物PFl和PRl。PCR反应程序为:94℃5 rain,94℃