條斑紫菜SAMS基因克隆與生物信息學分析.pdf

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1、中國生物工程雜志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，２９（７）：４３～４９條斑紫菜ＳＡＭＳ基因克隆與生物信息學分析１１１２易樂飛王萍周向紅劉楚吾（１淮海工學院江蘇省海洋生物技術重點實驗室連云港２２２００５２廣東海洋大學水產學院湛江５２４０８８）摘要干旱、高鹽和低溫是限制植物生長和農作物產量的主要逆境因子。Ｓ?腺苷甲硫氨酸合成酶（Ｓ?ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，ＳＡＭＳ）與植物抗逆境密切相關，而且超表達ＳＡＭＳ的轉基因植物具有更高的抗干旱、高鹽和低溫能力。進行條斑紫菜（Ｐｏｒｐｈｙｒａｙｅｚｏｅｎｓｉ

2、ｓ）Ｓ?腺苷甲硫氨酸合成酶基因（ＰｙＳＡＭＳ）ｃＤＮＡ的克隆及序列特征分析。首先利用電子克隆技術得到基因相關的ｃｏｎｔｉｇ，預測全長并設計引物，最后利用ＲＴ?ＰＣＲ技術成功克隆了ＰｙＳＡＭＳ的ｃＤＮＡ序列（ＧｅｎＢａｎｋａｃｃｅｓｓｉｏｎ：ＦＪ４０４７４８）。該ｃＤＮＡ序列含有長１１５５ｎｔ的完整ＯＲＦ，編碼蛋白（ＰｙＳＡＭＳ）分子量４１．８ｋＤａ，長３８４ＡＡ。ＰｙＳＡＭＳ與盤基網柄菌（Ｄｉｃｔｙｏｓｔｅｌｉｕｍｄｉｓｃｏｉｄｅｕｍ）、萊茵衣藻（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｒｅｉｎｈａｒｄｔｉｉ）、擬南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ）

3、和水稻（Ｏｒｙｚａｓａｔｉｖａ）等多種生物的ＳＡＭＳ具有較高的序列一致性，含有與ＳＡＭＳ酶活性密切相關的氨基酸殘基和保守序列，與人（Ｈｏｍｏｓａｐｉｅｎｓ）和大腸桿菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）的ＳＡＭＳ具有高度相似的三維結構。所以ＰｙＳＡＭＳ與其它生物的ＳＡＭＳ一樣，在條斑紫菜的抗逆過程中發(fā)揮重要作用。研究ＰｙＳＡＭＳ有助于闡明條斑紫菜耐受非生物脅迫的作用機理，有助于獲得高抗逆轉基因植物。關鍵詞條斑紫菜Ｓ?腺苷甲硫氨酸合成酶克隆生物信息學中圖分類號Ｑ７８干旱、高鹽和低溫是限制植物生長和農作物產量的ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｓｙｎ

4、ｔｈｅｔａｓｅ，ＳＡＭＳ，ＥＣ２．５．１．６）基因主要逆境因子，克服干旱、高鹽和低溫對農業(yè)生產的制受多種非生物脅迫的誘導表達。例如甘薯（Ｉｐｏｍｏｅａ［３］約，培育具有良好抗逆特性的作物品種，一直是各國科學ｂａｔａｔｓ）ＳＡＭＳ基因受低溫脅迫誘導表達；大洋洲濱藜家關注的焦點［１］。隨著分子遺傳育種的發(fā)展，利用抗逆［４］（Ａｔｒｉｐｌｅｘｎｕｍｍｕｌａｒｉａ）和西紅柿（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎ基因對作物進行基因工程改良已成為作物育種的重要途ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍＭｉｌｌ．）［５，６］的ＳＡＭＳ基因受到鹽脅迫誘導表［２］徑并且成效顯著。分離抗逆基因是基

5、因工程改良的第達；煙草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍ）的ＳＡＭＳ２基因受氧化脅一步。條斑紫菜（Ｐｏｒｐｈｙｒａｙｅｚｏｅｎｓｉｓ）經過長期進化形成［７］迫、鹽脅迫及高溫脅迫誘導表達；鹽地堿蓬（Ｓｕａｅｄａ了適應極端環(huán)境的抗逆基因和生理生化機制。自然條件ｓａｌｓａ）ＳＡＭＳ基因受ＮａＣｌ、ＡＢＡ及干旱脅迫的誘導表下，條斑紫菜葉狀體生活在海水中；能在０．５℃的低溫下［８］達；糜子（Ｐａｎｉｃｕｍｍｉｌｉａｃｅｕｍ）ＳＡＭＳ基因的表達涉及正常生長，－２０℃冷藏長達數月后，下海仍能復活并正常糜子響應干旱脅迫及干旱后復水過程，可能是糜子抗生長；能耐受長

6、達２至３天的缺水狀態(tài)，即使被太陽曬干［９］旱節(jié)水的關鍵基因。ＳＡＭＳ基因與植物對干旱、鹽堿發(fā)脆，漲潮后仍能正常生活。因此充分挖掘條斑紫菜的和低溫的抗性密切相關，并協(xié)助植物耐受非生物脅迫?？鼓婊驅ψ魑锏幕蚬こ谈牧家饬x重大。ＳＡＭＳ催化ＡＴＰ和Ｌ?甲硫氨酸合成Ｓ?腺苷甲硫氨酸（Ｓ研究表明，Ｓ?腺苷甲硫氨酸合成酶（Ｓ?［１０］?ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ，ＳＡＭ）。ＳＡＭ是生物體內重要收稿日期：２００８１１２４修回日期：２００８１２１０的中間代謝物，參與多種生化反應，在醫(yī)學上ＳＡＭ被用國家科技支撐計劃（２００７ＢＡＤ２９Ｂ０３）

7、、江蘇省海洋生物技術重［１１，１２］點實驗室開放課題（２００８ＨＳ００４）資助項目來治療關節(jié)炎、憂郁癥和急、慢性肝炎。ＳＡＭ在醫(yī)通訊作者，電子信箱：ｌｉｕｃｗ＠ｇｄｏｕ．ｅｄｕ．ｃｎ藥工業(yè)上應用日益廣泛，需求量也日趨增大，工業(yè)上越４４中國生物工程雜志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．２９Ｎｏ．７２００９［１３］來越多地使用ＳＡＭＳ酶促轉化法生產ＳＡＭ。ｃＤＮＡ。ＰＣＲ反應體系為２５μｌ，其中含２．５μｌ１０×ＰＣＲ反目前已經在多種生物中克隆了ＳＡＭＳ基因，但尚無應緩沖液，１．７５ｍｍｏｌ／ＬＭｇＣｌ，２００μｍｏｌ／ＬｄＮＴＰ，上下

8、游２［１０］條斑紫菜ＳＡＭＳ基因（ＰｙＳＡＭＳ）的相關報道；本文以引物各０．５μｍｏｌ／Ｌ，４ＵＴａｑＰｌｕｓＩ，１μｌＲＴ產物為模板。