多年生黑麦草LpGCS基因克隆及其在烟草中的初步功能验证

作者：魏树强; 孙振元; 代小梅; 钱永强

来源：草业学报, 2016, 25(04): 121-132.

• 多年生黑麦草
• γ-谷氨酰基半胱氨酸合成酶
• 基因克隆
• 功能验证

本研究以多年生黑麦草‘高帽2号’叶片为试材,根据同源基因的CDS序列设计简并引物,采用RT-PCR和RACE技术,克隆了多年生黑麦草γ-谷氨酰基半胱氨酸合成酶基因LpGCS。该基因全长为1674bp(GenBank登录号:KJ551844),具有完整的开放阅读框(ORF),共1125bp;对其氨基酸序列特性、结构以及与其他8种同源基因氨基酸序列间的同源性进行了研究,预测该蛋白分子量为42.86kDa,属于不稳定类蛋白质,其蛋白质二级结构以α-螺旋为主;蛋白质氨基酸序列与其他8种同源基因氨基酸序列间同源性都比较高;此外,成功构建了该基因的正、反义植物表达载体pCAMBIA-Ubi-LpGCS+和pCAMBIA-Ubi-LpGCS-,并通过农杆菌介导法获得转正、反义基因烟草。对转基因植株和野生型烟草进行镉离子胁迫试验,生理生化指标测试结果表明镉离子胁迫处理10d后,转LpGCS+植株中MDA含量低于野生型,光合色素含量与POD、SOD、CAT活性均高于野生型;而转LpGCS-植株中MDA含量高于野生型,光合色素含量与POD、SOD、CAT活性均低于野生型。综上所述,LpGCS基因在烟草中的过量表达可以提高植株的耐镉胁迫能力,为进一步利用该基因转化多年生黑麦草培育抗重金属植株奠定基础。

• 出版日期2016
• 单位中国林业科学研究院林业研究所