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大豆GmALMT33基因在镉胁迫应答中的功能分析

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植物遗传资源学报 2024年第6期25卷 1014-1026页

作者：翟佳悦宁伊刘丽媛王全伟哈尔滨师范大学生命科学与技术学院/黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室哈尔滨150025

由于工业发展以及生活废弃物污染的不断加剧,作物中的重金属浓度超标,严重威胁人体的健康。铝激活苹果酸转运体编码一类阴离子通道蛋白,在植物有机酸的跨膜转运中发挥重要的作用。为研究GmALMT33基因在大豆应对镉胁迫中的功能,本研究以... 详细信息

由于工业发展以及生活废弃物污染的不断加剧,作物中的重金属浓度超标,严重威胁人体的健康。铝激活苹果酸转运体编码一类阴离子通道蛋白,在植物有机酸的跨膜转运中发挥重要的作用。为研究GmALMT33基因在大豆应对镉胁迫中的功能,本研究以大豆黑农48的叶片cDNA为模板,利用RT-PCR克隆得到GmALMT33基因。该基因CDS区全长1622 bp,编码553个氨基酸,含有1个ALMT结构域。qRT-PCR结果表明,GmALMT33在大豆根部的表达水平最高;镉胁迫后,该基因表达量呈现先升高后降低的趋势。构建植物表达载体pCPB-GmALMT33并对烟草、大豆毛状根进行遗传转化,转基因植株抗逆表型与生理指标分析表明,镉(66μmol/L CdCl_(2))胁迫下,转基因烟草叶片黄化、褪绿,边缘褐化程度明显低于野生型烟草。转基因大豆毛状根复合体植株茎秆和叶脉呈现的红褐色毒害症状程度明显弱于转空载体植株。在镉胁迫处理7 d后,转基因烟草叶片的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶活性及可溶性糖含量均高于野生型对照,丙二醛含量均低于对照。在镉胁迫处理0 d、1 d、3 d后,转基因大豆毛状根复合体根和叶的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶活性、可溶性糖含量均高于转空载体对照,丙二醛含量均低于对照,表明GmALMT33基因提高了植株的耐镉能力。本研究为进一步探讨GmALMT33基因的作用机制提供了依据,并为大豆抗逆育种提供了新的基因。

关键词：苹果酸转运蛋白镉胁迫生物信息学分析功能分析

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植物苹果酸和柠檬酸通道蛋白基因的研究进展

生命科学 2011年第3期23卷 299-305页

作者：梁锋罗义勇陈丽梅李昆志昆明理工大学生物工程技术研究中心昆明650224

铝毒是酸性土壤中抑制植物生长和减少作物产量的主要因素。近年来研究表明植物主要通过根部有机酸通道蛋白将小分子有机酸阴离子转运到细胞膜外来缓解铝毒。本文综述了植物中编码铝诱导的苹果酸转运蛋白和多药及毒性复合物的排出转运蛋... 详细信息

铝毒是酸性土壤中抑制植物生长和减少作物产量的主要因素。近年来研究表明植物主要通过根部有机酸通道蛋白将小分子有机酸阴离子转运到细胞膜外来缓解铝毒。本文综述了植物中编码铝诱导的苹果酸转运蛋白和多药及毒性复合物的排出转运蛋白两种耐铝基因,并从基因克隆、蛋白质同源性比较、基因表达调控、基因的功能和应用以及预测耐铝基因作用模式等方面进行了阐述;同时对这些耐铝基因的应用前景进行了展望。

关键词：铝毒有机酸通道蛋白苹果酸转运蛋白多药及毒性复合物转运蛋白

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高产L-苹果酸的谷氨酸棒杆菌工程菌构建及发酵产酸研究

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高产L-苹果酸的谷氨酸棒杆菌工程菌构建及发酵产酸研究

作者：董婉玲武汉科技大学

学位级别：硕士

L-苹果酸是一种重要的四碳化合物,在食品、医药、化工等行业有着广泛的应用。目前苹果酸的合成主要有化学合成法、酶法和发酵法。微生物发酵法合成苹果酸,具有立体选择性高、原料成本低、副产物少等优点。***是经典的食品性安全菌,在厌... 详细信息

L-苹果酸是一种重要的四碳化合物,在食品、医药、化工等行业有着广泛的应用。目前苹果酸的合成主要有化学合成法、酶法和发酵法。微生物发酵法合成苹果酸,具有立体选择性高、原料成本低、副产物少等优点。***是经典的食品性安全菌,在厌氧条件下,丙酮酸在丙酮酸羧化酶(PYC)的作用下生成OAA,再还原为L-苹果酸,该途径的糖酸转化率为200%。本研究通过强化r TCA途径和苹果酸跨膜转运等,获得提高L-苹果酸产量的工程菌株,具体内容如下:(1)增强r TCA途径的苹果酸脱氢酶(MDH):利用敲除系统p K19mobsac B进行反向筛选,在mdh基因上游敲入强启动子gapA(Pgap),通过上调MDH酶活性,促进OAA转化生成L-苹果酸,重组菌株命名为C10。发酵培养结果表明:C10菌株苹果酸产量为23.2 g/L,较对照菌株提高了34.5%。(2)上调内源苹果酸转运蛋白活性:在***内源四碳二羧酸转运蛋白Sdas基因上游敲入强启动子gapA,通过上调内源上Sdas活性,促进苹果酸的跨膜转运,重组菌株命名为C11。发酵培养结果表明:C11菌株苹果酸产量为25 g/L,较对照菌株提高了7.2%。(3)不同来源的苹果酸转运蛋白基因的过表达:在***中异源过表达来自*** MG1655的苹果酸转运蛋白Dcu C,以及过表达来自***内源的苹果酸转运蛋白Sdas,构建的重组菌株分别命名为C10-1和C10-2。结果表明:重组菌株C10-1和C10-2的苹果酸产量分别为40.8 g/L和31.6 g/L,较对照菌株分别提高了75.86%和36.2%。(4)提高细胞生长生物量:通过敲除谷氨酸棒杆菌的三磷酸腺苷脱磷酸酶基因amn,通过增加胞内ATP的含量,有利于菌株的生长而获得更高的生物量,从而提高L-苹果酸产量,构建的菌株命名为C12,与对菌株相比,C12苹果酸产量提高了9.6%。(5)不同代谢改造的重组鼓棒菌发酵产酸对比分析:重组鼓棒菌改造的途径包括:敲除丙酮酸旁路代谢途径、增强羧化途径、TCA循环相关途径改造、苹果酸转运通路。其中丙酮酸旁路代谢途径改造包括敲除pta-ack、ldh A、pqo、mal E基因,重组菌株C04苹果酸产量为11.8 g/L;羧化途径改造包括敲入强启动子Psod,上调PPC和PYC,以及对PPC进行点突变,消除产物反馈抑制,重组菌株C08苹果酸产量为16.8 g/L;TCA循环相关途径改造包括敲除mqo、amn基因,敲入强启动子Pgap,上调MDH、Sdas,重组菌株C12苹果酸产量为27.4 g/L;苹果酸转运通路改造包括敲入强启动子Pgap,上调Sdas,过表达Sdas和Dcu C,重组菌株C10-1苹果酸产量为40.8 g/L。本研究通过同源重组双交换对***进行了系列遗传改造,野生型鼓棒菌几乎不积累苹果酸,改造后的重组菌株C10-1苹果酸产量达40.8 g/L,同时杂酸含量大幅度降低,这为获得高产L-苹果酸工程菌株提供了参考依据。

关键词： L-苹果酸谷氨酸棒杆菌苹果酸转运蛋白苹果酸脱氢酶强启动子gapA

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植物的苹果酸代谢和转运

植物生理学通讯 2009年第5期45卷 419-428页

作者：宋超张立军贾永光崔国瑞崔震海朱延姝沈阳农业大学生物科学技术学院沈阳110161

本文简要回顾了苹果酸代谢和转运的研究进展。

关键词：苹果酸:苹果酸代谢苹果酸转运苹果酸转运蛋白

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