苎麻胞液型谷氨酰胺合成酶基因的克隆和超量表达载体构建

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1、2014年第36卷第2期中国麻业科学PLANTFIBEＲSCIENCESINCHINA57文章编号:1671－3532(2014)02－0057－07苎麻胞液型谷氨酰胺合成酶基因的克隆和超量表达载体构建*郑建树，喻春明，陈平，王延周，谭龙涛，朱涛涛，陈继康，卢凌霄，熊和平(中国农业科学院麻类研究所，湖南长沙410205)摘要:谷氨酰胺合成酶是植物氮代谢途径中的关键酶，分为胞液型(GS1)和质体型(GS2)两种。本文首次从苎麻中克隆了一个胞液型谷氨酰胺合成酶基因BnGS1－1，并利用生物信息学对其序列和结

2、构特征进行了分析。该基因序列全长1205bp，含有一个1071bp的OＲF区，编码356个氨基酸残基的多肽，pI和Mw分别为5.64和39.19KDa，具有beta－Grasp和catalytic两个保守功能域;蛋白序列在56、92、249和297位点分别为Asp、Cys、His和Glu。系统进化分析表明BnGS1－1与大豆(Glycinemax)、四季豆(Phaseolusvulgaris)、苜蓿(Medicagosativa)、棉花(Gossypiumraimondii)在同一个分支上。同时，将Bn

3、GS1－1与pBI121载体利用同源重组技术，成功构建了植物超量表达载体。因此，本研究为了解和改善苎麻饲用特性提供了物质和理论基础。关键词:苎麻;GS1;基因克隆;超量表达载体;构建中图分类号:S563.1文献标志码:ACloningandConstructionofOver－expressionVectorofGS1GenefromＲamie(BoehmerianiveaGaud)ZHENGJian－shu，YUChun－ming，CHENPing，WANGYan－zhou，TANLong－tao，*

4、ZHUTao－tao，CHENJi－kang，LuLing－xiao，XIONGHe－ping(InstituteofBastFiberCrops，ChineseAcademyofAgriculturalSciences，Changsha410205，China)Abstract:Theglutaminesynthetase(GS)incluingcytosolic(GS1)andplastid(GS2)isanessen-tialenzymeinnitrogenmetabolismpathwayofh

5、igherplants.WereportedthefirstcloningofcytosolicglutaminesynthetasegeneBnGS1－1fromramie(BoehmerianiveaGaud).ThecDNAofBnGS1－1withlengthof1205bpencodedGS1polypeptideof356aminoacids.SequenceandstructuralanalysesshowedthatBnGS1－1proteincontainedbeta－Graspand

6、catalyticfunctionaldomainsthatwereconser-vativewithotherplantsGS.ThepIandMwwas5.64and39.19KDa，theresiduesinsite56，92，249and297wasAsp，Cys，HisandGlurespectively.TheaminoacidsequencesderivedfromBnGS1－1hadextensivehomologywithGS1sfromotherhigherplants.Thephy

7、logenetictreedisplayedthattheBnGS1－1andGS1fromGlycinemax，Phaseolusvulgaris，MedicagosativaandGossypiumraimondiiin-corporatedintothesamesub－clade.Inaddition，theplantover－expressionvectorwassuccessfullyconstructedaccordingtohomologousrecombinationtechnology

8、.Therefore，ourworkprovidedmaterialandtheoreticalbasisforunderstandingandimprovingramieforagequality.收稿日期:2014－02－11基金项目:中国农业科学院基本科研业务项目(1610032012030)作者简介:郑建树(1983－)，男，博士研究生，主要从事苎麻遗传育种研究。E－mail:zhengjs4142@126.com。*通讯作者:熊和