ACC氧化酶基因研究进展

乙烯作为植物的五大类激素之一,在植物的生长发育过程中发挥着重要作用.而乙烯在植物体内的生物合成主要是由ACC合成酶和ACC氧化酶这2个限速酶来控制的,通过调节它们的表达能有效地调节乙烯的合成量.本文就ACC氧化酶基因克隆及表达调控进行了综述,并对其应用前景进行了展望.     

蜜瓜ACC氧化酶mRNA的成串锤头型核酶和反义RNA基因的合成和克隆

我们设计和合成了切割蜜瓜成熟果实ACC氧化酶mRNA的GUC^86、GUC^388、GUC^534的三重锤头型核酶（HhRz)和阻断转录的反义RNA（AR） 基因,并构建了二、四、八联体HhRz和AR基因。为了在体外和体内检测HhRz是否切割ACC氧化酶mRNA,在E.cloliDE3rna-菌株中克隆了同域和跨域作用的（HhRz)n-AR和靶子ACC氧化酶mRNA表达系统。又构建了植物体组成型和诱导型（HhRz)n-AR表达载体。     

鲜切南瓜组织中乙烯产生及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)氧化酶活性的变化

本文以鲜切南瓜为实验材料,研究了切割伤害诱导、外源乙烯和降冰片二烯NBD(2,5-norbonadien)处理对乙烯的产生和ACC氧化酶活性的影响.结果表明,南瓜切割和外源乙烯处理都可诱导乙烯产生和ACC氧化酶活性急速上升,达到高峰后逐渐下降并恢复到接近原来的水平.NBD可有效抑制由伤害诱导的ACC氧化酶活性的增加,进而抑制了乙烯的产生.但当外源乙烯和NBD存在时,ACC氧化酶活性不受NBD抑制,其活性明显增加,然后逐渐下降,72h后恢复到接近原来水平,而乙烯的产生显示了与对照相似的显著增加的结果.实验结果认为切割机械伤害和乙烯处理都可通过诱导ACC氧化酶活性的提高而使乙烯的产生显著增加,NBD对ACC氧化酶的抑制作用可被乙烯所解除.     

环境胁迫和乙烯对番茄ACO1基因表达的影响

克隆番茄ACC氧化酶1(LeACO1)基因特异片段,以此作为探针,与经过干旱和干旱后复水、淹水、伤害、不同温度等胁迫环境及乙烯处理的番茄总RNA进行Northern杂交,杂交结果表明,LeACO1基因的表达被干旱抑制,被复水、外源乙烯强烈诱导;淹水处理对叶片中该基因的表达无影响,而强烈诱导其在茎中的表达;37℃高温处理可以诱导LeACO1基因在番茄茎中的表达;伤害对该基因的表达没有明显影响.     

氰丙氨酸合酶在乙烯诱导杨树耐盐中的作用

【目的】探讨木本植物线粒体β-氰丙氨酸合成酶在乙烯诱导的交替呼吸氧化酶(AOX)途径对盐胁迫响应中的作用。【方法】选取盐胁迫下‘南林895’杨叶片,利用HPLC测定氨基环丙烷羧酸(ACC,乙烯前体)含量,实时荧光定量PCR分析基因表达,比色法测定半胱氨酸水平。【结果】盐胁迫使杨树幼苗叶片ACC积累,乙烯合成相关酶(ACS7和ACO3)、氰丙氨酸合酶(CYS C1),以及腈水解酶(NIT4)等基因显著上调表达,同时伴随着线粒体交替呼吸氧化酶(AOX1b)基因的上调和细胞色素c氧化酶(COX6b)基因下调表达。水杨基氧肟酸(SHAM)预处理导致AOX1b基因表达被抑制,电解质渗透率(EL)和丙二醛(MDA)含量上升,但不影响CYS C1表达。而乙烯合成抑制剂氨基氧乙酸(AOA)了抑制CYS C1和盐胁迫诱导的AOX1b基因的表达,并增加EL和MDA含量。此外,AOA恢复盐胁迫减少的半胱氨酸含量,而SHAM和抗霉素A(AA)均无此效应。【结论】杨树叶片CYS C1参与了乙烯激发的耐盐响应,但乙烯诱导的交替呼吸氧化酶(AOX)并未位于CYS C1上游而发挥作用。     

番茄ACC合酶(LeACS2)在大肠杆菌中的可溶性表达

植物激素乙烯参与了植物生长发育等一系列生理过程,通过控制乙烯的合成进而控制经济作物的衰老和果实的成熟,给农业带来深远影响.ACC合酶是高等植物乙烯生物合成的限速酶.通过RT-PCR将番茄ACC合酶(LeACS2)cDNA克隆至大肠杆菌表达载体pET30a中并使之与GST 编码序列进行融合而构建了重组表达质粒pET-LeACS2-GST.转化获得含有该重组表达质粒的大肠杆菌BL21 starTM(DE3) pLysS细胞,在IPTG的诱导下成功表达出含有LeACS2的大小约83 000的融合蛋白.该融合蛋白具有较好的可溶性.通过GST亲和层析和MonoQ阴离子交换两步纯化后的LeACS2能够催化其底物SAM生成ACC.     

蝴蝶兰ACC氧化酶cDNA片段的克隆及其反义植物表达载体的构建

根据已报道的蝴蝶兰ACC氧化酶的基因序列,设计了一对引物,通过RT—PCR从蝴蝶兰总RNA中扩增出ACC氧化酶的cDNA片段,将其连接到pMD19-T载体上进行测序．结果显示,该片段与参考的已报道序列具有99．70％的同源性．测序后将该基因的cDNA序列反向插入pBI221的CaMV35S启动子和nos terminator之间,构建了蝴蝶兰ACC氧化酶的反义基因植物表达载体,为进一步转化蝴蝶兰研究其对蝴蝶兰花期和生长的影响打下了基础．     

基于数据挖掘分析GABPA基因在肾上腺皮质癌的表达及预后意义

利用Oncomine数据库、cBioportal数据库、GEPIA数据库探索GABPA基因在肾上腺皮质癌（Adrenocortical carcinoma,ACC）及正常肾组织中的表达情况、GABPA基因突变情况及其对肾上腺皮质癌患者预后的影响。结果显示,与正常肾组织相比,GABPA mRNA在ACC组织中呈高表达。该基因编码的蛋白质在ACC组织中没有发生突变。预后分析表明,GABPA mRNA高表达组患者的无疾病进展生存时间显著低于GABPA mRNA低表达组。利用String-DB数据库分析与GABPA基因相互作用的蛋白质,包括NRF1、TFAM、TFB1M、TFB2M、GABPB1、GABPB2、PPRC1、PPARGC1A、HCFC1、SSBP1。本研究通过数据挖掘迅速获取分析肾上腺皮质癌组织GABPA基因表达的相关信息,为深入研究GABPA基因在肾上腺皮质癌发生发展中的作用机制奠定基础。     

胃癌组织中LY-6K基因的表达及临床意义

目的：探讨淋巴细胞抗原6-复合体K（LY-6K）基因对胃癌的诊断价值。方法：采用半定量RT-PcR法检测25份胃癌组织及其癌旁组织中LY-6K基因表迭水平，并对实验数据进行统计学分析。结果胃癌及癌旁组织LY-6K基因表达率分别为100％（25／25）、72％（18／25），P〉0．05。采用灰度扫描半定量分析，LY-6KmRNA在胃癌组织及癌旁组织中的表达水平值分别为0．663±0．221、O．308±0．161，P〈0．01。经ROC曲线分析，取0．469作为LY6K基因表达水平的cutoff值，76％（19／25）的癌症组织呈现高表达，而癌旁组织中过表达率仅为16％（4／25），P〈O．01。结论：LY6K基因在胃癌组织中呈现过表达。具有作为胃癌诊断标志物的潜力。     

ACC氧化酶反义基因转化青花菜的研究

以青花菜的下胚轴和带1～2mm子叶柄的子叶为转化受体，建立了根癌农杆菌介导的转化体系，获得了含番茄果实ACC氧化酶反义基因的转基因植株。经筛选获得了5株抗性植株，其中1株来自下胚轴，另外4株来自带子叶柄的子叶。PCR及Southern blot检测证实，外源．ACC氧化酶反义基因已整合进其中2株拟转化青花菜植株的基因组。转化植株移栽到室外均能成活，成熟小花蕾的乙烯测定结果表明乙烯的合成受到了不同程度的抑制。     

Fe^2＋和CO2对番木瓜ACC氧化酶活性的影响

１－氨基环丙烷－１－羧酸（ＡＣＣ）氧化酶催化ＡＣＣ氧化成为乙烯．通过ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ和Ｐｈｅｎｙｌ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ柱层析后，ＡＣＣ氧化酶被纯化１９．５倍．在体外分析中，ＡＣＣ氧化酶活性被Ｆｅ２＋和ＣＯ２促进；Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋和Ｍｎ２＋抑制ＡＣＣ氧化酶的活性，但这种抑制效应能部分地被Ｆｅ２＋所拮抗．ＣＯ２对ＡＣＣ氧化酶活性的促进作用与反应体系中氧的浓度有关，在２１％的氧浓度下，ＣＯ２的促进作用较显著     

光对小麦离体叶片乙烯形成的影响

研究了光对光麦离体叶片乙烯形成的影响。结果表明,以ＮａＨＣＯ３形式给叶片光促进乙烯产生,反之,不供给ＣＯ２光对乙烯形成起抑制作用。     

Relationship Between Stimulated Ethylene Production and Alternative Respiration Pathway in “Royal Gala” Apple Fruit

Endogenous ethylene production and alternative oxidase (AOX) protein expression in “Royal Gala”apple fruits were investigated after treatments with cold (0℃ for 1 week) and heat (38℃ for 1 h). Amonoclonal antibody to the terminal oxidase of the alternative pathway from Sauromatum guttatum was used to identify the AOX protein in apple fruits. The molecular mass of AOX in “Royal Gala” apple fruits is approximately 38 kDa, similar to those reported in tobacco and tomato. The cold treatment depressed the release of endogenous ethylene production before the climacteric ethylene production and obviously induced the expression of AOX protein expression. The heat treatment had the opposite effects on the ethylene production and AOX protein expression. In addition, the climax of endogenous ethylene production preceded the maximum AOX expression after the cold temperature treatment. It is therefore proposed that in climacteric fruits the production of induced ethylene is not coordinated with the level of AOX protein.     

农杆菌介导的ACC氧化酶反义基因转化甜瓜品种河套蜜瓜的研究

将从甜瓜品种河套蜜瓜中克隆的ACC氧化酶基因cDNA片段反向构建到植物表达载体pROK II中,获得重组质粒pRACO 1,用三亲融合法将其导入根癌农杆菌LBA 4404中,转化河套蜜瓜子叶外植体,在芽诱导培养基M S IAA 0.8 m g/L BA 1.0 m g/L ABA 0.26 m g/L C ef 500 m g/L K an 75 m g/L中诱导生芽,待芽长到2cm左右转入M S IBA 0.5 m g/L C ef 300 m g/L K an 50 m g/L的培养基中诱导生根,1~2周后可诱导产生大量的根,形成完整的转化小植株.经PCR检测证明,目的基因已整合到河套蜜瓜的基因组中.     

桑树MaACS和MaACO基因的鉴定和表达模式研究

研究目的：分离和鉴定桑树中参与乙烯生物合成的酶的编码基因MaACS 和MaACO,研究其表达模式。创新要点：基于最新公布的桑树基因组数据库数据,获得5个MaACS 基因和2个MaACO 基因,对其进行了生物信息分析,同时鉴定了其在不同桑树组织中、不同发育时期桑椹中和不同激素作用下的表达模式。研究方法：通过生物信息学方法筛选和鉴定基因,利用荧光定量逆转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析基因的表达量。重要结论：MaACS 和MaACO 基因在根、茎、叶等不同组织中呈现出不同的表达模式,在桑椹发育过程中呈现出两种表达模式,其表达量被脱落酸和乙烯利上调。