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苎麻谷胱甘肽还原酶基因(BnGR1)的克隆和表达分析

     
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谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)是植物体内一种重要的抗氧化酶类.本研究根据苎麻(Boehmeria nivea (L.) Gaud.)转录组中的相关片段,采用RACE技术克隆到了GR基因的全长cDNA序列,命名为BnGR1(GenBank登录号:KF747758).该基因的cDNA全长为1 977 bp,开放读码框为1 494bp,编码497个氨基酸,推测其蛋白相对分子量为53.7 kD,理论等电点为5.68.氨基酸序列分析表明,该蛋白具有吡啶核苷酸-二硫化物氧化还原酶class Ⅰ活性位点、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamideadenine dinucleotide phosphate,NADP)结合位点、黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucletide,FAD)结合位点结合位点、氧化型谷胱甘肽(L-glutathione oxidized,GSSG)结合位点和胞质GR特殊结构域,与可可(Theobroma cacao)的GR蛋白(EOY05332)相似性最高,达到88％.此外,本研究成功构建了原核表达载体pGEX-4T-BnGR1,经异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside,IPTG)诱导获得了53.7 kD左右蛋白,与理论值一致.qRT-PCR表达分析表明,该基因在苎麻的根、茎、茎尖和叶片中均有表达,其中在成熟叶中表达量最高,茎中表达量最低:同时,受CdCl2、外源脱落酸(abscisic acid,ABA)和水杨酸(salicylic acid,SA)的诱导上调表达.BnGR1可能与苎麻抗逆机制密切相关,研究结果为探寻苎麻对重金属Cd2+的耐受分子机理提供基础资料.

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