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天然橡胶(cis-1,4-polyisoprene)能够在多种植物中合成,世界上2000多种植物可以生产天然橡胶,但目前世界各植胶国大面积栽培的橡胶树是巴西橡胶树种(Heyea brasiliensis),由于橡胶树体内橡胶含量多,且容易采收,所以巴西橡胶树一直是天然橡胶的商业来源。所产胶乳(天然胶乳)加工成天然干胶或浓缩胶乳,用来制造汽车、飞机等轮胎及管、带等工业用品和生活用品,是重要的工业产品原料。
谷氨酸脱氨酶普遍存在于植物体内,它虽然不是植物吸收利用氮素的主要成员,但在植物氮代谢中起着重要作用。高等植物的谷氨酸脱氢酶主要存在于线粒体内,以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)为辅酶。它在植物的衰老过程及逆境如高温和水份胁迫等状况下行使其铵同化功能,但在黑暗或碳胁条件下又能氧化脱铵从而为三羧酸循环提供碳骨架。研究谷氨酸脱氢氢酶在橡胶树中潜在的生物学功能,具有重要的理论意义和实用价值。
本研究从拟南芥(Arabidopsis)的GDH的cDNA设计引物,以橡胶胶乳总RNA反转录cDNA为模板,通过RT-PCR扩增,得到一条大约830bp的基因片段。得到的序列测序与已报到克隆的植物拟南芥的GDH序列核苷酸高度同源。MEGA3软件对该序列进行了聚类分析得知:HbGDH与拟南芥AtGDH及拟南芥氧化还原酶AtOR.聚在一起,同时与水稻OsGDH聚在同一分枝。表明是我们原本计划的基因。把克隆片段的氨基酸序列进行同源性检索,该序列与拟南芥氧化还原酶的核苷酸序列同源性最高达到86%,推测该基因可能具有氧化还原酶活性。在NCBI上的序列保守结构域分析结果表明片段中含有Arabidopsis thaliana的一个蛋白glutatamate dehydrogenase的保守域,显示该基因的编码产物含有与氧化还原相关的保守结构域:GLFV-dehydrog-N和GLFV-dehydrog,推测该基因与橡胶树的氮代谢有关,半定量RT-PCR.结果显示,HbCPGDH基因的表达具有组织差异性,在胶乳中大量表达,在叶片中次之,在树皮中微量表达。但GDH在植物氮代谢的具体功能还在进一步研究中。