芥菜型油菜中SK2型脫水蛋白的表達(dá)對(duì)大腸桿菌抗逆性的影響

孫雅慧, 羅桂花, 柴團(tuán)耀,王慧春,徐進(jìn)，3*

(1.青海師范大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院, 青海 西寧 810008; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 中國(guó) 北京 100049;

3.中國(guó)科學(xué)院熱帶植物資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園,云南 勐侖鎮(zhèn) 666303)

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芥菜型油菜中SK2型脫水蛋白的表達(dá)對(duì)大腸桿菌抗逆性的影響

孫雅慧1, 羅桂花1, 柴團(tuán)耀2,王慧春1,徐進(jìn)1，3*

(1.青海師范大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院, 青海 西寧 810008; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 中國(guó) 北京 100049;

3.中國(guó)科學(xué)院熱帶植物資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園,云南 勐侖鎮(zhèn) 666303)

摘要：為了闡明印度芥菜脫水蛋白家族基因BjDHN2和BjDHN3對(duì)非生物逆境脅迫的耐受性，我們構(gòu)建了原核表達(dá)載體pET30a-BjDHN2和pET30a-BjDHN3并轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21。在低溫、干旱和高鹽環(huán)境中，與含有空載體對(duì)照菌株無(wú)BjDHN2和BjDHN3基因相比，重組菌中BjDHN2和BjDHN3蛋白的表達(dá)可以在一定程度上緩解寒、旱、鹽脅迫對(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)所產(chǎn)生的抑制作用。結(jié)果表明,過(guò)表達(dá)BjDHN2和BjDHN3可提高大腸桿菌對(duì)寒、旱、鹽等逆境脅迫的耐受性。

關(guān)鍵詞：芥菜型油菜；脫水蛋白；大腸桿菌；脅迫耐受性

鹽、寒、旱等環(huán)境脅迫是植物生長(zhǎng)的主要限制因素，也一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大敵。長(zhǎng)期以來(lái)人們投入極大精力研究改善作物抗逆性，但是進(jìn)展緩慢[1]。因此，揭示植物抗逆的分子機(jī)制成為目前分子生物學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。在過(guò)去的20年間，很多與植物響應(yīng)逆境應(yīng)答相關(guān)的基因被克隆出來(lái)，并同時(shí)也對(duì)其功能進(jìn)行了分析[2]。這些研究極大地豐富了我們對(duì)于植物在逆境脅迫下的基因調(diào)控表達(dá)規(guī)律的認(rèn)識(shí)。在這些研究中脫水蛋白是一種重要的普遍被人們重視的響應(yīng)逆境脅迫蛋白。近年來(lái)，在擬南芥和其他多種植物中對(duì)脫水蛋白的研究極大豐富了我們對(duì)其的認(rèn)識(shí)。其中一些脫水蛋白在轉(zhuǎn)基因植物中會(huì)表現(xiàn)出抗寒、抗旱或者抗鹽的特性。但是這些研究?jī)H僅是第一步，距離我們?nèi)娴亓私饷撍鞍椎纳砩约胺肿訖C(jī)制，到最后改良作物的品質(zhì)品性還相距甚遠(yuǎn)。

脫水蛋白(dehydrin)屬于LEA(Late embryogenesis abundant protein)Ⅱ蛋白家族，最初，脫水蛋白是因?yàn)樵诜N子成熟時(shí)期的脫水耐受的過(guò)程中起重要作用而被發(fā)現(xiàn)的[3,4]。之后的研究進(jìn)一步表明，脫水蛋白廣泛存在于細(xì)菌、藻類(lèi)及高等植物的組織和器官中。在高等植物中，各種逆境脅迫，如高鹽、低溫和干旱以及外源激素ABA處理均可誘導(dǎo)脫水蛋白的表達(dá)[5]。已有的研究結(jié)果表明，脫水蛋白對(duì)各種逆境脅迫的響應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。脫水蛋白的主要功能被公認(rèn)為，一是保護(hù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并穩(wěn)定蛋白質(zhì)的功能；二是抗氧化活性；三是可以與金屬離子結(jié)合而起作用[6]。但對(duì)高鹽、低溫、干旱等復(fù)雜的非生物因子的脅迫，脫水蛋白必定存在更多的功能和保護(hù)機(jī)制，在這方面，也已取得了一些結(jié)果。但是對(duì)于脫水蛋白是如何響應(yīng)各種逆境信號(hào)，以及它對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)節(jié)上的諸多環(huán)節(jié)仍不是很清楚，這直接阻礙了我們對(duì)植物抗逆性的認(rèn)識(shí)。可以預(yù)見(jiàn)的是，進(jìn)一步深入開(kāi)展對(duì)脫水蛋白功能及其表達(dá)調(diào)控規(guī)律的研究，同時(shí)更加全面地了解植物抗逆反應(yīng)的生理生化機(jī)制，必定會(huì)為人們未來(lái)更好地利用和開(kāi)發(fā)新的抗逆品種提供理論上的基礎(chǔ)及依據(jù)。本論文分析了芥菜型油菜2個(gè)脫水蛋白家族基因BjDHN2和BjDHN3原核表達(dá)對(duì)低溫、鹽和模擬干旱脅迫的耐受性，為深入探明這2個(gè)基因的功能，以及采用大腸桿菌原核表達(dá)系統(tǒng)對(duì)脫水蛋白進(jìn)行篩選和功能驗(yàn)證的可行性提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1細(xì)菌表達(dá)載體的構(gòu)建及蛋白表達(dá)檢測(cè)

前期研究中，我們通過(guò)RACE技術(shù)，獲得了2個(gè)芥菜型油菜脫水蛋白BjDHN2和BjDHN3(GenBank accession DQ441470, DQ441471)。依據(jù)原核表達(dá)載體pET30a上的多克隆位點(diǎn)NcoI/SacI，構(gòu)建pET30a-BjDHN2/3載體，轉(zhuǎn)化大腸桿菌原核表達(dá)菌株BL21(DE3)。挑取已經(jīng)過(guò)PCR和雙酶切檢測(cè)的陽(yáng)性克隆，在5 mL Luria-Bertani (LB) (Kanr) 液體培養(yǎng)基中，37 ℃，220 r·min-1培養(yǎng)過(guò)夜。取未轉(zhuǎn)化的菌株和轉(zhuǎn)化空載體的菌株做對(duì)照。按1∶100的比例將菌液轉(zhuǎn)移到20 mL LB(Kanr)液體培養(yǎng)基中，37 ℃，220 r·min-1培養(yǎng)3 h后，加入IPTG使其終濃度為1 mol·L-1，繼續(xù)培養(yǎng)4 h；取菌液2 mL，8 000 r·min-1離心3 min，棄掉上清。然后加入樣品溶解液，劇烈渦旋震蕩混勻，后在沸水浴中煮15 min，在此期間將試管渦旋混勻1次；后12 000 r·min-1離心5 min，取上清進(jìn)行SDS-PAGE檢測(cè)[7]。

1.2原核表達(dá)抗性分析

將原核表達(dá)載體pET30a質(zhì)粒轉(zhuǎn)化BL21(DE3)，作為外源基因插入pET30a中的重組菌的對(duì)照菌株。將對(duì)照菌和重組菌分別按1∶100的比例將菌液轉(zhuǎn)移到20 mL LB(Kanr)液體培養(yǎng)基中，37 ℃，220 r·min-1培養(yǎng)3 h后，加入 異丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷 (IPTG) 至終濃度為1 mol·L-1，繼續(xù)培養(yǎng)至OD600=0.8，進(jìn)行下列脅迫實(shí)驗(yàn)。

1.2.1抗寒性分析

上述菌液各取2 mL，置于4 ℃中。2 d后取出，接種在LB(Kanr)液體培養(yǎng)基中。37 ℃培養(yǎng)，間隔取樣，并用紫外分光光度計(jì)測(cè)定OD600值，后根據(jù)結(jié)果繪制生長(zhǎng)曲線。

1.2.2抗鹽性、抗旱性分析

上述菌液各取2 mL，分別接種于含1 mol·L-1山梨醇、0.8 mol·L-1NaCl的液體LB(Kanr)培養(yǎng)基中(要注意的是，需保證培養(yǎng)物均起始于同樣的OD600值)。37 ℃培養(yǎng)，間隔取樣，每次1 mL。并用紫外分光光度計(jì)測(cè)定OD600值，后根據(jù)結(jié)果繪制生長(zhǎng)曲線。

以上脅迫實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次以上。

2結(jié)果與分析

2.1原核表達(dá)載體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化及分子檢測(cè)

圖1　BjDHN2和BjDHN3基因的原核表達(dá)Fig.1　Abiotic stress tolerances of transgenic E.coli　　注： 細(xì)菌轉(zhuǎn)化子的PCR檢測(cè)和SDS-PAGE分析。Note：(A) colony-PCR (up) and SDS-PAGE (down). Expression of BjDHN2 or BjDHN3 protein in E. coli. M, marker; c, total protein extracts from E. coli with pET30a with Xgalisopropyl thiogalactoside (IPTG) inducing;1, 2, 3, total protein extracts from E. coli with recombinant plasmids with IPTG inducing.

由于植物的細(xì)胞內(nèi)存在蛋白質(zhì)間的相互作用，如果采用轉(zhuǎn)化植物的方法，難以評(píng)價(jià)所導(dǎo)入的外源單一基因表達(dá)產(chǎn)物是否在提高細(xì)胞抗逆性上有直接貢獻(xiàn)。為了初步研究BjDHN2和BjDHN3在逆境脅迫中的功能，首先我們構(gòu)建了相應(yīng)的原核表達(dá)載體pET30a-BjDHN2和pET30a-BjDHN3，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21(DE3)。將雙酶切鑒定和PCR檢測(cè)的陽(yáng)性克隆進(jìn)行測(cè)序，用以確認(rèn)基因序列以及轉(zhuǎn)化子的準(zhǔn)確性(圖1)。之后將檢測(cè)無(wú)誤的陽(yáng)性轉(zhuǎn)化子進(jìn)行12% SDS-PAGE分析。凝膠電泳結(jié)果顯示，約36 kDa的BjDHN2和約26 kDa的BjDHN3的條帶(圖1中紅色(網(wǎng)絡(luò)版)箭頭所示)，這說(shuō)明所轉(zhuǎn)化的基因在細(xì)菌中得到了表達(dá)(圖1)。隨后菌液經(jīng)100 ℃煮沸10 min后，表達(dá)的蛋白仍存在于上清液中，說(shuō)明BjDHN2和BjDHN3均是熱穩(wěn)定的蛋白。2.2BjDHN2和BjDHN3基因的原核表達(dá)抗性分析

在確認(rèn)了含pET30a-BjDHN2和pET30a-BjDHN3的重組菌可被誘導(dǎo)表達(dá)蛋白之后，我們進(jìn)一步檢測(cè)了所轉(zhuǎn)化菌株的抗逆能力(圖2A,B,C)。在一般情況下，當(dāng)菌株被轉(zhuǎn)移至高鹽溶液、低溫和脫水環(huán)境中時(shí)，其生長(zhǎng)會(huì)受到一定的抑制。試想如果重組菌中所表達(dá)的外源蛋白能夠起到抗逆保護(hù)的作用，那么將重組菌置于逆境脅迫的培養(yǎng)條件下時(shí)，其所呈現(xiàn)的生長(zhǎng)抑制現(xiàn)象就會(huì)得到一定程度上的緩解。我們將IPTG誘導(dǎo)后的對(duì)照菌(含pET30a)和重組菌(含pET30a-BjDHN2以及pET30a-BjDHN3)分別接種于正常的和逆境脅迫的液體LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后根據(jù)培養(yǎng)時(shí)間和菌液濃度繪制生長(zhǎng)曲線。

圖2　BjDHN2和BjDHN3基因的抗性分析Fig.2　Growth of E. coli cells expressing BjDHN2 or BjDHN3 protein and the control cell under (A) low temperature, (B) 800 mol·L-1 NaCl, and (C) 1 mol·L-1 sorbitol stresses　　注：A: 低溫脅迫處理；B: 800 mol·L-1 NaCl處理；C: 1 mol·L-1 山梨醇處理Note：Each value represents an average of at least three independent measurements or replicates. Error bars indicate the standard deviations

在正常培養(yǎng)基中，對(duì)照菌和重組菌的生長(zhǎng)狀況基本一致，這一現(xiàn)象說(shuō)明在重組菌中大量表達(dá)的蛋白并未對(duì)菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。二者在經(jīng)過(guò)約3 h左右的遲滯期后，進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期；培養(yǎng)12 h后進(jìn)入平臺(tái)期。但是對(duì)于在低溫脅迫條件下轉(zhuǎn)入空載體的對(duì)照菌來(lái)說(shuō)，其生長(zhǎng)速度明顯降低，遲滯期延長(zhǎng)至8 h，而且菌濃也降低。在同樣的脅迫條件下，BjDHN2和BjDHN3重組菌的生長(zhǎng)狀況明顯優(yōu)于對(duì)照菌，遲滯期也分別比對(duì)照菌縮短3 h和4 h，且菌濃高于空載體對(duì)照菌。在對(duì)其進(jìn)行了旱、鹽脅迫條件下的實(shí)驗(yàn)后，也得到了相似的結(jié)果。將重組菌和對(duì)照菌轉(zhuǎn)移至含有1 mol·L-1山梨醇或800 mol·L-1NaCl的LB培養(yǎng)基中，經(jīng)IPTG誘導(dǎo)后發(fā)現(xiàn)，空載體對(duì)照菌的遲滯期分別延長(zhǎng)至19.5 h和16 h。而B(niǎo)jDHN2和BjDHN3重組菌在1 mol·L-1山梨醇脅迫下的遲滯期分別約為6 h和10 h；在NaCl脅迫下的遲滯期分別約為15.5 h和17.5 h。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BjDHN2和BjDHN3的表達(dá)提高了轉(zhuǎn)化菌抗?jié)B透脅迫的能力，在不同程度上緩解了鹽、寒、旱脅迫對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)所產(chǎn)生的抑制作用，其中BjDHN3的抗寒能力略高于BjDHN2，而B(niǎo)jDHN2的抗旱能力稍高于BjDHN3。

3討論與結(jié)論

寒、旱、鹽和重金屬污染等環(huán)境脅迫是限制植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要因素，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的大敵。這些環(huán)境脅迫對(duì)植物的傷害通常表現(xiàn)為滲透脅迫、氧化脅迫以及離子傷害。而植物對(duì)其進(jìn)行的應(yīng)答機(jī)制又存在交叉對(duì)話或者處于同一個(gè)信號(hào)途徑，有研究發(fā)現(xiàn)不同逆境導(dǎo)致的細(xì)胞滲透脅迫也具有許多相似性。因此，克隆植物體內(nèi)多種水分脅迫相關(guān)蛋白基因并對(duì)其功能進(jìn)行研究分析，對(duì)于改善作物抗逆性以及提高作物的產(chǎn)量具有深遠(yuǎn)的意義。

本論文分析了重金屬超富集植物芥菜型油菜2個(gè)脫水蛋白家族基因BjDHN2和BjDHN3原核表達(dá)對(duì)低溫、鹽和模擬干旱脅迫的耐受性。BjDHN2和BjDHN3屬于酸性蛋白(pI分別為4.93和5.5)，均含有1個(gè)高度保守的S片段(SSSSSSS)和2個(gè)K片段(EKKGIMEKIKEKLPG)，是屬于SK2型家族的脫水蛋白。研究表明，所有的脫水蛋白均含有K片段，該片斷形成兼性α螺旋，為脫水蛋白的親脂性提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，防止蛋白質(zhì)和膜變性。之前有研究表明，脫水蛋白參與了細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)過(guò)程，從而與植物對(duì)鹽、寒、旱脅迫的耐受性緊密相關(guān)[8]。脫水蛋白對(duì)細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)的潛能可能與其在水分脅迫時(shí)的合成有關(guān)。Brini et al.[9]發(fā)現(xiàn)，不同抗性的小麥品種之間，DHN-5中S區(qū)段的磷酸化水平存在顯著差異，可以作為小麥抗性種質(zhì)篩選的標(biāo)志。迄今為止，人們對(duì)脫水蛋白在植物抗性中的分子機(jī)制仍不完全了解。表達(dá)水平上的分析和蛋白體外研究揭示出5種脫水蛋白具有不同的功能。YnSKn型脫水蛋白是堿性或中性蛋白質(zhì)，主要受干旱和ABA誘導(dǎo)表達(dá)，而對(duì)低溫不起作用。體外結(jié)合實(shí)驗(yàn)表明，YnSKn型脫水蛋白能夠與含酸性磷脂的脂質(zhì)小泡相結(jié)合。而酸性或中性的YnKn、SKn和Kn型脫水蛋白則優(yōu)先受到低溫誘導(dǎo)。之前有研究表明，在水分缺失的情況下，高親水性蛋白會(huì)普遍存在于真核和原核細(xì)胞中[10]。例如在缺水時(shí)，高等植物和大腸桿菌都可合成一種LEA類(lèi)似蛋白-“親水素”。這說(shuō)明高等植物與大腸桿菌在一些對(duì)逆境脅迫應(yīng)答的機(jī)制上具有相似性，當(dāng)然那些抗逆相關(guān)基因也具有功能保守性和互補(bǔ)性。已有研究表明[11]，LEA蛋白在真核細(xì)胞和原核生物中可能會(huì)采取相似的抗逆保護(hù)機(jī)制。另外一方面，大腸桿菌具有基因組小、遺傳背景簡(jiǎn)單、生活周期短等特點(diǎn)，因此我們利用大腸桿菌表達(dá)體系，將高等植物的基因轉(zhuǎn)入其中進(jìn)行異源表達(dá)，不僅可以用來(lái)篩選高等植物抗逆的相關(guān)基因，同時(shí)也建立了一個(gè)用來(lái)鑒定逆境相關(guān)基因功能的良好系統(tǒng)[12]。所以為了研究BjDHN2和BjDHN3基因的功能，我們構(gòu)建了原核表達(dá)載體pET30a-BjDHN2與pET30a-BjDHN3，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21(DE3)。經(jīng)過(guò)PCR檢測(cè)和SDS-PAGE檢測(cè)，證明已成功建立了原核表達(dá)體系之后，對(duì)其進(jìn)行了原核表達(dá)抗性的分析。結(jié)果表明，在高鹽、低溫和干旱條件下，重組菌中因?yàn)锽jDHN2和BjDHN3蛋白的表達(dá)能夠在一定程度上緩解鹽、寒、旱脅迫對(duì)菌生長(zhǎng)所產(chǎn)生的抑制作用。在同等的脅迫條件下，重組菌的生長(zhǎng)狀況明顯優(yōu)于對(duì)照菌，遲滯期比對(duì)照菌縮短，且菌濃高于對(duì)照菌。說(shuō)明BjDHN2和BjDHN3具有耐寒、旱、鹽保護(hù)作用。同時(shí)也證明了采用大腸桿菌原核表達(dá)系統(tǒng)對(duì)抗逆相關(guān)蛋白進(jìn)行篩選和功能驗(yàn)證的可行性。

植物在受到逆境脅迫時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一系列應(yīng)答機(jī)制。任何脅迫的次生脅迫都是滲透脅迫和氧化脅迫。因此，應(yīng)答機(jī)制也就分為滲透調(diào)節(jié)和滲透保護(hù)。前者主要負(fù)責(zé)對(duì)于低水勢(shì)的平衡，控制水分流動(dòng)，防止細(xì)胞失水。如常見(jiàn)的幾種無(wú)機(jī)離子、一些有機(jī)小分子溶質(zhì)、氨基酸、小肽和蛋白質(zhì)等，用以維持細(xì)胞的正常滲透壓。后者主要作用在于對(duì)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的保護(hù)，如抗氧化保護(hù)酶、一些修復(fù)蛋白、運(yùn)載蛋白和螯合蛋白，對(duì)逆境脅迫造成的傷害進(jìn)行修復(fù)和解毒。脫水蛋白是植物體中一種重要的脅迫響應(yīng)物質(zhì)，其主要作用在于滲透保護(hù)。因?yàn)樵跐B透調(diào)節(jié)中，對(duì)細(xì)胞水勢(shì)的影響最終是由滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)決定的。大量結(jié)果表明，脅迫產(chǎn)生后，植物營(yíng)養(yǎng)器官中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)有大量的增加，例如幾種無(wú)機(jī)離子能在數(shù)小時(shí)內(nèi)迅速達(dá)到最大濃度。一旦脅迫終止，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)也會(huì)有所減少，如無(wú)機(jī)離子、甜菜堿、可溶性糖等。一些無(wú)機(jī)離子在脅迫前后濃度差異可達(dá)倍級(jí)甚至數(shù)量級(jí)的變化。而脫水蛋白在脅迫開(kāi)始的短時(shí)間內(nèi)不會(huì)很快達(dá)到最高濃度，一般是在脅迫后的3～4 d內(nèi)達(dá)到最大值，并且在脅迫終止后不會(huì)很快的降低濃度。

通過(guò)對(duì)BjDHN2和BjDHN3的原核表達(dá)功能分析，我們認(rèn)為，BjDHN2和BjDHN3可能做為滲透保護(hù)物質(zhì)，防止細(xì)胞內(nèi)水分流失，從而提高了植物對(duì)各種非生物脅迫的耐性。

參考文獻(xiàn)

[1]Thomashow MF. Plant cold acclimation, Freezing tolerance genes and regulatory mechanisms[J]. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, 1999, 50:571-599.

[2]Zhang Y, Li J, Yu F, et al. Cloning and expression analysis of SKn-type dehydrin gene from bean in response to heavy metals[J]. Mol Biotechnol, 2006, 32(3):205-218.

[3]Timothy J. Close, Dehydrins: emergence of a biochemical role of a family of plant dehydration proteins[J]. Plant Physiol, 1996, 97(4):795-803.

[4]Dure L Ⅲ. A repeating 11-mer amino acid motif and plant desiccation[J]. Plant J, 1993, 3(3):363-369.

[5]Lan Y, Cai D, Zheng Y. Expression in Escherichia coli of Three Different Soybean Late Embryogenesis Abundant (LEA) Genes to Investigate Enhanced Stress Tolerance[J]. J Integr Plant Biol, 2005, 47(5):613-621.

[6]Zhang L, Ohta A, Takagi M, et al. Expression of plant group 2 and group 3 lea genes in Saccharomyces cerevisiae revealed functional divergence among LEA proteins[J]. J Biochem, 2000, 127(4):611-616.

[7]Sambrook J, Russell D W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual[M]. NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 2001：10-545.

[8]Swire-Clark G, A Marcotte, W R. The wheat LEA protein Em functions as an osmoprotective molecule in Saccahromyces cerevisiae[J]. Plant Molecular Biology, 1999, 39(1):117-128.

[9] Fa??al Brini, Moez Hanin, Imed Mezghani, et al. Berkowitz and Khaled Masmoudi. Overexpression of wheat Na+/H+antiporter TNHX1and H+-pyrophosphataseTVP1improve salt-and drought-stress tolerance inArabidopsisthalianaplants[J]. J Exp Bot, 2007, 58(2):301-308.

[10]Xu D, Duan X, Wang B. Expression of a late embryogenesis abundant protein gene HVA1, from barley confers tolerance to water deficit and salt stress in transgenic rice[J]. Plant Physiol, 1996, 110(1):249-257.

[11]Lan Y, Cai D, Zheng YZ. Expression in Escherichia coli of three different soybean late embryogenesis abundant (LEA) genes to investigate enhanced stress tolerance[J]. J Integr Plant Biol, 2005, 47(5):613-621.

[12]Gowrishankar J. Identification of osmoresponsive genes in Escherichia coli: Evidence for participation of potassium and praline transport systms in osmoregulation[J]. J Biochem, 1985, 164(1):434-445.

(編輯：邢國(guó)芳)

Expression ofBrassicajunceaSK2-type dehydrin gene enhances stress tolerance inEscherichiacoli

Sun Yahui1, Luo Guihua1, Chai Tuanyao2, Wang Huichun1,Xu Jin1,3*

(1.CollegeofLifeScienceandGeography,QinghaiNormalUniversity,Xining810008,China; 2.CollegeofBiologicalScience,UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China; 3.KeyLaboratoryofTropicalPlantResourcesandSustainableUse，XishuangbannaTropicalBotanicalGarden，ChineseAcademyofSciences，Menglun666303，China)

Abstract:To elucidate the contribution of BjDHN2/3 to abiotic stress tolerance, the prokaryotic expression vector pET30a-BjDHN2/3 was constructed and then transferred into E. coli strain BL21.Compared with control strain containing the empty vector without BjDHN2/3 gene, E. coli expressing the BjDHN2/3 show improved tolerance when exposed to cold, drought and NaCl. The results indicated the overexpressing BjDHN2/3 directly contributed to enhancing tolerance of transgenic E. coli under stress conditions.

Key words:Brassica juncea； Dehydrin； Escherichia coli； Stress tolerance

中圖分類(lèi)號(hào)：Q71

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-8151(2016)04-0257-05

作者簡(jiǎn)介：孫雅慧(1991-)，女(漢)，山西臨汾人，碩士研究生，研究方向：植物分子生物學(xué)*通訊作者：徐進(jìn)，研究員。Tel:0871-65140420，E-mail: xujin@xtbg.ac.cn

收稿日期：2015-10-29修回日期：2016-01-08