背景[1-3]
胆碱脱氢酶抗体是一类可以特异性结合胆碱脱氢酶的多克隆抗体，主要用于体外检测胆碱脱氢酶的免疫学实验。
脱氢酶，是指一类能催化物质（如糖类、有机酸、氨基酸）进行氧化还原反应的酶，在酶学分类中属于氧化还原酶类。反应中被氧化的底物称为氢供体或电子供体，被还原的底物称为氢受体或电子受体。当受体是氧气时，催化该反应的酶称为氧化酶，其他情况下都称为脱氢酶。不同的脱氢酶几乎都根据其底物的名称命名。
胆碱脱氢酶抗体免疫组化
胆碱是甜菜碱的前体，甜菜碱捐赠其三个甲基中的一个以生成蛋氨酸，然后生成SAM（S-腺苷蛋氨酸）。与二甲基甘氨酸(DMG)相关的其余两个甲基随后可用作叶酸介导的一碳代谢中的一碳单元。甜菜碱还可以作为一种有机渗透剂来调节细胞体积和保护细胞免受渗透压力的损害。通过胞苷二磷酸(CDP)-胆碱途径，可由胆碱生成磷脂酰胆碱(PC)，这是细胞膜和极低密度脂蛋白的主要成分。
胆碱脱氢酶(CHDH)氧化胆碱产生的5-甲基-THF和甜菜碱均可提供甲基，用于将同型半胱氨酸转化为蛋氨酸，该过程是通过甲硫氨酸合酶(MS)或甜菜碱同型半胱氨酸甲基转移酶（BHMT）催化的。蛋氨酸合成需要维生素B12作为辅助因子，而维生素B12供应不足会导致5-甲基四氢叶酸积聚，从而把叶酸限制在这种形式中（甲基陷阱）。这会降低用于合成嘌呤和胸苷酸的叶酸可用性，这是DNA合成的限速因素。
应用[4][5]
用于betA基因的异源表达提高了棉花耐盐和耐低温能力研究
来自大肠杆菌的betA基因编码的胆碱脱氢酶（CDH）兼具有胆碱单氧化物酶和甜菜碱醛脱氢酶的功能,转移单一的betA基因即可赋予植物积累甘氨酸甜菜碱的能力。
以转betA基因鲁棉研19的T3代棉花为材料,以鲁棉研19为野生型对照,通过对转基因植株后代的耐盐和耐低温特性进行了分析,结果表明转基因棉花的耐盐和耐低温能力都有明显提高。betA基因的表达提高了转基因棉花叶片中GB的累积量betA基因的过表达显著提高了转基棉花叶片中GB的含量。利用核磁共振法测定了转基因株系LM1、LM2、LM3、LM4及野生型对照鲁棉研19植株叶片中GB的含量。
在正常生长状态下,鲁棉研19植株叶片中GB含量约为99.29μmolg-1DW,转基因株系GB的含量在125.98-214.34μmolg-1DW之间。250mMNaCl处理10天后,棉花植株叶片的GB含量大幅提高,株系LM1、LM2、LM3和LM4植株叶片甜菜碱含量分别为321.06、357.32、355.51和276.09μmolg-1DW,显著高于对照株系176.00μmolg-1DW的GB含量。5℃低温处理24h后,株系LM1、LM2、LM3和LM4植株的GB含量分别为170.78、205.93、248.21和189.46μmolg-1DW,分别是野生型对照109.37μmolg-1DW GB含量的1.56、1.88、2.27和1.73倍,转基因棉花植株叶片的GB含量显著高于野生型对照植株。
转基因株系中甜菜碱含量的升高可能是由于高盐、低温胁迫后betA基因的表达水平增强引起的。转betA基因棉花的耐盐性分析在250mM NaCl浇灌条件下,转基因株系LM1、LM2、LM3、LM4第9天的种子萌发率分别为52.04%、66.04%、60.44%和42.40%,均显著高于野生型28.28%的萌发率。
株系LM2、LM3生物量也显著高于野生型对照。250mM NaCl浇灌21天后,野生型对照植株叶片的相对含水量由80.79%降至48.54%,株系LM1、LM2、LM3、LM4叶片的相对含水量分别为62.90%、64.93%、64.44%和63.53%,转基因植株叶片失水速度比对照缓慢。转基因棉花叶片中渗透保护物质可溶性糖、游离氨基酸含量均高于野生型对照,株系LM1、LM2、LM3、LM4的细胞溶质势较野生型对照分别低8.86%、13.89%、3.50%和8.61%,即转基因棉花细胞中积累了更多的溶质,增强了细胞吸取水分和持水能力,从而有利于植株保持正常形态和细胞膨压。
株系LM2、LM3细胞膜离子渗漏率分别比野生型对照植株低23.08%和23.56%,叶片丙二醛含量也比野生型对照植株低38.72%和36.03%,说明转基因植株在盐胁迫条件下细胞膜损伤和膜脂过氧化程度都较轻。转基因株系LM2、LM3的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都明显高于野生型对照,转基因棉花的光合作用系统受到渗透胁迫的影响较野生型对照为轻。
在含盐量为0.45%的盐碱地中,转基因株系LM2、LM3的单株籽棉产量远远高于野生型对照,这为培育耐盐棉花新品种提供了优良材料,对于棉花育种具有重要意义。转betA基因棉花的耐低温性分析在15℃条件下,转基因株系LM1、LM2、LM3、LM4第13天的种子萌发率分别为67.33%、78.20%、70.11%和74.25%,均显著高于野生型53.24%的萌发率。5℃低温处理24h,野生型对照植株叶片的相对含水量由87.94%降至53.43%,转基因株系LM3的叶片相对含水量为66.28%,显著高于对照株系,转基因植株叶片持水能力比对照强。
转基因株系LM1、LM2、LM3、LM4的离子渗漏率分别比对野生型对照低22.59%、37.95%、40.28%、23.11%,其中株系LM2、LM3的细胞膜离子渗漏率显著低于野生型对照植株,叶片丙二醛含量也比野生型对照植株低32.96%和39.65%,说明低温条件对转基因株系棉花叶片细胞膜的损害相对较轻,耐低温能力较强。株系LM2、LM3的细胞保护酶SOD的活性比野生型对照分别高4.41%和6.35%,说明转基因植株在低温胁迫条件下,体内保护酶活性处于较高水平,具有较强清除体内自由基的能力。
参考文献
[1]Stress-induced expression of choline oxidase in potato plant chloroplasts confers enhanced tolerance to oxidative,salt,and drought stresses[J].Raza Ahmad,Myoung Duck Kim,Kyung-Hwa Back,Hee-Sik Kim,Haeng-Soon Lee,Suk-Yoon Kwon,Norio Murata,Won-Il Chung,Sang-Soo Kwak.Plant Cell Reports.2008(4)
[2]Genetic engineering of the biosynthesis of glycinebetaine leads to increased tolerance of photosynthesis to salt stress in transgenic tobacco plants[J].Xinghong Yang,Zheng Liang,Xiaogang Wen,Congming Lu.Plant Molecular Biology.2007(1)
[3]Glycinebetaine-induced modulation of antioxidant enzymes activities and ion accumulation in two wheat cultivars differing in salt tolerance[J].Sayed H.Raza,Habib R.Athar,Muhammad Ashraf,Amjad Hameed.Environmental and Experimental Botany.2007(3)
[4]Glycinebetaine application ameliorates negative effects of drought stress in tobacco[J].X.L.Ma,Y.J.Wang,S.L.Xie,C.Wang,W.Wang.Russian Journal of Plant Physiology.2007(4)
[5]连丽君.betA基因的异源表达提高了棉花耐盐和耐低温能力[D].山东大学,2008.