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γ-氨基丁酸(γ-amino butyric acid，GABA)是一种独特的非蛋白质氨基酸，是某些生物体内的一种天然活性成分。γ-氨基丁酸在动物体内是一种抑制性神经传递物质，介导中枢神经系统64％以上的抑制性神经传导，能系统地对脑血管进行调节，增强人脑细胞功能，改善记忆力，此外γ-氨基丁酸还具有降血压、抗焦虑等生理功能。在植物体内，γ-氨基丁酸是一种植物次生代谢物，具有提高植物抵抗害虫的能力等功能。γ-氨基丁酸合成酶(GABA synthase，也称为谷氨酸脱羧酶，glutamate decarboxylase，GAD)是γ-氨基丁酸合成的关键酶。 本研究采用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA ends，RACE)技术，从本实验室筛选出的高GABA含量的籼稻(Oryza sativa L．ssp．indica)“新-9-4”的胚芽中分离克隆出了γ-氨基丁酸合成酶基因，对该基因进行了序列分析和功能预测，并构建了该基因的原核表达载体。为今后研究该基因的功能、分子进化及其应用于作物品质基因工程等奠定了基础。具体结果如下： 1、基因克隆及序列分析：从水稻“新-9-4”的胚芽中提取总RNA，根据已报道的γ-氨基丁酸合成酶氨基酸序列的保守区段设计一对简并引物，利用RT-PCR技术获得751 bp保守片段，然后以此序列为依据设计特异引物，利用RACE技术获得了1962 bp的水稻GAD基因全长cDNA序列，包含完整的编码序列(1479 bp)，编码492个氨基酸残基，并将该基因命名为Osgad，与粳稻(Oryza sativa L．ssp．japonica)GAD3的cDNA和芥菜(Brassica juncea)GAD 4a cDNA的相似性分别为99％和81％。由Osgad所推导的氨基酸序列与粳稻(Oryza sativa L．ssp．Japonica)GAD、烟草(Nicotiana tabacum)GAD同工酶1和芥菜(Brassica juncea)GAD4a的同源性分别为100％、82％和82％。推测此基因具有水稻γ-氨基丁酸合成酶基因的功能。 2、原核表达载体的构建：将γ-氨基丁酸合成酶基因的编码序列插入到载体pET28a(+)中，构建了重组原核表达载体pET28gad，并通过PCR和酶切鉴定表明该重组载体已转化到表达宿主菌BL21中。