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翅碱蓬(Suaedaheteropterakitag)为藜科碱蓬属一年生草本植物，以野生为主，在我国分布广泛。其特点是富含多种营养及药用成分，且抗逆性强，尤以抗盐能力最为突出，因而日益为人们所重视。本文主要从翅碱蓬的籽油制备和耐盐CMO、BADH基因克隆、载体构建及表达两方面进行了研究和探讨。
1.翅碱蓬籽油制备
本实验以翅碱蓬籽为主要原料，对其营养成分进行了分析。应用超临界CO2萃取技术，探讨萃取翅碱蓬籽油的最佳工艺参数并分析比较了超临界CO2萃取法和溶剂法萃取翅碱蓬籽油的理化性质和脂肪酸组成，同时，以过氧化值(POV)为测定指标，研究了翅碱蓬籽油的氧化稳定性及添加的几种抗氧化剂和增效剂对翅碱蓬籽油抗氧化性能的影响。最后，以翅碱蓬籽油为原料，采用碱异构化方法制备共轭亚油酸，寻求最适反应条件。
对翅碱蓬籽的营养成分分析表明翅碱蓬籽中粗蛋白、粗脂肪和碳水化合物含量均较高，其粗脂肪含量23.46％，高于大豆(18.80％)，且油脂中脂肪酸组成良好，含有90％以上的不饱和脂肪酸；其粗蛋白含量也较高，含有18种氨基酸，必需氨基酸组分齐全，其中必需氨基酸占氨基酸总量(E/T)的36.44％，高于FAO模式(36.00％)，必需氨基酸与非必需氨基酸之比(E/N)为57.33％，也高于FAO模式(56.00％)；此外，翅碱蓬籽中还含有丰富的矿物元素。可见，翅碱蓬籽是良好的油料资源和蛋白源。
超临界萃取翅碱蓬籽油最佳工艺为：原料粉碎度60目，水分含量4.68％，装样量400g，萃取压力35MPa，萃取温度40℃，CO2流量24L/h，萃取时间90min。分离压力8-10MPa，分离温度35℃。采用超临界CO2萃取翅碱蓬籽油，得油率为22.92％，略低于溶剂浸提法；但不饱和脂肪酸含量和理化指标要优于溶剂浸提法，因此油的质量好于溶剂浸提法萃取的籽油。
以过氧化值(POV)为测定指标，研究了影响翅碱蓬籽油自氧化的因素及几种抗氧化剂和增效剂对翅碱蓬籽油抗氧化性能的影响。结果表明：温度、时间、空气和光照对翅碱蓬籽油的氧化均有明显影响，TBHQ和PG对翅碱蓬籽油具有良好的抗氧化性能，而BHA和BHT的抗氧化效果不太理想，四种抗氧化剂抗氧化性能顺序为TBHQ＞PG＞BHT＞BHA。抗坏血酸和柠檬酸都是良好的抗氧化增效剂，增效效果相差不大，抗坏血酸略优于柠檬酸。
以翅碱蓬籽油为原料，采用碱异构化制备共轭亚油酸，得出碱异构化的最适条件为反应温度195℃，反应时间3小时，加碱量为皂化量2.2倍，溶剂用量为油重的2倍。在此条件下共轭转化率达86.27％。
2.翅碱蓬CMO、BADH基因克隆、序列分析及植物表达载体的构建
甜菜碱是植物处于高盐及干旱等逆境条件下起调节作用的无毒的渗透调节剂，大量合成并积累甜菜碱对植物抗逆境生长和发育具有重要意义。在高等植物中，甜菜碱经两步酶催氧化得到，即胆碱→甜菜碱醛→甜菜碱，催化第一步反应的酶是胆碱单加氧酶(cholinemonooxygenase，CMO)，催化第二步反应的酶是甜菜碱醛脱氢酶(betainealdehydedehydrogenase，BADH)。本实验从耐盐植物翅碱蓬叶片中提取总RNA，利用RT-PCR技术分离克隆了CMO和BADH基因，然后分别克隆至pMD18-TSimple载体，经测序正确后再分别亚克隆至pBI121和pCAMBIA1301，成功获得重组植物表达载体pBI121-CMO和pCAMBIA1301-BADH。
经核苷酸序列分析证实：翅碱蓬CMO基因开放阅读框架为1329个核苷酸，以ATG起始密码子开始和TGA终止密码子结束，G+C含量为41.53％，共编码442个氨基酸。通过Blast比对，氨基酸序列与同一科(藜科)的Salicorniaeuropaea(盐角草)和不同科(苋科)的Spinaciaoleracea(菠菜)同源性分别为85％和78％。翅碱蓬BADH基因开放阅读框架为1506个核苷酸，以ATG起始密码子开始和TAA终止密码子结束，G+C含量为43.89％，编码一个由501个氨基酸构成的多肽。通过Blast比对，氨基酸序列与同一科(藜科)的Atriplexcentralasiatica(中亚滨藜)和不同科(苋科)的Spinaciaoleracea(菠菜)同源性分别为90％和88％。
3.翅碱蓬CMO和BADH基因在大肠杆菌中的表达
使用PCR及DNA重组技术，将CTA401实验中克隆的CMO基因(1329bp)更改亚克隆载体，使用BamHⅠ/SacⅠ酶切位点亚克隆至含有组氨酸标签融合表达质粒pET28a(+)中，进行酶切鉴定；将CTA402实验中得到的含有BADH基因全长片段(不包括ATG)的质粒，以CTA402(T)-1为模板，设计合成引物5’.端加入BamHⅠ酶切位点，并加入起始密码子ATG，3’端加入SalⅠ酶切位点，进行PCR扩增后克隆至pMD18-Tsimple载体中挑选阳性克隆测序，并亚克隆至pET28(+)载体中，进行酶切鉴定。然后分别在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中进行表达。结果显示：转化重组质粒pET28a(+)/CMO和pET28a(+)/BADH的大肠杆菌经IPTG诱导，通过SDS-PAGE分析，表达出目的蛋白。