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甜菜碱是生物体内普遍存在的一种很有效的渗透调节剂。高等植物中，甜菜碱由胆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（choline monooxygenase，CMO），催化第二步反应的酶是甜菜碱醛脱氢酶（betaine aldehyde dehydrogenase，BADH）。辽宁碱蓬（Suaeda liaotungensis Kitag）是一种耐盐性很强的盐生植物，本文对其甜菜碱、甜菜碱合成酶、甜菜碱合成酶基因进行了较为系统的研究。 用化学比色法测得辽宁碱蓬叶片中的甜菜碱含量为95.5μg／g.FW，低于盐吸，高于已测定的其它植物中的含量。 通过硫酸铵分级沉淀、离子交换和凝胶过滤层析相结合的方法，将辽宁碱蓬甜菜碱醛脱氢酶分离纯化为电泳纯，纯化倍数为206倍，比活达到2363nmol／min·mg。辽宁碱蓬甜菜碱醛脱氢酶分子量为129kD，单个亚基的分子量为64.5kD，表明其为同型二聚体。其等电点为5.70，最适pH值为7.80，最适温度为30℃。在25℃和pH 8.0反应条件下，于甜菜碱醛的米氏常数Km为67.7μmol／L，最大反应速率Vmax为78.9μmol／min。K+、Na+、Ca2+、Mg2+对酶活性均有很大的影响。 用RT-PCR和RACE技术获得了辽宁碱蓬的CMO和BADH cDNA全序列。CMO cDNA全长1820bp，5′端非编码区123bp，3′端非编码区368bp，含有2个可能的加poly（A）信号：AATTAA、AATAA，开放阅读框架1329个核苷酸，编码一个由442个氨基酸构成的多肽，与菠菜、甜菜、山菠菜CMO的氨基酸序列同源性分别为77％、72％、74％，其中含有成熟肽链起始区“AVA”，具备Rieske-type[2Fe-S]蛋白的保守Cys-His对——“CTH”和“CPYH”，包括保守的多铁原子核结合域“DNYLD”和“HVPYAH”。BADH cDNA全长1901bp，5′端非编码区66bp，3′端非编码区329bp，含有2个可能的加polyA信号：AATAA，开放阅读框架1506bp，编码一个由501个氨基酸构成的多肽，与菠菜、甜菜、山菠菜BADH的氨基酸序列同源性均为88％，其中有醛脱氢酶的保守序列VTLELGGKSP和半胱氨酸残基。 分别克隆了CMO、BADH基因的编码区，构建了它们的植物表达载体pBI121-CMO和pCAMBIA1301-BADH，冻融法将质粒分别导入根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）LBA4404，获得工程菌LBA4404-pBI121-CMO和LBA4404-pCAMBIA1301-BADH。 农杆菌介导法将CMO和BADH基因分别导入烟草（Nictiana tabacum L．cv．89），获得卡那霉素抗性和潮霉素抗性植株，PCR和Southern杂交均证明外源CMO和BADH基因 大连理工大学博士学位已整合到烟草基因组中。转基因烟草的甜菜碱含量明显高于对照，转基因烟草叶片膜相对电导率明显低于对照，说明盐胁迫下转基因烟草的膜结构所受损伤小于对照。转基因烟草具有一定的耐盐性，转测 基因能在含1．5％NaCI的培养基中正常生长，转BADH基因能在含1．20NaCI的培养基中正常生长，而对照烟草在含乙00NaCI的培养基中即停止生长。