岷江百合单萜合酶基因克隆与表达分析

以岷江百合花被片为材料,通过RT-PCR方法,克隆单萜合酶基因,命名为LreTPS.该基因包含1770 bp的开放阅读框,编码590个氨基酸,编码蛋白质分子质量为68.18 ku,等电点为5.77.LreTPS编码的蛋白含有单萜合酶蛋白特有的DDXXD、RRX8W保守基序,氨基酸序列N端含有一段转运肽,与其他植物的单萜合酶基因蛋白同源性为40%-50%.系统进化树分析表明,LreTPS基因属于TPS-b亚家族.荧光定量表达结果表明,LreTPS在岷江百合花被片中表达量最高,其次在叶片中,在雄蕊与柱头中微量表达.     

海岛棉单萜合酶基因克隆及其受黄萎病诱导的表达分析

[目的]克隆海岛棉品种新海15中单萜合成酶基因(GbTPS),研究其受黄萎病诱导的表达情况,为进一步研究该基因在棉花抗黄萎病中的功能打下基础.[方法]克隆Gb TPS基因的开放阅读框(ORF)全长序列,对其蛋白序列进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR及病毒诱导的基因沉默对其抗病性进行分析.[结果]通过PCR扩增得到一个全长为1761 bp的ORF序列,命名为Gb TPS(GenBank登录号:KP247548).生物信息学分析发现,该基因编码586个氨基酸,预测分子量为67.7 kD,等电点为5.79.系统进化树分析结果表明,GbTPS属于Tps-g亚家族.GbTPS基因经黄萎病菌诱导后,表达量在4~24h内显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于空白对照组.病毒诱导的基因沉默受黄萎病诱导后其病情指数为52.38,与对照组相比并无明显差异.[结论]GbTPS基因仅在棉花抗黄萎病的早期发挥积极作用.     

百合LhTPS基因启动子的克隆及序列分析

为明确百合LhTPS基因的启动子序列特征,利用反向PCR技术和DNAMAN、PlantCARE等分析软件,对8个不同百合品种萜烯合酶基因LhTPS的启动子进行克隆和生物信息分析。结果表明:1)克隆得到的LhTPS基因启动子序列长度在1 376~1 414 bp,相似性为90.26%,核苷酸多态性位点404个,大于5 bp的插入缺失有6处;2)不同百合品种的LhTPS启动子序列均包括核心元件和应答元件,应答元件又分为生长发育、光响应、胁迫响应及激素响应4类,其中与MeJA反应相关的顺式作用元件(CGTCA-motif、TGACG-motif、MYC和MYB)所占比例最大;3)根据启动子序列信息,可将8个百合品种分为4组,即东方百合组、亚洲百合组、喇叭百合组和东喇百合组,分类结果与传统分类结果一致。综上,LhTPS基因启动子序列的首次获得,为日后进行LhTPS启动子活性和功能分析奠定了基础,也为阐明百合萜类挥发物形成的调控机制奠定了理论基础。     

‘西伯利亚’百合单萜释放与Li-mTPS表达日变化动态分析

使用动态顶空法采集‘西伯利亚’百合不同时间点（7:30、9:30、11:30、13:30、15:30、17:30、 19:30 ）释放的香气,采用自动热脱附-气相色谱/质谱联用（ATD-GC/MS）技术分析鉴定花香成分及释放量。结果表明:单萜释放量呈现先增后减的规律,11:30、13:30、15:30时的释放量较高。在所有的花香成分中,罗勒烯、芳樟醇和β-月桂烯的释放量最高,它们是‘西伯利亚’百合主要的单萜花香化合物。进一步研究发现,‘西伯利亚’百合花瓣中的Li-mTPS（一种百合单萜合成酶基因）的表达与单萜释放表现相似的规律。可见,Li-mTPS的表达在‘西伯利亚’百合主要的单萜释放中起着关键作用,而调控机制有待于进一步研究。     

黄花蒿法呢基焦磷酸合酶、紫穗槐二烯合酶双功能酶基因的构建、原核表达与功能鉴定

试验将青蒿素生物合成途径中催化两步连续反应的酶(法呢基焦磷酸合酶和紫穗槐二烯合酶)的基因进行融合,经大肠杆菌表达后鉴定其融合蛋白的功能。结果表明:融合蛋白具有了双功能酶活性。双功能酶基因的构建,为进一步将双功能酶基因转入黄花蒿,提高青蒿素含量奠定了基础。     

紫杉二烯合酶基因在灵芝中的表达

【目的】论文旨在研究紫杉二烯合酶基因（ts）在灵芝中的表达情况,为利用灵芝作为生物反应器表达紫杉醇及其中间产物提供科学理论依据。【方法】制备灵芝菌株的原生质体：把培养好的灵芝菌丝用0.6 mol•L-1的甘露醇溶液洗涤两次后,加入1%溶壁酶溶液,30℃水浴酶解3 h,离心去上清液得到纯的灵芝原生质体,用0.6 mol•L-1的甘露醇溶液把原生质体的浓度调整到108个/mL备用;外源基因（ts）的转化：在含有灵芝原生质体的缓冲液各加入含有ts基因和潮霉素抗性基因hph的真核表达载体pgGIgpd-TS和pBgGI-hph 1.0 μg,冰浴30 min;加入0.5 mL PEG buffer,在室温下放置20 min;将离心收集的原生质体涂布在不含有潮霉素的再生平板上,25℃培养5-7 d后,待长出白色菌落后,往平板表层覆盖一层含有潮霉素的PDA半固体培养基,于25℃培养;转化子的鉴定：以灵芝的菌丝基因组DNA和RNA为模板,进行PCR和RT-PCR扩增,鉴定ts基因在灵芝中的表达情况;目标产物的检测：对提取的产物采用不分流进样的方式进行气相质谱联用（GC-MS）检测,进样温度250℃,初始温度100℃,保留1 min,每分钟升高8℃,加热到300℃,保留2 min。【结果】经潮霉素初步筛选后,在含有潮霉素抗性的平板上长出白色的菌落,灵芝原种作为阴性对照的平板上没有长出菌落,说明潮霉素基因被成功转入了灵芝并得到了初步的表达;PCR鉴定结果表明20个拟转化子中有4个转化子同时整合了ts基因和hph基因,两个基因的共转化率为20％;RT-PCR鉴定结果表明,4个灵芝转化子实现了外源ts基因的转录;提取转ts基因灵芝的菌丝产物;经过GC-MS测定分析表明,与原种相比,含有ts基因的灵芝工程菌株有一个明显的差异峰,对该峰进行离子碎片分析表明,该物质为紫衫二烯,说明在含有ts基因的灵芝菌丝体中含有目标产物紫衫二烯。【结论】灵芝作为大型真菌,首次被证实可以通过代谢工程生产合成紫杉醇过程中的中间产物紫杉二烯,为以后紫杉醇的生产提供一个潜在的可能,对今后开展灵芝的分子生物学研究具有重要意义。     

植物三萜皂苷生物合成及关键酶鲨烯合酶的研究进展

三萜皂苷(triterpenoid saponins)是一类重要的植物次生代谢产物,有抗菌和抗虫害的作用,可用作药物,具有重要的商业价值.三萜皂苷含量和组成的变化又取决于三萜皂苷合成途径中的一些关键酶及其在细胞中的表达水平.鲨烯合酶(Squalene syntase,SS)是三萜皂苷生物合成的第一个关键酶,其含量和活性决定了后续产物的产量.因而若能在分子水平上实现对SS的调控,将为人工大量生产三萜皂苷提供可能.全文综述了三萜皂苷的生物合成途径及该途径的关键SS的研究进展.     

芪合酶基因的研究进展与应用现状

芪类化合物是一种重要的植物抗毒素,因其具有多种医疗保健作用,已引起多方关注。芪合酶是芪类化合物生物合成途径中的关键酶,关于它的研究已广泛开展。本文对芪类化合物的生物合成途径、药理作用,芪合酶的结构、功能,以及芪合酶基因的表达、芪合酶的基因工程研究等方面的进展进行综述,以期为进一步深入研究提供重要信息和科学参考。     

植物异黄酮合酶及其基因的研究进展

异黄酮合酶(IFS)具有催化黄烷酮的活性,同时也是异黄酮生物合成代谢途径中的关键酶.详细阐述了植物异黄酮合酶及其基因的研究进展.     

越橘查耳酮合酶基因的克隆及表达分析

为研究越橘花色素苷合成的分子机制,利用RT-PCR和RACE技术从越橘(Vaccinium spp.)果实中克隆了查耳酮合酶基因(CHS)的全长cDNA,命名为VcCHS,GenBank登录号为JN654702.VcCHS全长1438 bp,包含107 bp的5 ′非编码区、71 bp的3′非编码区和1个长度为1 260 bp编码419个氨基酸的开放阅读框.该基因编码的蛋白具有CHS家族普遍存在的功能活性位点:Cys(C)164、His(H)303、Asn(N)336和特征多肽序列(RLMMYQQGCFAGGTVLR).多重比对分析发现越橘VcCHS基因编码的氨基酸序列与葡萄(Vitis vinifera)CHS基因编码的氨基酸序列相似性达90.2％.系统进化分析表明,该序列与杜鹃花目的植物聚为一类.VcCHS基因在果实发育的整个过程均有不同程度的转录表达,花期和果实成熟期表达量较高,绿果期表达量最低.VcCHS相对表达量变化与花色素苷相对含量的变化趋势具有一致性,并均在果皮组织中达到最高.     

百合单萜合成酶基因的克隆与序列分析

单萜化合物是‘西伯利亚’百合花香的主要成分,为了研究百合单萜化合物的合成与代谢机理,以百合的花瓣为材料,根据GenBank发表的单萜合成酶基因的保守区设计1对简并引物,通过RT-PCR与RACE相结合的方法,克隆得到一个单萜合成酶基因的cDNA序列,命名为Li-mTPS2。该基因全长为1 766bp,包含1 608bp的基因开放阅读框(ORF),45bp的5′UTR和113bp的3′UTR,编码535个氨基酸,含有萜烯合成酶(TPS)保守序列DDxxD以及TPSb亚家族共有的RRx8W基序。氨基酸同源性分析表明该基因所编码蛋白的氨基酸序列与小苍兰芳樟醇合成酶、姜花单萜合成酶、六出花月桂烯合成酶的同源性分别为55%,53%,51%。     

不同品种百合花挥发性成分定性与定量分析

【目的】研究不同品种百合（Lilium spp.）花挥发物的组成成分与释放量,寻找百合关键致香成分。【方法】采用活体植株动态顶空套袋-吸附采集法与ATD-GC/MS（自动热脱附-气质联用）分析技术,对4个杂种系7个品种百合花的挥发性成分进行定性与定量分析。【结果】试验共检测出64种化合物,属淡香型的亚洲百合和LA百合杂种系的3个品种含有39种,属浓香型的东方百合和麝香百合杂种系的4个品种含有54种。不同香型百合花的挥发性成分存在显著差异,亚洲百合和LA百合杂种系烷烃类化合物释放量较高,主要成分为2-乙基-1-己醇、乙苯、邻二甲苯、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、5-乙基-2,2,3-三甲基庚烷、3-甲基十一烷和2,2,6-三甲基癸烷。东方百合和麝香百合杂种系萜烯类释放量最高,β-月桂烯、罗勒烯、芳樟醇、2-乙基-1-己醇为其主要成分。【结论】3个淡香型百合品种中没有检测到萜烯类化合物和苯甲酸甲酯,而4个浓香型百合品种中萜烯类释放量最高,主要为β-罗勒烯和芳樟醇,可初步确定这两种化合物为百合花致香的关键成分。     

花香代谢与调控研究进展

植物的花朵香味是由一系列低分子量的挥发性化合物组成,并形成其特有的特征。花香化合物主要由萜类、苯类/苯丙素类、脂肪酸衍生物和一些含氮或硫化合物等组成。这些花香化合物除了能吸引授粉者前来完成授粉,还是一种防御策略。一般对花朵周围气体进行采样分析,从而得到更真实的花香样本。花香化合物主要由植物花瓣的表皮细胞和特殊分泌组织释放,释放过程受到花发育和授粉状态、内源生物钟及环境条件的影响。大多数花香化合物是通过类异戊二烯途径、苯类/苯丙素类途径和脂肪酸途径合成。可以采用传统生化方法、同源克隆技术或基因组学等方法克隆花香相关基因。通过基因工程可以改良植物的花香性状,除了导入植物中没有的外源基因,还可以调控相关内源基因或转录因子的表达,但是其中还有很多难点有待解决。      

蝴蝶兰PhaSEP3基因的克隆及其在突变体中的表达

E类MADS-box是花器官发育分子模型中必不可少的基因,通过突变体研究其表达模式将为深入理解兰科植物花器官的分子机理与完善花发育调控理论提供依据。采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术从蝴蝶兰花瓣中克隆了一个E类MADS-box基因PhaSEP3(GenBank登录号为MZ436812),并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析了该基因在蝴蝶兰不同组织和5种突变体中的表达水平。结果表明,该基因cDNA全长为1 236 bp,具有753 bp的开放阅读框(ORF),可编码250个氨基酸,其C端具有SEPⅠ和SEPⅡ基序。系统进化分析显示,该基因编码蛋白质与蝴蝶兰属的PeSEP3和AGL9亲缘关系最近。组织特异表达分析表明,PhaSEP3基因主要在生殖器官和授粉后子房中表达;在不同突变体中,PhaSEP3基因在侧萼唇瓣化突变体的萼片和唇瓣中表达水平显著升高;在退化雄蕊瓣化突变体的侧瓣、唇瓣和子房中表达水平显著降低,在蕊柱中的表达水平显著升高;在侧瓣唇瓣化突变体的侧瓣和唇瓣中表达水平显著升高;在侧瓣退化突变体的侧瓣中表达水平显著降低,而在蕊柱和子房中表达水平显著升高;在侧瓣雄化突变体中,该基因的表达水平在萼片和侧瓣中均显著升高。分析认为,PhaSEP3基因主要调控蝴蝶兰花器官各轮组织与授粉后子房的发育,在突变体花器官中,PhaSEP3类基因可能与其他花发育基因互作参与花器官形态的发育调控。该研究结果为进一步理解兰科植物花器官多样性的调控机理提供了资料。     

百合雌蕊中杂交亲和性与不亲和性差异表达基因分析

东方百合与卷瓣组野生百合杂交(简称OS组合),属于亲缘关系最远的组间杂交,杂交障碍最大。挖掘雌蕊中杂交亲和性与不亲和性差异表达基因,有可能解释不亲和性杂交中引起花粉管定向生长异常的机理,进而阐明不亲和性杂交的分子机理,为实施克服杂交不亲和障碍技术措施提供依据。本研究采用抑制消减杂交技术(SSH技术),分别以不亲和性杂交和亲和性杂交的东方百合雌蕊为试验组(tester)和驱动组(driver),建立正向抑制消减杂交文库,随机挑选180个阳性克隆,经过测序、去劣、去冗余、序列比对,有113个EST与数据库中的已知序列具有同源性,最终获得10个差异表达基因。采用RT-PCR技术对10个差异表达基因进行验证,其中有1个基因在不亲和性杂交的雌蕊中表达上调、7个基因表达下调、2个基因无明显变化。对差异表达基因进行功能注释及分类,差异表达基因主要集中于信号转导(包括丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶PP2A-3、钙依赖蛋白激酶CDPK、小G结合蛋白)、抗逆防御(包括分子伴侣(clpB)、过氧化氢酶CAT2)、转运(包括质膜ATPase、焦磷酸酶质子泵)、蛋白命运(包括60S核糖体蛋白)等功能类别。据此推测,在东方百合×山丹组(系)间不亲合性杂交育种过程中,可能引起雌蕊与花粉管信号交流异常、物质转运能力减弱和雌蕊耐受逆境能力降低,从而导致杂交不亲和性。      

百合GBSS基因RNAi载体构建

为研究GBSS基因在百合鳞茎形成及发育过程中影响鳞茎淀粉合成代谢的作用机理,构建干扰GBSS基因的RNAi载体为其在转录水平沉默表达提供材料。从百合鳞片克隆GBSS基因300 bp的保守序列,通过BP与LR反应将该序列正反向连接到干扰载体pJawohl8-RNAi中,经过酶切反应鉴定所构建RNAi表达载体的正确性。实验成功构建pDONR221-GBSS入门克隆与pJawohl8-RNAi-GBSS表达载体,为在百合鳞茎淀粉合成代谢途径中研究GBSS基因功能及对鳞茎发育的影响提供了材料与思路。     

花香的基因工程研究进展

 花香在许多植物的生长繁衍过程中起着重要作用,同时也能提高观赏植物的审美特性。10多年来,研究者在对花香生物化学和相关基因方面的研究上取得了一定进展,本文综述了控制花香产物合成的关键酶以及编码这些酶的基因、花香产物的调控和花香代谢工程方面的最新进展,同时对今后花香研究的发展方向进行了展望。     

桃不同发育时期主要糖类含量和蔗糖合成酶基因表达水平的动态变化

为了揭示桃不同发育时期的果实、叶片、韧皮部中主要糖类含量的动态变化及其机理,以水蜜桃品种湖景蜜露为材料,采用高效液相色谱仪测定花后45 d、65 d、85 d、105 d时果实、叶片、韧皮部中蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇含量,并利用荧光定量PCR测定6个蔗糖合成酶基因的表达水平。结果显示,湖景蜜露果实以积累蔗糖为主,叶片和韧皮部以积累山梨醇为主,是典型的葡萄糖/果糖≈1的品种。花后105 d时果实中,蔗糖含量最高,其次是果糖和葡萄糖,山梨醇含量最低;相反,花后45~105 d,韧皮部和叶片的山梨醇含量均最高,蔗糖含量最低。花后45 d果实中蔗糖含量最低,盛花后85 d达到最高值,随后下降直到采收;花后45~105 d果实中葡萄糖、果糖、山梨醇含量的变化趋势与蔗糖相反。花后45~105 d,果实中果糖和葡萄糖含量显著高于叶片和韧皮部,而叶片和韧皮部之间无显著差异。花后65 d至果实采收期间叶片中山梨醇含量与果实中蔗糖含量变化趋势非常相似。果实和韧皮部发育过程中Pp Sus3远远高于其他基因的表达水平,Pp Sus1在叶片的整个发育过程中表达水平最高。表明Pp Sus3在果实和韧皮部、Pp Sus1在叶片中对糖类代谢可能具有更重要作用。