雨生红球藻PHOT的基因克隆和生物信息学分析

【目的】本文旨在获得雨生红球藻中蓝光受体向光素(Phototropin,PHOT)的全长序列并进行生物信息分析。【方法】采用同源克隆和RACE结合的方法获得雨生红球藻中编码HaePHOT的c DNA序列全长,并对HaePHOT进行生物信息分析。【结果】HaePHOT的开放阅读框全长为2139 bp,编码712个氨基酸,预测的等电点8.66,理论分子量78.73 k D。经BLASTP程序分析,与拟南芥来源PHOT的相似性达到58%,与莱茵衣藻来源PHOT的相似性达到68%。通过序列比对和结构域分析,PHOT蛋白的典型结构域存在于HaePHOT中,包括发色团结合和激酶结构域。系统进化分析表明,高等植物和真核绿藻来源PHOTs来自共同祖先。【结论】首次从雨生红球藻中获得编码PHOT的基因序列,为下一步雨生红球藻中PHOT的表达和功能研究奠定基础,同时为解析蓝光调控雨生红球藻虾青素合成的分子机制提供线索。     

雨生红球藻虾青素的亚甲基蓝促积累诱导及定性分析

在BBM培养基的基础上对雨生红球藻培养基进行了改良,采用亚甲基蓝对雨生红球藻虾青素进行了促积累诱导.结果表明,亚甲基蓝能有效促进雨生红球藻生长后期虾青素的积累.对皂化后的虾青素提取液进行薄层色谱分析和高效液相色谱分析表明,皂化液含有游离虾青素和虾青素单酯.     

利用雨生红球藻生产虾青素的研究进展及其产业化现状

本文综述了国内外雨生红球藻培养及虾青素积累的研究进展,介绍了利用雨生红球藻生产虾青素的产业化现状,并对国内虾青素的产业化前景进行了展望,以期推动国内雨生红球藻生产虾青素的产业化进程。     

雨生红球藻培养基筛选及诱导条件优化

[目的]筛选出利于实验室来源的雨生红球藻营养生长的培养基,优化雨生红球藻内虾青素的积累条件。[方法]选用7种培养基对4株雨生红球藻分别进行培养,筛选出最适于4种藻株营养生长的培养基。探究雨生红球藻在光胁迫、高盐、缺氮3种条件下诱导虾青素积累情况。[结果]4个不同雨生红球藻藻株在配方A培养基中的生物量比其他6种试验培养基的生物量高1.65~7.30倍;在优势培养基配方A中,HP3的生物量最大,可达7.13×106个/m L; HP3在缺氮的胁迫条件下,虾青素产量最高,可达21.05 mg/L,比光诱导获得的最佳虾青素产量高1.07倍,比高盐获得的最佳虾青素产量高1.64倍。[结论]该研究中最适于试验藻株营养生长的培养基是配方A,当胁迫条件为缺氮10%时虾青素积累量最大。     

续随子ElDGAT1基因的克隆、序列分析及表达特性

二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是植物三酰甘油(TAG)合成最后一步反应的关键酶和限速酶,属于酰基转移酶超家族。为探究续随子(Euphorbia lathyris L.)中二酰甘油酰基转移酶1(DGAT1)对于调控种子油脂合成的作用机理,依据续随子转录组数据,采用RT-PCR技术分离和鉴定出一个 DGAT1基因(命名为 ElDGAT1),运用生物信息学方法对获得的序列进行分析,通过qPCR技术研究 ElDGAT1基因在续随子不同器官中的表达特性。结果表明:从续随子中克隆获得 ElDGAT1基因的cDNA序列,编码区长为1 530 bp,共编码509个氨基酸;预测ElDGAT1蛋白定位于内质网上,且为疏水性膜结合蛋白;其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,编码的蛋白含有9个典型的跨膜螺旋区。基于DGAT1蛋白的系统发育分析表明:续随子与乌桕的亲缘关系最近,与橡胶树和木薯的同源性次之。qPCR检测结果发现, ElDGAT1基因在续随子根中表达量最低,种子中的表达量相对较高,在花后15 d、30 d、45 d的表达量呈递增趋势。研究结果为进一步分析续随子种子油脂合成积累的调控机理及 ElDGAT1 基因的生物学功能提供依据。     

碳源和乙醇调控雨生红球藻生长与虾青素积累

[目的]雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生长速率和虾青素积累量决定着雨生红球藻商业化生产的经济效益。本文旨在建立提高雨生红球藻生长和虾青素积累的新方法。[方法]以BG-11为基础培养基,分别以乙酸钠和二氧化碳为碳源,添加少量乙醇,探讨乙醇和碳源对雨生红球藻生长及虾青素积累的效应。[结果]添加乙醇显著提高了雨生红球藻生长及虾青素积累。(BG-11+乙酸钠)+乙醇培养的雨生红球藻生长迅速,在第4天细胞密度上升到1.587×106 cells·mL~(-1),而对照组(BG-11+乙酸钠)在第8天细胞密度才上升到1.187×106 cells·mL~(-1)。(BG-11+乙酸钠)+乙醇培养的雨生红球藻在第14天生物量和虾青素含量分别达2.74g·L-1和3.51%(干重),分别是对照组的2.98倍和1.71倍,显著高于对照组。同样,(BG-11+CO2)+乙醇培养的雨生红球藻在第6天细胞密度上升到1.236×106cells·mL~(-1),在第14天生物量和虾青素含量分别达2.59g·L-1和3.1%(干重),均高于对照组(BG-11+CO2)的生物量(0.7g·L-1)和虾青素含量(1.43%,干重)。[结论]研究结果为建立基于添加乙醇提高雨生红球藻生长速率和虾青素积累量的简单易行规模化技术体系提供了科学参考。     

DGAT基因在畜禽育种中的应用

DGAT是一种甘油酰基转移酶(Diacylgycerol Acyltransferase,DGAT),该酶与脂肪代谢、脂类在组织中的沉积有很大关系,它的主要作用机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油。编码该酶的基因有DGAT1和DGAT2,前者属于ACAT基因家族,后者属于DGAT2基因超家族。综述了DGAT基因定位、结构、生物学效应及在畜禽育种上的应用,并对DGAT基因在畜禽育种中的应用前景进行了探讨。     

极具经济价值的微藻——雨生红球藻

<正>进入21世纪,随着科技的发展,经济微藻类已广泛应用于各种保健食品、化妆品、生物医药制剂以及饲料添加剂等领域。雨生红球藻是继螺旋藻、小球藻之后的又一高经济价值的微藻,其虾青素的含量为1.5%~3.0%。目前,人们公认的天然虾青素的生物来源有3种:虾、蟹等水产品的废弃物、红发夫酵母及雨生红球藻。其中,虾、蟹等水产品的废弃物中虾青素不仅含量低,而且提取费用高,而天然红发夫酵母中虾青素的平均含量仅为0.4%。因此,雨生红球藻被确认为自然界中生产天然虾青素的最好生物来源。虾青素是一种最高效的纯天然抗氧化剂,其主要作用是清除人体内的自由基,     

雨生红球藻植物类型隐花色素基因克隆与序列分析

为了从雨生红球藻中获得感知蓝光信号的植物类型隐花色素(CRY)序列,采用同源克隆和RACE相结合的方法获得了雨生红球藻编码植物类型Hae-P-CRY的c DNA全长,并对其序列进行生物信息学分析。结果表明,Hae-P-CRY基因的c DNA全长为3 608 bp,包含开放阅读框全长2 988 bp,编码995个氨基酸,预测等电点6.19,理论分子质量为107.7 ku。经Blast P分析发现,Hae-P-CRY氨基酸序列与莱茵衣藻来源植物类型Cre CRY氨基酸序列的相似性达到66.6%,与拟南芥CRY氨基酸序列相似性为46.94%。系统进化分析表明,Hae-P-CRY与其他真核绿藻来源的植物型CRY聚在一支,属于植物类型CRY。结构域分析表明,Hae-P-CRY基因含有光感知PHR结构域和信号转导CCT结构域,暗示具有感知和转导光信号功能。试验从雨生红球藻得到植物类型Hae-P-CRY基因序列,可为其表达、功能及互作蛋白研究奠定基础,同时为进一步解析雨生红球藻在蓝光响应中的分子机制奠定基础。     

Fe2+,醋酸盐和双氧水对雨生红球藻积累虾青素的影响

研究了亚铁离子、醋酸盐和双氧水三种化学因子对雨生红球藻积累虾青素的交叉影响和虾青素积累过程中藻体总可溶性蛋白的变化.结果表明,在营养盐缺乏的前提下,添加45 mM醋酸盐和450 μM亚铁离子,25 ℃,24 h连续光照,6 000 lx光强下进行逆境胁迫诱导,能够大大缩短雨生红球藻虾青素积累周期,比空白对照提前一个月使藻细胞完全变红（显微观察）.但诱导过程中会造成部分藻细胞白化,自溶或破壁死亡,虾青素产量比空白对照下降了7.4%;在雨生红球藻虾青素积累过程中,藻体总可溶性蛋白含量逐渐降低,说明雨生红球藻中虾青素的积累可能以蛋白质的消耗为基础.     

Fe2+,醋酸盐和双氧水对雨生红球藻积累虾青素的影响

研究了亚铁离子、醋酸盐和双氧水三种化学因子对雨生红球藻积累虾青素的交叉影响和虾青素积累过程中藻体总可溶性蛋白的变化.结果表明,在营养盐缺乏的前提下,添加45 mM醋酸盐和450 μM亚铁离子,25 ℃,24 h连续光照,6 000 lx光强下进行逆境胁迫诱导,能够大大缩短雨生红球藻虾青素积累周期,比空白对照提前一个月使藻细胞完全变红（显微观察）.但诱导过程中会造成部分藻细胞白化,自溶或破壁死亡,虾青素产量比空白对照下降了7.4%;在雨生红球藻虾青素积累过程中,藻体总可溶性蛋白含量逐渐降低,说明雨生红球藻中虾青素的积累可能以蛋白质的消耗为基础.     

雨生红球藻UVR8的基因克隆和生物信息学分析

[目的]获得雨生红球藻中紫外抗性蛋白(Uv resistance locus 8,UVR8)的cDNA序列全长,并进行生物信息分析。[方法]以雨生红球藻为研究对象,通过同源克隆方法获得紫外抗性蛋白UVR8的cDNA序列全长,并通过生物信息手段对其理化性质、蛋白结构及系统进化进行分析。[结果]序列分析表明,HaeUVR8的编码区全长为1554 bp,共编码517个氨基酸,预测理论等电点为5.56,理论分子量为54.31 kD。通过BLASTp分析,与拟南芥中UVR8的相似性达到51%,与莱茵衣藻中UVR8的相似性达到59%。通过蛋白保守结构域分析,HaeUVR8蛋白中存在UVR8蛋白的典型结构域,包括7个叶片螺旋结构和保守的色氨酸残基。系统进化分析表明,高等植物和真核绿藻来源UVR8s有共同祖先。[结论]本研究首次获得雨生红球藻中编码UVR8的基因序列,发现其结构与高等植物UVR8相似,暗示二者可能有相似的作用机制,为雨生红球藻中UVR8的表达、功能研究奠定基础,同时为解析雨生红球藻适应紫外光的分子机制提供线索。     

棉花与模式植物DGAT1基因的鉴定与比较分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶.对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明,棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠.系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因.选择压力检测结果显示:除了Pt DGAT1a/PtDGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点.这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础.     

棉花与模式植物DGAT1基因的鉴定与比较分析（英文）

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶。对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明,棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠。系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因。选择压力检测结果显示:除了Pt DGAT1a/Pt DGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点。这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础。     

棉花与模式植物DGAT1 基因 的鉴定与比较分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶.对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明:棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠.系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因.选择压力检测结果显示:除了PtDGAT1a/PtDGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点.这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础.     

雨生红球藻中虾青素的提取工艺优化

[目的]探索大规模工业生产适用的虾青素提取方法。[方法]从原料的状态入手,采用常规的有机溶剂——丙酮作提取剂,对新鲜雨生红球藻膏和干藻粉中虾青素的提取率进行比较。[结果]使用目前采用的提取条件,从干藻粉中得到的虾青素提取率为新鲜藻膏的2倍多。[结论]烘干后的雨生红球藻在虾青素的提取中具有更大的优势。     

雨生红球藻生产虾青素的研究进展

虾青素是一种红色的类胡萝卜素衍生物,具有广泛的用途.文中综述了近年来增强雨生红球藻中虾青素积累的方法如胁迫培养方法、诱变育种方法、植物激素协助方法和基因工程方法的进展,以及一步式和两步式规模化培养雨生红球藻生产虾青素的现状和特点,为虾青素的进一步开发利用提供依据.     

白菜型油菜PDAT1基因的克隆及生物信息学分析

磷脂二酰甘油酰基转移酶(phospholipid:diacylglycerol acyltransferase 1,PDAT1)催化三酰甘油合成的最后一步反应,在生物质能源领域有良好的应用前景。本试验克隆得到白菜型油菜PDAT1的2条编码区序列,分别命名为BrPDAT1-1和BrPDAT1-2。BrPDAT1-1CDS全长2 007bp,编码668个氨基酸残基组成的肽链;BrPDAT1-2CDS全长1 794bp,编码597个氨基酸残基组成的肽链。生物信息学分析表明:BrPDAT1-1与AtPDAT1的相似度为91.08%,BrPDAT1-2与AtPDAT1的相似度为82.86%,两序列都编码一个无信号肽的亲水性稳定蛋白,跨膜结构域分析表明AtPDAT1和BrPDAT1-1都有1个跨膜结构域,而BrPDAT1-2无跨膜结构域。BrPDAT1-1和BrPDAT1-2蛋白序列均含有卵磷脂-胆固醇-酰基转移酶超家族保守结构域。     

西农萨能奶山羊DGAT2基因第5内含子多态性与产奶性状的关联分析

为确定二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因与奶山羊产奶性状的关系,采用PCR-SSCP技术,对197只西农萨能奶山羊二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因的第5内含子进行多态性分析.在西农萨能奶山羊中检测的DGAT2基因第5内含子发现AA、AB和BB 3种基因型,其频率分别为0.2284、0.4061和0.3655;不同基因型与西农萨能奶山羊的产奶量和乳脂率之间有显著的关联性(P<0.05),AA和AB基因型个体的产奶量和乳脂率显著高于BB型(P<0.05),但对乳蛋白率和乳糖率影响不大,未达到显著水平(P>0.05).结果提示DGAT2基因对奶山羊产奶性状有一定的影响.     

硝酸钠浓度对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响

研究了0.15、0.30、0.75、1.50 g/L 4种不同硝酸钠营养浓度条件对雨生红球藻生长状况的影响,同时探究了该试验条件对雨生红球藻中虾青素起始积累期和后期积累量的影响,以寻找既能使雨生红球藻在氮源用尽后细胞密度达到或接近最大,同时又能最快直接进入虾青素积累阶段的硝酸钠营养添加浓度。试验结果表明,硝酸钠浓度为0.15 g/L时雨生红球藻细胞生长状况最好,细胞浓度最高可以达到5.19×105个/ml。此条件下细胞尚未停止生长即已有细胞开始积累虾青素,变红(培养的第23天)。使用有机溶剂萃取法以丙酮提取虾青素,硝酸钠浓度为0.15 g/L时,最终虾青素浓度达到19.136 mg/L,是其他硝酸钠浓度下的虾青素含量最大值。