HPLC测定四川梓潼产葛根和粉葛中四种异黄酮含量的分析

采用YMC-Pack ODS-A C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm)测定四川梓潼产葛根和粉葛中4种异黄酮(葛根素、3′-甲氧基葛根素、大豆苷和大豆苷元)含量。结果测得葛根素、3′-甲氧基葛根素、大豆苷和大豆苷元的线性范围分别为0.050～0.750、0.010～0.150、0.010～0.150和0.012～0.180μg,线性关系良好(r0.999),平均加样回收率为96.52%～100.22%,RSD为0.75%～1.84%。该方法简便、准确、重现性好,适用于葛根中异黄酮含量的测定。梓潼产葛根中葛根素、3′-甲氧基葛根素、大豆苷和大豆苷元的含量明显高于粉葛,且梓潼产葛根和粉葛中大豆苷元含量明显高于其他产地的葛根和粉葛。     

异黄酮生物合成途径研究进展

大豆异黄酮是一类具有重要保健功能的酚类次级代谢物,是大豆品质的重要指标之一。在植物代谢过程中,大豆异黄酮的表达丰度具有组织和环境因子特异性,在植物生态防御、根瘤形成、人类健康方面具有重要作用。因此,提高大豆中的异黄酮含量对大豆品质改良有重要意义。该研究就大豆异黄酮生物合成途径研究进展做一综述。     

膜荚黄芪异黄酮3′-羟化酶基因的克隆及表达分析

异黄酮3′-羟化酶(Isoflavone 3′-hydroxylase,I3′H)是催化合成毛蕊异黄酮和毛蕊异黄酮葡萄糖苷的关键酶。该研究从膜荚黄芪中克隆了I3′H基因cDNA全长,并对其进行了生物信息学分析,同时采用高效液相色谱法分别测定了毛蕊异黄酮和毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量。结果表明:I3′H基因cDNA全长为1 804 bp,开放阅读框为1 518 bp,编码505个氨基酸,其分子量为57 481.64 Da,等电点为8.24。AmI3′H蛋白定位在膜上,属于不稳定的亲水蛋白,氨基酸序列与豆科植物相似性较高。根、茎、叶中毛蕊异黄酮+毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量与AmI3′H基因的表达量一致,推测其参与了毛蕊异黄酮和毛蕊异黄酮葡萄糖苷的生物合成。     

6个朱砂梅品种花色苷合成结构基因及转录因子编码基因的表达模式分析

为明晰朱砂梅品种群梅花花色表型差异形成的分子调控机制,以花色由浅至深呈梯度变化的6个朱砂梅品种为试验材料,利用色差仪和分光光度计测定不同品种盛花期花瓣的花色表型及花色苷含量,通过荧光定量PCR及相关性分析,对花色苷合成结构基因(PmCHS、PmCHI、PmF3H、PmF3′H、PmDFR、PmANS、PmUFGT)及转录因子编码基因(PmMYB1、PmbHLH3)的转录特性进行探究。结果表明,各品种间花瓣花色苷含量与花色红度的变化趋势一致;PmMYB1、PmbHLH3、PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的相对表达量与花色苷含量呈极显著正相关;转录因子编码基因PmMYB1与PmbHLH3的相对表达量呈极显著正相关,且均与结构基因PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的表达水平呈显著或极显著正相关。推测转录因子编码基因PmMYB1PmbHLH3通过正向调控结构基因PmF3′H、PmDFR和PmUFGT的表达从而调控朱砂梅花瓣的呈色。     

水分胁迫对赤霞珠葡萄果实花色苷生物合成的影响

为研究不同水分胁迫对葡萄果实花色苷生物合成相关基因表达与总花色苷质量分数之间的关系。以3 a生‘赤霞珠’为试材,在果实转色前1周进行水分胁迫处理,测定了采收期葡萄果实百粒质量、可溶性固形物质量分数、可滴定酸质量浓度、总酚和单宁质量分数,用pH示差法和qRT-PCR技术分别检测果实总花色苷质量分数和花色苷合成相关基因的表达量。结果表明:轻度和中度胁迫降低了采收期果实百粒质量和可滴定酸质量浓度,增加了可溶性固形物质量分数、单宁和总酚质量分数。同时,轻度和中度胁迫也提高了果实成熟过程中总花色苷质量分数,在花后110 d达到最大,分别为0.241%和0.228%;轻度和中度胁迫上调了PAL、 CHS1、DFR、 F3′H、 F3′5′H、UFGT和 MybA1基因的表达量,其中花后90 d, CHS1、 F3′H、 F3′5′H和 MybA1基因的表达量最高;花后100 d,PAL和DFR基因的表达量最高;花后110 d,UFGT基因的表达量最高。重度水分胁迫会降低果实成熟后期 CHS1、 F3′H、 F3′5′H和UFGT表达量。相关性分析表明,中度水分胁迫 CHS1表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关,重度水分胁迫PAL和 MybA1基因表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关。轻度和中度水分胁迫促进葡萄花色苷生物合成中相关基因的表达,从而提高葡萄果实总花色苷质量分数。     

大豆品质调控基因克隆和功能研究进展

大豆(Glycine max L.)是世界上重要的经济作物,为人类生活提供所需的食用油和植物蛋白。大豆油脂、蛋白质和异黄酮含量决定了大豆的经济价值,大豆品质的优劣直接关系到食用者的身体健康,因此,越来越受到广大科研工作者的关注。大豆油脂脂肪酸组成对油的营养价值、耐储性及加工工艺等都有很大影响。油脂的组成和积累受脂肪酸合成途径中多种酶活性的影响,这些基因的表达还受到转录前、转录和转录后水平的调控,有许多相关基因参与此过程。目前大豆油脂的转录调控研究较多。研究表明,GmDOF4和GmDOF11类转录因子可以激活乙酰辅酶A羧化酶和长链脂酰辅酶A合成酶,从而提高了种子油分含量。转录因子GmMYB73可以通过抑制GL2进而促进磷脂酶D的活性,增加了转基因种子的油含量。转录因子GmbZIP123主要通过诱导蔗糖转运蛋白基因(AtSUC1、AtSUC5)和细胞壁转化酶基因(AtcwINV1、AtcwINV3和AtcwINV6)的表达,促进蔗糖从叶片到种子的运输,为油脂合成提供更多原料和能量,从而提高种子油脂含量。转录因子GmNFYA通过激活WRI及油脂合成相关基因,从而提高了种子油含量。大豆籽粒富含蛋白质,占籽粒干物质的40%左右(31%—55%)。大豆蛋白含有8种人体必需的氨基酸,是一种品质优良的植物性蛋白质,在膳食中可以代替部分动物性蛋白质。植物中油分和蛋白质往往是负相关的,GmDOF4和GmDOF11类转录因子可以提高植物油份含量,但其直接结合CRA1启动子,从而下调储藏蛋白的表达。大豆异黄酮是大豆生长过程中形成次生代谢产物,具有多种生物活性,在动植物体内有着广泛的生理作用。近年来大豆异黄酮已成为大豆最引人注目功能成分之一,也是食品与营养学研究热点之一。类黄酮类物质可能通过调节结节的产生从而调控植物的根瘤发育、生长繁殖和固氮作用。大豆异黄酮对乳腺癌、前列腺癌、心血管疾病和骨质疏松症的治疗也表现出其他一些有益的效应。目前研究表明,GmMYB176可以调控CHS8的表达,而干扰GmMYB176的表达降低了大豆根毛中异黄酮的水平,这表明GmMYB176对于异黄酮的生物合成是必需的。本文综述了大豆种子油分、蛋白以及异黄酮含量相关基因的研究进展,并对大豆种子油分、蛋白及异黄酮在转录水平和/或其他方面所受到的调控进行阐述。     

蒙古黄芪异黄酮合成酶基因密码子偏好性分析

异黄酮是只局限于豆科蝶形花亚科等极少数植物中的一种植物性雌激素,异黄酮合成酶(IFS)是苯丙氨酸分支代谢途径——异黄酮代谢途径的关键酶。为了解蒙古黄芪IFS基因密码子的使用特性,采用CodonW,SPSS软件及EMBOSS在线程序分析蒙古黄芪IFS基因密码子的偏好性,并分别与14个物种的IFS以及模式生物基因组进行比较。结果显示,蒙古黄芪IFS基因的密码子选择偏性较弱且较偏好以A/T结尾,而物种间IFS密码子选择偏性则存在一定差异;进化树分析表明,基于IFS编码序列聚类结果比密码子使用偏性分类结果能更准确地反映物种间的亲缘关系;密码子使用频率比较结果发现,酵母真核表达系统更适用于蒙古黄芪IFS基因异源表达系统建立,而蒙古黄芪IFS基因与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小,尤其拟南芥可能为该基因转基因研究最为理想的受体。     

野葛异黄酮糖苷的分离纯化及体外清除自由基活性的研究

以野葛的根样为试材,依次通过总黄酮提取、有机溶剂分级分离和柱色谱法进行分离纯化,获得4种异黄酮糖苷组分,依据核磁共振谱和质谱分析结果分别鉴定为葛根素、大豆苷、芒柄花苷和染料木苷。采用1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH·)的有机自由基体系和超氧阴离子(O2-·)的无机活性氧自由基体系,对上述4种异黄酮糖苷化合物的体外清除自由基能力和抗氧化活性进行测定。结果表明,4个异黄酮糖苷组分对DPPH·自由基和O2-·自由基均具有一定的清除活性,清除能力的大小与处理浓度均成正相关关系,对DPPH·自由基的清除效果由高到低依次为染料木苷、大豆苷、葛根素和芒柄花苷,抑制O2-·自由基能力由强到弱依次为葛根素、大豆苷、染料木苷和芒柄花苷。     

石榴花类黄酮3′羟化酶基因的克隆及序列分析

为研究花色苷生物合成途径中类黄酮3′羟化酶基因(F3′H)的序列信息,以泰山红石榴花瓣为试材,提取总RNA后反转录为cDNA,根据GenBank中登录的相关物种F3′H基因的保守序列设计兼并引物,对反转录后的cDNA进行PCR扩增并测序。结果表明:在石榴中克隆到了长度为996bp的F3′H基因cDNA片段,该基因编码331个氨基酸,含有细胞色素P450保守域,属于CYP75B亚家族。该序列在GenBank中的登录号为KC430328。     

粉葛的栽培技术

粉葛又名葛麻藤,为豆科植物野葛的根,其淀粉含量高达40%,是一种营养独特、药食兼优的绿色保健食品.它含人体必需的13种氨基酸及铁、钙、硒、锗等微量元素,还含有黄豆甙、葛根素等异黄酮类物质,主要活性成分为大豆素、大豆甙、葛根素、葛根素-7-木糖甙等,具有清心明目、扩张血管、降血压及抗癌等作用.     

黄烷酮3-羟化酶基因表达分析及转基因大豆新种质创制

黄烷酮3-羟化酶(F3H)是大豆异黄酮代谢途径重要酶类。研究F3H在不同大豆品种中的表达差异,并应用转基因途径创制新种质是提高大豆异黄酮含量的重要途径。以高异黄酮含量大豆品种中豆27和低异黄酮含量大豆品种楚秀为试材,采用q PCR技术,分析F3H在大豆不同发育时期、组织部位中的表达差异;并利用花粉管通道转化技术,获得转F3H阳性植株。结果表明:F3H在2个大豆品种R1~R7期叶片中的表达模式不同,中豆27的F3H表达量在R1期最高,而后开始下降,R2~R5期维持较低水平,R6期略有上升,R7期又出现下降;楚秀F3H表达量在R1~R4期较低,R5期出现表达高峰,R6期开始下降。F3H在2个大豆品种R5~R8期籽粒中的表达模式基本相同,表达量均从R5期开始下降,且R6~R8期维持较低水平。基于此,构建F3H RNAi反义载体,并利用花粉管通道技术转入不同大豆品种,获得了5个转基因新材料。     

β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体的构建

【目的】构建β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因具有功能性间隔序列的发夹结构（Intron-hairpin RNAi,ihp-RNA）的RNA干扰(ihp-RNAi)表达载体并转化大豆,为通过RNA干扰技术改良大豆的营养品质奠定基础。【方法】以大豆总RNA反转录获得的cDNA为模板,通过PCR扩增克隆了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的核心保守序列(400 bp),并将该片段的反义和正义片段插入到重组植物表达载体p3301P的种子特异性启动子7αp下游,将功能性间隔序列intron-SSR插入反义片段与正义片段之间,构建α′-亚基基因ihp-RNAi安全型表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,并进行PCR及双酶切鉴定。利用农杆菌介导法将带有p3301-PFNZ-α′-BADH 的菌株转化“吉农27”大豆植株,对转基因植株进行PCR、Southern杂交检测,并对转基因植株α′-亚基基因的表达量进行RT-PCR。【结果】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,利用农杆菌介导法转化大豆得到7株阳性转化植株;Southern杂交结果显示,外源基因以1～2个拷贝整合于大豆基因组中;RT-PCR检测表明,β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的表达被明显抑制。【结论】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体,获得了α′-亚基基因被明显抑制的转基因大豆植株,为应用基因工程技术进行大豆品质改良奠定了基础。     

山葡萄花色苷生物合成结构基因F3′H和F3′5′H的表达

为阐明山葡萄次生代谢产物生物合成意义,以山葡萄双优果实为材料,应用HPLC-MS/MS技术,研究其果实发育过程中果皮花色苷生物合成结构基因F3′H和F3′5′H的表达。结果表明:转色至采收,共检测出花色苷花翠素类7种、花青素类5种、花葵素类1种。F3′H花后1周为上调表达,至转色为下调表达,转色后至采收为上调表达;F3′5′H自花后至转色为下调表达,转色后至采收为上调表达。     

辣椒绿茎突变体gh1转录组及候选基因表达分析

以EMS诱变的辣椒绿茎突变体gh1和紫茎野生型樟树港辣椒(ST–8)为材料，测定茎中花青素含量；采用转录组测序技术(RNA–seq)和实时荧光定量PCR(qRT–PCR)分析与辣椒茎中花青素生物合成相关基因的表达水平。结果表明：突变体gh1茎中的花青素含量极显著低于ST–8茎中的花青素含量；与ST–8相比，gh1共获得1794个差异表达基因，包括1003个上调表达基因，791个下调表达基因；与花青素生物合成途径相关的基因包括9个结构基因(DFR、UF3GT、F3H、ANS、CHI、CHS、C4H、PAL、4CL)和3个转录因子(TT8、AN1、TTG1)；对与花青素合成相关的差异表达基因进行转录组表达量分析和qRT–PCR分析，筛选出4个结构基因(CHS、CHI、DFR、UF3GT)和1个转录因子(AN1)，推测这5个基因可能在辣椒茎中花青素生物合成途径中起重要作用。     

大豆及3种豆制品中大豆异黄酮组分的含量研究

[目的]建立高效液相色谱法测定大豆及3种豆制品中大豆异黄酮组分和含量的方法,研究其大豆异黄酮组分的差异。[方法]将供试样品用80%甲醇溶解提取,净化后用Wonda Sil C_(18)WR(4.6×250 mm,5μm)色谱柱分离,以乙腈和磷酸水溶液(p H 3.0)作为流动相,流速1 m L/min,柱温为40℃,用二极管阵列检测器在波长260 nm检测大豆异黄酮组分,用外标法进行定量。[结果]大豆及3种豆制品中大豆异黄酮的含量,大豆最高,其次是豆芽、豆腐、豆浆。供试样品的大豆异黄酮组分中大豆苷相关系数为0.997 2,黄豆黄苷相关系数为0.999 6,大豆苷元相关系数为0.994 7,黄豆黄素相关系数为0.999 1,染料木素相关系数为0.994 2,平行测定结果之差均低于算术平均值的10%。[结论]高效液相色谱法可用于豆制品中大豆异黄酮组分和含量检测。     

槐米槐叶中黄酮类物质合成相关酶基因研究

[目的]槐米(Sophora japonica)是我国一种传统的中药材,广泛应用于医药,食品和工业染料领域。由于黄酮类化合物是槐米中的主要成分,但其在基因水平上的积累规律研究较为薄弱。本研究通过前期槐米不同采收期(7月和9月)及不同组织部位(槐米和槐叶、槐枝)的转录组数据库进行分析,[方法]从中找到13个与黄酮类化合物生物合成相关的酶基因,并利用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)对这13个酶基因进行分析。[结果]1)与槐米相比,除基因FLS、PAL、4CL和IFS在槐叶中的表达量高外,其余9个酶基因(Naringenin 3-dioxygenase、ANR、HCT、CHS、LDOX、LAR、F3′H、CCoAOMT和IFS)mRNA的表达量在槐米中均高于槐叶;(2)在比较不同采收期槐米中与黄酮类物质生物合成相关的酶基因表达水平时发现,除F3′H外,其余基因在7月采收槐米中的表达量均高于9月。[结论]本研究通过RT-qPCR分析不同采收期槐米与槐叶中与黄酮类物质生物合成相关的mRNA表达量,明确了槐米的最佳采收期为7月,并为后续通过基因工程进行米槐种质遗传改良奠定基础。     

蓝莓果实花色素苷生物合成及其调控途径

蓝莓浆果因富含花色素苷而呈现蓝色或红色,具有较高的食用保健价值与商品价值,近几年受到广泛关注。从花色素苷的结构与性质、花色素苷生物合成的结构基因与调控基因以及光照调控花色素苷生物合成机制等方面进行了综述,最后展望了蓝莓花色素苷合成及其调控研究。     

大豆异黄酮及其组分含量的配合力和杂种优势

 为了能在大豆异黄酮及其组分的育种中合理选配亲本，利用杂种优势，本研究选用8个异黄酮含量不同的大豆品种采用NCⅡ设计配置杂交组合，对大豆籽粒异黄酮及其组分含量进行遗传分析。研究结果表明，大豆籽粒异黄酮及其组分含量在供试品种间表现有明显的差异，籽粒异黄酮含量和黄豆甙元既受加性效应又受非加性效应的控制，染料木甙主要受非加性效应控制，染料木素、大豆甙元和大豆甙这3个性状的遗传主要受加性效应控制；不同亲本组配的不同组合的GCA和SCA差异较大。在中亲优势测定中，除黄豆甙元含量和大豆甙表现为正向超亲外，其余性状均表现为负向超亲。本研究认为在大豆高异黄酮育种中应选择高异黄酮材料作为亲本之一，选配组合时亲本最好采用高×高类型或高×低类型配置组合。     

外源6BA对葡萄果实花色苷含量及相关基因表达的影响

【目的】阐明6BA对葡萄果实花色苷含量及其生物合成相关基因表达的影响，为提高葡萄果实花色苷含量的研究提供参考。【方法】以‘梅洛’葡萄为试材，对其进行不同质量浓度（0，100，200，400 mg/L）6BA处理，研究6BA对葡萄果实花色苷含量及其合成相关基因表达的影响，分析花色苷含量与其合成相关基因表达量的相关性。【结果】100 mg/L 6BA处理可提高葡萄果实花色苷含量，花后110 d达到最大，为5.21 mg/g；100 mg/L 6BA处理葡萄果实PAL、CHS1、F3′H、UFGT基因的表达量在花后90 d显著提高，200 mg/L 6BA处理F3′5′H基因的表达量显著提高,400 mg/L 6BA处理则相反。相关性分析表明，100 mg/L 6BA处理葡萄果实花色苷含量与CHS1、UFGT基因相对表达量呈显著正相关，200和400 mg/L 6BA处理组花色苷含量与PAL基因相对表达量呈显著和极显著正相关；100和400 mg/L 6BA处理组MybA1与UFGT的相对表达量呈显著正相关。【结论】低质量浓度6BA处理有利于提高果实花色苷含量，在果实着色后期可影响花色苷合成相关基因的表达。     

花色苷的生物合成及其影响因素研究进展

花色苷是一种天然的水溶性色素,常分布于植物的花、果实、茎、叶细胞中,能赋予植物丰富的色彩。花色苷对植物具有重要的生理生态功能,能帮助植物适应和抵御不良环境,对人类还具有疾病预防和保健作用。研究结果证明,花色苷的生物合成至少需要苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、黄烷酮-3-羟基化酶(F3H)、类黄酮-3′-羟化酶(F3′H)、类黄酮-3′,5′-羟化酶(F3′5′H)、二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)、花色素合成酶(ANS)、类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶(3GT)等酶共同参与,同时受内在因素与外在因素的共同调控,本文重点从花色苷生物合成及影响因素两方面进行综合评述,为花色苷的生物合成及开发和利用研究提供基础。