核桃苯丙氨酸解氨酶的基因克隆与序列分析

利用1对兼并引物,从核桃(Juglans regia)中克隆得到苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因cDNA片段,并命名为JrPAL.GenBank登录号为AY747676.JrPAL长866bp,编码289个氨基酸.通过核苷酸和蛋白质序列多重比较,发现JrPAL与其他植物的PAL基因高度同源.JrPAL编码的蛋白质序列包含与水稻、玉米PAL蛋白质相同的脱氨基位点和催化活性住点.PAL系统进化树表明,JrPAL与乔木类植物的PAL基因聚类关系最近.克隆JrPAL,可为利用基因工程技术调控核桃黄酮化合物的代谢提供基因资源.     

油松苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与序列分析

利用同源克隆的方法,从油松(Pinus tabulae ormis)中克隆得到苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因的cDNA和DNA序列,cDNA序列全长2 157 bp,编码718个氨基酸,包含有完整的ORF,命名为TaPAL(GenBank登录号:JX280460).通过核苷酸序列多重比较表明,TaPAL基因与其他植物PAL基因高度同源,预测的蛋白序列包含与水稻、玉米PAL相同的脱氨基位点和催化活性位点.PAL系统进化树显示,TaPAL与松科类植物PAL聚类关系最近.另外,对比发现TaPAL基因组DNA序列与cDNA序列完全一样,表明该基因无内含子.     

玉米抗病相关基因NPR1的同源克隆及表达分析

NPR1是植物系统获得性(systemic acquired resistance,SAR)抗病反应中的关键基因,对植物的广谱抗性起重要调控作用。以玉米自交系"齐319"为材料,通过PCR方法克隆到一个玉米NPR1基因(命名为Zm NPR1)。序列分析结果显示Zm NPR1包含两个保守结构域POZ/BTB位点和Ankyrin repeat锚蛋白重复位点。蛋白质聚类分析表明Zm NPR1与水稻Os NPR2的同源性最高。亚细胞定位结果显示Zm NPR1定位于洋葱表皮细胞的细胞核中。半定量PCR结果显示,Zm NPR1和玉米防卫基因PAL(编码苯丙氨酸解氨酶)响应水杨酸、玉米矮花叶病毒和玉米小斑病原菌的诱导并显著上调表达;而Zm NPR1和PAL的表达水平受到茉莉酸甲酯的明显抑制。这表明Zm NPR1在玉米中参与到水杨酸介导的抗病反应通路。     

白桦苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因的分离及其表达

利用RT-PCR和RACE技术从白桦(Betula platyphylla)中克隆了编码苯丙氨酸解氨酶(PAL)的cDNA,其2322bp的ORF编码773个氨基酸,其推导的氨基酸序列包含PAL-HAL和PAL2个功能域以及酶活性中心序列GTITASGDLVPLSYIA,该序列同其它5种植物的序列一致性为60%～73%,其中与美洲红(Rhizophora mangle)树最高为73.1%.以该序列构建了系统进化树,白桦与美洲红树聚为一类,其余3种裸子植物长白松、沙地海岸松和银杏聚为一类.BplPAL1基因在各组织中均有不同的转录表达,在次生木质部表达最强,其次是幼叶,在花序中的表达量较低,说明BplPAL1基因在各组织中的调控和表达是不同的.     

美洲南瓜（Cucurbita pepo）种皮苯丙氨酸解氨酶基因克隆与表达分析

【目的】克隆有壳美洲南瓜种皮PAL基因（CP-PAL）,研究PAL基因在有壳和裸仁美洲南瓜种皮发育过程中的表达特性,为揭示美洲南瓜种皮发育机理及木质素积累在南瓜种皮发育中的作用等方面提供理论依据。【方法】利用RT-PCR,结合RACE技术克隆CP-PAL的全长序列并进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR技术,采用2-△△Ct方法对种皮发育过程中PAL基因的表达进行分析。【结果】CP-PAL序列全长为1 720 bp,含有一个1 359 bp的ORF,114 bp 5′端非翻译区、236 bp 3′端非翻译区及11 bp polyA结构,可编码452个氨基酸,分子量为48.86 kD,等电点为6.55,原子总数为6 885个,分子式为C2158H3449N607O657S14。通过BLASTX比对表明CP-PAL核苷酸序列及其氨基酸序列与黄瓜PAL核苷酸及其氨基酸序列的相似性最高。CP-PAL包含PAL-HAL、PLN02457及phe_am_lyase 3个结构域及酶活性中心序列（GTITASGDLVPLSYIA）,属于Lyase_I_Like超家族。CP-PAL不具有导肽及信号肽,为非跨膜蛋白,可能定位于细胞质及内质网上,属可溶性蛋白。CP-PAL蛋白含有4个酪蛋白激酶Ⅱ识别位点、6个蛋白激酶C识别位点、12个豆蔻酰化位点及2个糖基化位点。此外,分析可知CP-PAL有18个丝氨酸磷酸化位点、6个苏氨酸磷酸化位点及5个酪氨酸磷酸化位点。无规则卷曲是CP-PAL蛋白二级结构中最大量的结构元件,α-螺旋和延伸链分散于整个蛋白质中,且N-末端以无规则卷曲形式存在,C-末端以延伸链形式存在。CP-PAL氨基酸序列同挑选的其他14种植物的PAL氨基酸序列进行多重序列比较,发现功能区域的氨基酸序列较为保守,N-端的差异最大。系统进化树分析表明CP-PAL和黄瓜PAL蛋白的亲缘关系最近。CP-PAL蛋白三级结构以α-螺旋为主要结构元件,β-转角和无规则卷曲较少。实时荧光定量PCR分析表明PAL基因在有壳和裸仁美洲南瓜种皮发育中呈现反向对应的变化趋势：有壳美洲南瓜种皮PAL基因在自交授粉20 d后表达量增加,而裸仁美洲南瓜种皮PAL基因在20 d后表达量下降。整个种皮发育过程中,PAL基因在裸仁美洲南瓜中的表达量低于其在有壳美洲南瓜中的表达量。【结论】从有壳美洲南瓜种皮中克隆得到与木质素合成相关的PAL基因,该基因可能通过参与调控种皮木质素的合成从而影响美洲南瓜裸粒品种的种皮发育。     

烟草转录因子NtMYB42基因的克隆与分析

【目的】克隆烟草木质素生物合成途径调控基因NtMYB42,为烟草品质改良提供参考依据。【方法】利用同源克隆法从栽培烟草K326克隆出NtMYB42基因全长序列和cDNA序列,研究分析NtMYB42基因的结构、编码蛋白理化性质、亚细胞定位和同源性等。【结果】NtMYB42基因组和cDNA全长分别为2 312bp和1 130bp,包含2个外显子和1个内含子,编码281个氨基酸,分子量为31.79kD,等电点pI为5.18,预测有3个糖基化位点和18个磷酸化位点;NtMYB42与SlMYB42等植物MYB42蛋白同源性水平较高,与SlMYB42一致性达82.6%。【结论】从K326中克隆出NtMYB42基因全长序列和cDNA序列,NtMYB42是番茄SlMYB42、矮牵牛PnODO1和拟南芥AtMYB42的同源基因,是烟草木质素合成途径调控的重要候选基因。     

应用RACE法克隆雷竹笋PAL基因及序列分析

应用RACE法,克隆获得了雷竹笋PAL基因的全长序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明:雷竹笋PAL基因的开放阅读框长度为2103 bp,共编码701个氨基酸,其中具有1个保守的活性位点Ala-Ser-Gly(A-S-G);在PAL蛋白的二级结构中含有大量的α螺旋和β折叠,其三级结构模型为一个带柄的圆锥形。构建的PAL基因核苷酸序列进化树结果显示雷竹与毛竹、绿竹的亲缘关系最近,与小麦、大麦、水稻、佛肚竹的亲缘关系较近,与玉米、高粱的亲缘关系较远。     

应用RACE法克隆雷竹笋PAL基因及序列分析

应用RACE法,克隆获得了雷竹笋PAL基因的全长序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明:雷竹笋PAL基因的开放阅读框长度为2103 bp,共编码701个氨基酸,其中具有1个保守的活性位点Ala-Ser-Gly(A-S-G);在PAL蛋白的二级结构中含有大量的α螺旋和β折叠,其三级结构模型为一个带柄的圆锥形。构建的PAL基因核苷酸序列进化树结果显示雷竹与毛竹、绿竹的亲缘关系最近,与小麦、大麦、水稻、佛肚竹的亲缘关系较近,与玉米、高粱的亲缘关系较远。     

银杏CONSTANS基因的克隆与序列分析

利用1对简并引物,从银杏中克隆得到CONSTANS基因的cDNA片段,命名为GbCO。GbCO长855bp,编码285个氨基酸。核苷酸和蛋白质序列多重比较结果显示,GbCO与其他植物的CO基因的核苷酸与蛋白质序列均高度同源。GbCO编码的蛋白质与挪威云杉、海岸松和长白松的CO氨基酸相似性分别为60%、53%和52%。CO系统进化树显示,GbCO与其他裸子植物亲缘关系较近。该研究通过克隆GbCO基因,可为利用转基因技术缩短银杏童期提供基因资源,也为进一步了解银杏开花的分子调控机理奠定基础。     

芒果PAL基因的克隆与序列分析

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)是酚类物质合成的第一个酶,是催化苯丙烷类反应的第一酶。根据已经报道的PAL基因的序列设计兼并引物,采用3′RACE和5′RACE方法,克隆得到了芒果果实PAL基因的全长cDNA序列。该基因开放阅读框为2160 bp,编码719个氨基酸,分子重量为79.18 kD。对基因组扩增得到了2200 bp长度的片段分析发现,该基因未含有内含子序列。通过系统发育分析发现,该基因编码的蛋白与问荆、杉木、银杏等植物具有较近的亲缘关系。对不同芒果品种的PAL基因的表达进行分析发现,红色的贵妃品种中表达量较高,而绿色的桂七品种中表达量较低。     

南京城市道路绿化带植物结构调查与分析

对南京市主城区24条干道上的道路绿化带进行调查,结果发现：南京市现有道路绿地主要应用的乔木树种有26科、69种,灌木19科、34种;出现频度最高的乔灌木分别为悬铃木42％、海桐64％;常绿、落叶树种的数量配比为1．00：1．24,其中乔木的常绿、落叶树种数量配比为1．0：1．3;乔木与灌木种类配比为2：1,数量配比约为1．0：3．2。为进一步做好南京城市道路绿地绿化景观建设工作,需要在充分考虑或体现或尊重南京的地域气候、人文历史条件等基础上,根据适生、功能、景观等方面的综合要求进行道路绿化植物的合理配比。     

几种园林植物生理特性和土壤酶活性的研究

以郑州城区道路中几种园林绿化植物为试材,研究和比较了其生理特性和土壤酶活性,为选择合适的绿化树种及合理的生态景观配置提供科学依据。结果表明:植物叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均表现为草本乔木灌木,对于SOD、POD、CAT活性,草本、灌木、乔木之间差异均达到显著水平;对于PAL、PPO活性,草本植株显著高于灌木和乔木。植物根区土壤脲酶、酸性磷酸酶、转化酶、蔗糖酶活性均表现为草本乔木灌木,其中土壤脲酶活性在三者之间差异显著,土壤酸性磷酸酶、转化酶、蔗糖酶活性均表现为草本和乔木显著高于灌木。几种园林植物根区土壤酶活性随着土层深度的增加呈降低趋势,表现出明显的表聚性,同一土层,总体表现为出草本乔木灌木,局部有所波动。     

石质边坡乔灌草组合的适宜密度

为筛选适宜贵州喀斯特岩溶地区的乔灌草混播密度,加快人工建植后边坡植被的演替速度,于2014年5—12月在贵州大学实验农场苗圃地采用人工模拟边坡的试验,研究石质边坡初播物种的适宜密度。结果表明:1)乔灌木的萌发率受自身的播种量影响较小,而受草本植物播种量与二者的交互作用影响较大,5g/m~2的低密度草本植物播种量下乔灌木的萌发率最高;2)仅中、高密度乔灌木+低密度草本植物组合的幼苗株数能保持3~4株/m~2,其余组合的幼苗株数仅为1株/m~2或0株/m~2;3)从不同密度组合的乔灌草植株生长情况看,乔灌木的播种量及乔灌草播种密度间的交互作用仅对乔灌木的高度产生影响,草本植物的播种量对乔灌木的高度与草本植物的盖度影响较大;4)从植物的生长效果及节约播种成本方面考虑,B2H1(刺槐102粒/m~2+马棘102粒/m~2+火棘102粒/m~2+黑麦草1g/m~2+高羊茅1g/m~2+狗牙根1g/m~2+白三叶1g/m~2+苜蓿1g/m~2)组合作为边坡初播物种参考密度较为合适。     

枸杞苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与表达分析

为研究枸杞苯丙氨酸解氨酶基因LcPAL在干旱和盐逆境中的作用,采用RT-PCR和RACE方法克隆了LcPAL基因(Genbank No.KX781247)。该基因cDNA长度为2 544bp,含有2 163bp的完整开放阅读框,编码720个氨基酸。蛋白序列分析表明,其包含典型的PAL酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA),与其他植物的PAL蛋白有很高的同源性。系统进化树表明,枸杞LcPAL与茄科植物的PAL蛋白聚为一类,说明两者的亲缘关系较近。利用实时荧光定量PCR方法检测发现,LcPAL基因在枸杞的叶中表达量最高,果实中表达量最少。其在聚乙二醇(PEG)、氯化钠(NaCl)胁迫下诱导表达,但表达模式不同。研究结果推测从枸杞中克隆获得苯丙氨酸解氨酶(LcPAL),是典型的PAL家族成员,在枸杞各组织发育过程中具有重要功能,且在枸杞抗干旱和抗盐逆境过程也起一定作用。     

4种花色仙客来色素及相关生理生化研究

以仙客来激光系列(Cyclamens laser)的粉红色(Cyclamens laser‘Pink’)、紫色(Cyclamens laser‘Purple’)、红色(Cyclamens laser‘Scarlet’)、粉色(Cyclamens laser‘Pale pink’)4种花色仙客来为试材,分别于蕾期、初花期、盛花期和末花期4个时期对仙客来花瓣中呈色色素含量,可溶性糖含量,可溶性蛋白质含量,苯丙氨酸解氨酶(PAL)和查儿酮异构酶(CHI)活性的变化进行测定。结果表明:在整个花期过程中,4种花色仙客来中粉色仙客来花色苷含量显著低于其他3种植物,而类黄酮的含量显著高于其他3种植物,红色仙客来在蕾期、初花期和盛花期的花色苷含量显著高于其他3种植物。色素含量的不同对花色的表现有明显作用。PAL酶和CHI酶对花色苷和类黄酮的含量有一定的影响作用。可溶性糖和可溶性蛋白质含量之间呈负相关,而对花色的影响不起主导作用。     

海南热带雨林国家公园海南长臂猿夜宿生境选择初步研究

  目的  探究海南长臂猿与夜宿生境的关系，了解其对夜宿生境的选择和利用，为海南长臂猿的保护与栖息地管理提供科学依据。  方法  于2019年7—9月，在海南热带雨林国家公园原霸王岭国家级自然保护区片区，以海南长臂猿4个家庭群为研究对象，研究其对夜宿树及夜宿地的选择。利用样方调查法共调查了74个夜宿地样方和515棵夜宿树，确定了夜宿树种类及其生态因子特征。利用两独立样本Mann-White U检验和逐步判别分析确定影响海南长臂猿夜宿树选择的关键因子。通过选择指数和选择系数分析海南长臂猿对夜宿地生态因子的选择偏好。  结果  本次研究发现海南长臂猿夜宿树种类有83种，隶属于38科62属，均是乔木。夜宿树中数量最多的树种是公孙锥和杏叶柯，数量最多的科是壳斗科，有3属分别是锥属、青冈属和柯属。与非夜宿树相比，海南长臂猿偏好选择胸径更大，高度更高，冠幅更大，枝下高更高的乔木夜宿。在影响海南长臂猿夜宿树选择的生态因子中按照贡献值的大小依次为乔木胸径、乔木冠幅、乔木高度、乔木枝下高。海南长臂猿对夜宿地的选择上，其喜欢在海拔800 ~ 1 000 m区域、坡度15° ~ 30°之间、半阴半阳坡、山坡夜宿。海南长臂猿喜欢夜宿在山地雨林、乔木密度667~1 000 株/hm2、乔木胸径20 ~ 30 cm、乔木高度15 ~ 20 m、乔木枝下高5 ~ 15 m、藤本密度 ≤ 56 株/hm2、藤本胸径5 ~ 10 cm、郁闭度50% ~ 75%的生境。海南长臂猿喜欢夜宿在距道路距离2 ~ 4 km、距居民点距离 ≤ 10 km、距离水源 ≤ 500 m范围内的生境。  结论  因此可以看出海南长臂猿对夜宿树和夜宿地都有一定的选择偏好。其对夜宿生境的选择是多种生态因子综合影响的，对于生态因子的选择可能和环境的稳定、舒适、食物的可获得性、减少捕食风险和体温调节有关。      

大兴安岭双河保护区植物多样性和群落结构特征分析

  目的  植物多样性保护与良好林分结构是天然林保护的重要目标,明确林分个体大小、群落特征及乔灌草垂直结构对其变化的作用,将有助于基于林分结构调整来提升植物多样性。  方法  本文于2016年8—9月对我国最北端寒温带针叶林双河国家级自然保护区的乔灌草更新层个体大小特征、群落特征和植物多样性特征进行详细调查,冗余分析和方差分解分析相结合解析植物多样性与群落结构特征的耦合关系,排序影响多样性变化的最重要个体与群落特征指标。  结果  （1）研究区域共记录9个树种,其中白桦和兴安落叶松的株数占全部树种的80%以上;灌木树种19种,其中越桔数量占灌木总量的93%;草本植物记录了74种,最优势植物小叶樟占全部草本数量15%;更新层以先锋树种白桦数量最多,占比60%。（2）双河自然保护区树木胸径和树高仅相当于20世纪70年代的一半;双河自然保护区的物种丰富度、多样性和均匀度都表现出草本层 > 乔木层 > 灌木层,均匀度指数在0.53 ~ 0.73之间,更新层物种丰富度较低,乔木和草本多样性较大兴安岭核心地区（呼中）高出50%左右。（3）借助冗余和方差分解分析得出,群落特征、草本层对多样性的差异解释功能最大,而且更新层株高对多样性差异具有最大解释功能（P < 0.05）。  结论  双河自然保护区具有本区域较高的乔木和草本植物丰富度,但尚需要更长的保护时间来恢复森林质量,而通过调整林分结构是实现植物物种演替更新以达到植物多样性保护的有效途径。