茶树花青素形成分子机理的研究进展

花青素是由类黄酮合成途径产生的次生代谢产物,含量高时会使茶树新梢呈现红色或紫色。同时,花青素相比儿茶素等具有更明显的抗氧化、预防肿瘤等药理保健作用。文章就茶树花青素合成途径、转录及转录后调控等方面进行综述,以期更好地为高花青素茶树的育种研究提供理论依据。     

茶树CsWRKYIIcs转录因子的克隆及功能分析

【目的】以‘陕茶1号’为材料,克隆CsWRKYIIcs转录因子并分析序列特征,了解其在不同组织和非生物胁迫下的表达模式以及转录活性,为深入研究茶树在逆境胁迫中的功能提供理论依据。【方法】根据茶树基因组数据库注释的WRKY序列设计特异性引物,采用RT-PCR技术从‘陕茶1号’中扩增CsWRKYIIcs的cDNA序列,用生物信息工具分析序列的特点,实时荧光定量PCR（qRT-PCR）研究基因的表达模式,用酵母试验验证其转录活性。【结果】获得9条CsWRKYIIcs的cDNA序列,开放阅读框长度分别为561、960、936、978、897、912、720、1 008和969 bp,分别编码186、319、311、325、298、303、239、335、322个氨基酸。除了CsWRKYIIc7缺少锌指序列外,其他CsWRKYIIcs均含有1个WRKY保守结构域和典型的C₂H₂型锌指结构。不同物种中的WRKYIIcs具有相似的保守基序,而茶树CsWRKYIIcs和拟南芥、葡萄等双子叶植物的WRKYIIcs氨基酸序列相似性更高。另外,CsWRKYIIcs启动子区域均预测到多个与非生物胁迫相关的顺式作用元件,意味着其可能参与非生物胁迫响应。qRT-PCR结果表明,9个CsWRKYIIcs在根和花中的表达量高于茎和叶,具有一定的特异性。同时,在干旱、ABA、高温和高盐胁迫下被不同程度的诱导表达,其中CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7的表达量变化显著,与推定的顺式作用元件结果相符。酵母试验表明9个茶树CsWRKYIIcs均具有转录激活活性。【结论】克隆获得9个茶树CsWRKYIIcs转录因子,它们参与了茶树对ABA、干旱、高温和高盐胁迫的响应,也可能发挥转录激活因子的调控作用。CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7可作为候选基因深入研究茶树的抗逆功能。     

濒危中华鲟人工群体的繁殖生物学

以1998―2008年孵出的子一代(F1)中华鲟(Acipensersinensis)为材料,研究了人工养殖中华鲟的繁殖生物学特征。结果表明:年龄10～20龄的492尾人工养殖子一代中华鲟体重为30～169 kg,体长为140～258 cm,肥满度为0.77～1.26,体长(L)与体重(W)之间的关系式为W=1×10~(–5)L~(2.9658) (R~2=0.9076,n=492)。74尾中华鲟性腺发育成熟,成熟比例为15.04%,成熟个体中雄鱼体重[(60.73±14.53)kg]和体长[(172.27±13.46)cm]均小于雌鱼体重[(88.39±29.14)kg]和体长[(193.37±18.90) cm];雄鱼最小性成熟年龄为10龄,平均为(14.96±1.93)龄,雌鱼最小成熟年龄为12龄,平均为(17.84±1.80)龄。雄鱼催产成功率为76.36%,精子快速运动时间为(49.11±13.38) s,精子寿命为(220.75±56.47)s;雌鱼催产成功率为57.89%,产卵量为(13.43±6.79)万粒,卵径(3.97±0.15)mm,卵重(0.046±0.013)g,受精率为(42.72±27.82)%,孵化率为(51.61±32.41)%,出苗量为(4.44±5.67)万尾。与野生中华鲟相比,人工养殖中华鲟成熟个体体格、繁殖力和繁殖效果均有下降趋势,人工保种面临挑战。     

茶树蛋白激酶基因CsCIPK的克隆与表达特性分析

以茶树品种‘龙井43’作为材料,利用RT-PCR方法,从茶树的cDNA中克隆得到1个编码蛋白激酶的基因,命名为CsCIPK。序列分析表明,CsCIPK开放阅读框长度为1 341 bp,编码446个氨基酸,蛋白质分子量为414234。蛋白功能域预测和多重对比显示,CsCIPK蛋白含有1个保守的N端激酶结构域和1个相对不保守的C端调节结构域,即丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域。理化性质、亲/疏水性、无序化分析显示,CsCIPK属于疏水性蛋白,理论等电点为7.04,有4段无序化区域,其二级结构分析显示主要由α螺旋、不规则卷曲组成。通过实时荧光定量PCR对‘龙井43’和‘安吉白茶’中的CsCIPK表达特性进行分析。结果显示‘龙井43’中CsCIPK的相对表达量在高温、干旱及盐处理4 h、低温处理24 h时达到最高。‘安吉白茶’中CsCIPK的相对表达量在高温及盐处理4 h、低温及干旱处理1h时达到最高。CsCIPK在‘龙井43’的根中,‘安吉白茶’茎中表达量最高。不同浓度的GA和IBA处理‘龙井43’茶苗,结果显示0.2 mmol·L-1 GA处理后,CsCIPK表达量先升高后下降,6 d时处理组为对照组的62倍;0.6 mmol·L-1 IBA处理后,CsCIPK的表达量在3 d时显著高于对照组;不同浓度GA和IBA处理后,9 d时CsCIPK表达量均显著低于对照。     

天然富含可可碱茶树的研究进展

天然富含可可碱茶树是一类以可可碱为代表性生物碱的稀有茶树种质资源,具有独特的保健功效与挖掘利用价值。从生化成分组成特征、生物代谢途径和可可碱在茶树体内富含的分子机理,对可可茶、红芽茶、秃房茶和厚轴茶4份新近发现的天然富含可可碱茶树进行比较研究与综述。结果发现,可可碱占茶叶干重的质量分数高达2%～6%,咖啡碱则低于0.5%;优势儿茶素单体为没食子酸儿茶素没食子酸酯,而表没食子酸儿茶素没食子酸酯含量较低;咖啡碱合成酶活性位点精氨酸突变为组氨酸使N-甲基转移酶的底物特异性发生变化,从而导致咖啡碱合成酶终止合成咖啡碱并使得可可碱在茶树体内富集。天然富含可可碱茶树资源丰富了茶种的多样性,但开发利用度尚有限,结合当前茶树育种技术的发展状态,对天然富含可可碱茶树种质的繁育与资源挖掘利用进行了展望。     

利用HPLC-ICP-MS方法测定中华绒螯蟹不同形态砷的残留量

采用高效液相色谱串联电感耦合等离子体质谱仪(HPLC-ICP-MS)测定中华绒螯蟹可食部位6种砷形态的残留量。经过前处理、提取和脱脂后,通过色谱柱、流动相、pH和流速等参数调节,筛选得到最优化的分离和检测条件。结果表明,6种砷形态的混合标准溶液在质量浓度0~50 μg/L范围时,均呈现良好的线性关系,其R²达到0.999,检测限为0.0060~0.0912 μg/kg,定量限为0.020~0.304 μg/kg。在样品中添加0.5、5、50 μg/L浓度水平,回收率良好,范围是70%~120%,相对标准偏差(RSD)均<5%,方法精密度与重复性均良好。本方法为中华绒螯蟹可食部位砷形态残留量建立了有效检测方法,为水产品砷残留快速检测提供技术支撑。     

茶树牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因CsGGDPS的克隆及表达分析

以铁观音芽叶为材料,验证从茶树转录组数据库中筛选到的1条牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGDPS)的编码全长序列c DNA。该c DNA全长1 661 bp,含有1个1 137 bp完整的开放阅读框,命名为Cs GGDPS。该基因编码378个氨基酸,氨基酸序列具有类异戊二烯合成酶家族的5个保守域和2个特征功能域;序列分析显示,该c DNA与其他植物GGDPS高度保守,与三七(Panax notoginseng)的亲缘关系最近。Cs GGDPS属于不稳定、亲水蛋白,可能定位到叶绿体中,不存在跨膜结构,无信号肽,发生磷酸化的位点可能有20个;二级结构主要由α-螺旋构成,三级结构与拟南芥GGPPS11匹配度最高。实时荧光定量PCR结果表明,在茶树发育过程和不同叶位Cs GGDPS的表达量随芽叶成熟度的增加呈上升趋势,随着做青过程的进行,Cs GGDPS的表达量逐渐升高;Cs GGDPS在父本黄旦、母本铁观音和子一代金观音中均有表达,但表达量存在差异。     

放养密度和微生态制剂对施氏鲟养殖水质的影响

将初始体质量(54.86±10.19)g的施氏鲟Acipenser schrenckii饲养在面积16m~2(4m×4m)、水深1.7~1.9m的陆基围隔中,密度分别为2 000尾/667m~2、3 000尾/667m~2、4 000尾/667m~2和5 000尾/667m~2,每个密度组均设3个平行,常规饲养,混合泼洒光合细菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌,第一次泼洒量为光合细菌50m L、枯草芽孢杆菌50g和乳酸菌50g,之后每5d泼洒第一次量的1/2,研究微生态制剂对静水土养殖池塘水质的影响。结果显示:水体中溶解氧量随养殖密度的增加逐渐降低(P0.05),氨氮、亚硝酸盐浓度随养殖密度的增加逐渐升高(P0.05)。在使用微孔增氧的条件下,泼洒微生态制剂对溶解氧量和氨氮浓度的影响不显著(P0.05),但显著降低了水体亚硝酸盐浓度(P0.05),显著增加了浮游动物生物量(P0.05)。     

茶树GGPS基因家族的克隆、生物信息学和表达分析

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPS)是萜类合成途径的结构酶,对植物生长发育具有重要意义。本研究通过RACE和RT-PCR方法克隆得到5条潜在的茶树GGPS序列,分别命名为CsGGPS1-4和CsGGPS9,其中CsGGPS9存在3条等位基因,分别是CsGGPS9-1、CsGGPS9-2和CsGGPS9-3,在系统进化树上与其他基因分成两支。蛋白质序列分析表明,茶树GGPS家族成员都具有polyprenyl_synt结构域,不存在信号肽序列。亚细胞定位预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4定位在叶绿体上,CsGGPS3和CsGGPS9定位在线粒体上。通过Swiss Model进行三维建模,结合"three-floor"模型对茶树GGPS家族成员的功能进行预测,预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4是GGPS;CsGGPS3是异源二聚体形式的牻牛儿基焦磷酸合酶的小亚基;CsGGPS9的催化主产物是碳链数大于30的异戊烯基焦磷酸。q RT-PCR分析表明,CsGGPS1整体表达丰度较低,仅在一芽二叶中表达量稍高;CsGGPS2在茶树各个组织中均有表达,在花中表达量最高,且花发育过程中表达量先上升后下降;CsGGPS3在叶和幼根中的表达量高于花,花发育过程中表达平稳;CsGGPS4在茶树各个组织中表达量数值相近,在花发育过程中表达量变化趋势与CsGGPS2相同;CsGGPS9的表达量在成熟叶中显著低于幼嫩叶片。     

两种干燥方式对香椿粉品质特性的影响

以香椿为原料，研究真空冷冻干燥和喷雾干燥对香椿粉的物理特性、基本成分、抗氧化活性、风味物质和微观结构的影响。结果表明：真空冷冻干燥香椿粉的综合品质较好。在物理特性方面，真空冷冻干燥香椿粉的得率较高、色泽浓绿，复水性、吸油性好；而喷雾干燥香椿粉的溶解度高、堆积密度大。在基本成分方面，真空冷冻干燥香椿粉的蛋白质、皂苷、生物碱含量均高于喷雾干燥；而VC、黄酮、多糖含量在两种干燥方式的香椿粉中无显著性差异。在抗氧化活性方面，真空冷冻干燥香椿粉的DPPH自由基清除力和还原力均高于喷雾干燥。在风味物质方面，从真空冷冻干燥和喷雾干燥的香椿粉中分别鉴定出49和41种挥发性成分，且真空冷冻干燥香椿粉含有较高的特征风味物质2-巯基-3, 4-二甲基-2,3-二氢噻吩。扫描电镜观察微观结构发现真空冷冻干燥香椿粉呈现蜂窝状松散结构，而喷雾干燥香椿粉多呈现出干瘪的圆球体状。综合考虑，真空冷冻干燥是一种适合制备高品质香椿粉的干燥方式。