高粱光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与长短日照诱导表达模式

光敏色素是一类红光/远红光受体,对植物光形态建成、外部形态和生理功能等方面起着重要的调节作用。为明晰光敏色素A在调控高粱光形态建成发育过程中的作用,本研究比较分析光温敏感程度不同的高粱品种Btx623、Rio、Tx430和LH645的PhyA基因序列和PHYA蛋白的保守结构域,利用qRT-PCR明确长短日照条件处理下PhyA基因的表达模式。结果表明,Btx623、Rio和Tx430之间PhyA基因序列存在非同义突变,LH645在PhyA基因的第7个外显子上插入了5 bp碱基序列;高粱PhyA蛋白中含有1个PAS-2结构域、1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构;遗传进化树分析表明,单子叶和双子叶植物PhyA蛋白明显聚为2大类,高粱PhyA、谷子PhyA和玉米PhyA1、PhyA2聚为一个亚类,相互间亲缘关系较近,与水稻PhyA同源性相对较远;在短日照(SD)条件下各时期PhyA基因转录水平变化显著,Rio PhyA基因转录水平较Btx623和Tx430变化明显,LH645 PhyA基因转录变化不显著,在长日照(LD)条件下Rio PhyA基因转录水平低于Btx623和Tx430,LH645 PhyA基因转录水平变化不显著。以上结果表明,PhyA受光周期诱导,推测其在高粱光形态建成中起重要调控作用。本研究为进一步解析PhyA基因功能及其在调控高粱光形态建成发育过程中的作用提供理论基础。     

一种红棕色真菌色素稳定性的初步研究

本试验主要对枸杞内生真菌(GQ-16-1)所生产的红棕色素的稳定性进行初步研究,通过组织块法、平板划线法,从中药材枸杞中分离纯化得到1株产红棕色天然色素的菌株(GQ-16-1),采用固体培养,萃取,离心提取色素,采用比色法、单因子研究法初步研究色素稳定性。结果表明,该红棕色素易溶于水,微溶于乙酸乙酯,最大吸光值出现在350nm处。该色素耐酸碱,耐高温,在p H值2～10稳定,偏碱性颜色加深,在温度20～100℃稳定。金属离子Ca~(2+)、Na~+、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)、Mg~(2+)、Ba~(2+)、K~+(只含一种金属离子)对色素稳定性基本无影响,Al~(3+)对色素稳定性有不良影响,强氧化剂Na Cl O对其有明显增色效果,在K_2Cr O_7、Na_2Cr O_7、NaCl O、Fe Cl_3、浓H_2SO_4、浓HCl、浓HNO_3、K_2Mn O_4(只含1种氧化剂)中稳定存在。试验所发现的红棕色素稳定性良好,是对产色素菌的进一步丰富,可以为微生物天然色素特别是真菌色素的研究和利用提供一定参考。     

不同粒色小麦籽粒色素与功能营养成分积累的分析

以连麦抗1(LMK1,白粒小麦)、CM-L3(蓝粒小麦)和CM-Z2(紫粒小麦)为试验材料,分析了不同粒色小麦籽粒色素及功能营养成分的积累规律.结果表明:小麦籽粒中叶绿素含量表现为先增后降的变化趋势并在花后14 d达到最大值,且连麦抗1籽粒中的叶绿素含量高于CM-Z2和CM-L3的;类胡萝卜素的积累表现为CM-Z2和CM-L3在花后14 d出现峰值,而连麦抗1在花后21 d出现峰值;CM-L3和CM-Z2籽粒中花青素含量均呈逐渐增加的趋势,且前者的含量低于后者的含量,而连麦抗1籽粒中花青素含量很低且在各时期基本上无差异;不同品种(系)籽粒中微量元素Fe和Zn的积累均表现为CM-Z2>CM-L3>连麦抗1,而Mn、Cu含量存在品种(系)间差异,但未与籽粒颜色表现出显著的相关性;在灌浆前期,白粒小麦籽粒中的总黄酮、赖氨酸及色氨酸含量较高,而在灌浆中后期紫粒小麦籽粒中的总黄酮、赖氨酸及色氨酸含量显著高于白粒小麦和蓝粒小麦的.     

水稻编码光系统Ⅱ相关捕光色素蛋白Lhcb2基因的克隆与表达分析

捕光复合物蛋白(LHCP)在植物光合作用过程中发挥重要的作用。基于水稻基因组信息,以亚洲栽培稻籼稻品种黄华占、长雄蕊野生稻及其杂种F_1为试验材料,克隆了水稻Lhcb2基因,并对其基因内含子信息、蛋白序列特征、进化树、蛋白结构、基因表达进行分析。结果表明:水稻Lhcb2基因全长880 bp,含有1个长98 bp的内含子。开放阅读框长度为792 bp,编码263个氨基酸;水稻LHCB2与13个其他植物的LHCB氨基酸序列一致性为68.78%。进化树分析显示,水稻LHCB2蛋白与同属禾本科的毛竹和麻竹亲缘关系最近,与低等植物团藻亲缘关系最远。水稻LHCB2蛋白属于亲水性蛋白,其理论分子量为28 495.40,理论等电点为5.62,具有2个无序化区域,无序化比例为30.04%;水稻LHCB2蛋白三级结构有2个β折叠和3个α螺旋组成。Lhcb2基因荧光定量分析结果显示,长雄蕊野生稻和杂交F_1代植株叶片中表达量分别为黄华占的1.22和1.96倍。长雄蕊野生稻中的叶绿素a和b、色素、类胡萝卜素等均高于黄华占及其杂交F_1代。长雄蕊野生稻叶绿素a的含量分别为另2份水稻材料的1.13和1.75倍,叶绿素b含量为1.10和1.60倍,色素含量则为1.13和1.72倍。     

温度对红曲菌以荞麦为基质固态发酵产色素的影响

发酵温度是影响微生物繁殖和代谢最重要的因素之一。利用红曲菌以荞麦为基质进行固态发酵,考查发酵温度对发酵产红曲荞麦中的生物量、色价和总黄酮含量的影响。结果表明,在发酵的前6 d,生物量随着发酵温度的升高而增大;6 d之后,30℃条件下生长量增长最快;发酵4 d后产生色素,黄、橙、红3种色素的色价在30℃条件下都增长最快。荞麦基质中的黄酮含量在发酵过程中变化不显著。     

星豹蛛细胞色素CYP3001U15基因克隆与生物信息学分析

星豹蛛是农业害虫的重要捕食性天敌。通过转录组测序鉴定出66条星豹蛛细胞色素P450基因,进一步筛选分析出5条基因,预测其与外源物质代谢有关。为进一步研究星豹蛛细胞色素P450功能和代谢机制,选取其中一条基因进行生物信息学研究。试验通过RT-PCR扩增技术,将星豹蛛总RNA反转录cDNA,后以此为模板进行PCR扩增,回收纯化产物完成单克隆并测序,获取该基因序列信息,并对其进行生物信息学分析。结果发现,克隆到CYP3001U15基因ORF序列,该基因开放阅读框为1 074 bp,编码357个氨基酸,分子质量为42 ku,等电点为5.91,原子总数为5 808,分子式为C_(1877)H_(2896)N_(494)O_(531)S_(10);正电荷残基47个,占氨基酸总数的13.2%,负电荷残基52个,占氨基酸总数的14.6%;蛋白的二级结构预测结果显示,α螺旋占47.62%,β折叠占8.96%,β转角占4.76%,无规则卷曲占38.66%;亚细胞定位预测结果显示,其定位在细胞内质网上;蛋白信号肽预测结果显示,该蛋白不存在信号肽;跨膜结构预测分析结果显示,其不存在跨膜结构。研究结果可就星豹蛛细胞色素P450基因对杀虫剂等外源物代谢的研究提供理论基础。     

不同根色胡萝卜发育动态及色素含量比较分析

试验对黄色、橙色和紫色3种根色的胡萝卜在不同发育阶段的发育动态及色素含量差异进行比较分析,为不同根色胡萝卜高产栽培提供理论依据。结果表明,黄色和橙色胡萝卜在播种60 d内为叶片生长盛期,播种后90 d为肉质根快速膨大期,紫色胡萝卜在播种45 d后叶片和肉质根增长速率均匀;相同时期紫色胡萝卜叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量最高,橙色胡萝卜叶绿素a与叶绿素b的比值最小。不同根色胡萝卜种植过程中可根据重点发育时期进行合理水肥管理,橙色胡萝卜可充分利用不饱和散射弱光,适合设施低温弱光时期种植。     

不同花色牡丹品种花瓣色素含量及成分分析

以分属白、粉、红3个色系的6个牡丹品种花瓣为试材,采用薄层层析色谱法(TLC)、紫外-可见分光光度计(UV)和高效液相色谱仪-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)研究不同花色牡丹品种花瓣中的色素含量,并进行了定性分析。结果表明:粉色和红色系牡丹中检测出2种花青苷,分别是矢车菊素-3,5-二葡糖苷和芍药花素-3,5-二葡糖苷,白色系牡丹中未检测到花青苷类物质,其中矢车菊素-3,5-二葡糖苷在粉色系牡丹中含量较高,而红色系中总黄酮和总花青苷的含量最高。     

控制水稻金黄色颖壳与节间基因OsCAD2的图位克隆

【目的】水稻色素不仅对其自身生长发育有重要生理作用,而且在水稻育种、农副产品改良等方面运用比较广泛。对水稻色素相关基因进行表型分析和基因定位,为进一步研究色素代谢途径及调控机理奠定基础。【方法】利用EMS诱变粳稻长粒粳(CLJ),在突变体库内筛选到一个金黄色颖壳与节间突变体gh881;在成熟期,测定野生型与gh881的主要农艺性状;将gh881与野生型及中恢8015杂交,观察BC1F1及F1植株表型,并对BC1F2及F2表型分离进行卡方检验,对gh881进行遗传分析;利用F2群体和图位克隆的方法对gh881突变基因进行定位;采用q PCR检测颖壳颜色相关基因在gh881与野生型不同发育时期的幼穗、节间以及剑叶叶鞘的相对表达量。【结果】与野生型相比,突变体的颖壳与节间均呈金黄色;除单株有效穗数外,gh881突变体的株高、每穗总粒数及实粒数、结实率和千粒重等性状均极显著降低。遗传分析和基因定位结果表明,gh881的突变表型受1对隐性核基因控制,位于第2染色体短臂,并最终将该基因精细定位于标记FH-13和RH-25之间,物理距离约33.2 kb,该区域中包含4个开放阅读框(ORFs)。【结论】序列分析结果表明,发现其中一个编码肉桂醇脱氢酶(CAD)的基因OsC AD2(Os02g0187800)的3 563 bp处发生了1个单碱基突变(G转换为A),导致该基因编码区的第297位氨基酸由甘氨酸突变为天冬氨酸,由此认为该突变体为OsC AD2基因单碱基突变的新等位基因。q RT-PCR结果表明,突变体的节间中OsCAD2相对表达量极显著下调,而在剑叶叶鞘及穗部则基本都是极显著增加,其他相关基因也发生显著变化,证实OsCAD2是木质素代谢中的重要基因,且可能与其他相关基因存在反馈调节。