海南龙血树金属硫蛋白基因DcMT2的克隆和表达分析

金属硫蛋白是植物金属离子代谢及胁迫应答的关键蛋白,而且通过清除多余的活性氧调控着植物抗性的形成过程。MT2蛋白是重要的植物金属硫蛋白之一。本研究利用海南龙血树转录组数据,在注释拼接的基础上首次克隆了海南龙血树金属硫蛋白MT2基因(命名为DcMT2,Gene Bank登录号为MF594215),DcMT2基因序列全长为237 bp,编码79个氨基酸。序列分析发现DcMT2具有典型的植物金属硫蛋白MT2的结构特征,包含2个富含半胱氨酸的保守基序。DcMT2蛋白与百合目植物芦笋、水仙和马蔺具有较高的相似度,且在系统进化上划为同一分支。生物信息学分析显示该编码蛋白包含6个磷酸化位点,为非分泌型蛋白,主要在细胞外发挥作用,相对分子量为7.81 kD,理论等电点为4.86;二级结构主要由α螺旋(20.25%)和无规则卷曲(56.96%)构成。实时荧光定量PCR结果表明,DcMT2在海南龙血树的各组织中均有表达,在果实中的表达量最高,而根、茎、叶中的表达量较低。此结果为研究金属硫蛋白DcMT2在海南龙血树发育和血竭形成过程中的作用奠定了基础。     

白木香良种‘热科2号’的DNA条形码分子鉴定

奇楠沉香为极具收藏及药用价值的上品沉香,其鉴定目前以化学方法为主,但其种苗从苗期至采香之间则难以用传统分类和化学方法进行鉴定,DNA条形码的发展为这一产业难题的解决提供了新的思路。本研究在明确白木香良种‘热科2号’可产奇楠沉香的基础上,采用11对植物DNA条形码通用引物对‘热科2号’和普通白木香两个沉香品种进行分子鉴定探索,发现改良的CTAB法更适合白木香叶片样本的DNA提取,继而发现ITS、ITS2和源自叶绿体的8个DNA条形码在两个品种均无变异,而ITS1序列的第159个碱基在‘热科2号’中为T,在普通白木香中为A,多样本实验证明该变异位点可以作为‘热科2号’和普通白木香种苗鉴定的分子标记。本研究结果为白木香良种‘热科2号’及其幼苗的鉴定提供分子水平的技术支持,也为白木香良种的溯源提供新的思路。     

白木香聚酮环化酶基因AsPKC1的克隆及表达分析

聚酮环化酶是植物聚酮合成途径中的关键酶之一,可催化CoA类前体直接合成多环结构。作为聚酮合成下游产物的2-(2-苯乙基)色酮是名贵中药材沉香形成的重要标志物之一,聚酮环化酶可能在其形成过程中发挥着重要作用。本研究基于白木香结香转录组数据,首次克隆了1个白木香聚酮环化酶基因,命名为AsPKC1,该基因的编码区共含1 116个核苷酸,编码371个氨基酸残基。AsPKC1编码的蛋白序列与已报道的PKC蛋白高度相似,与锦葵科棉花、榴莲和可可树具有较近的亲缘关系,聚于进化树的同一分支;该蛋白的等电点为9.04,分子量为40.43 kD,包含3个糖基化位点和28个磷酸化位点,为非分泌型蛋白,α螺旋和无规则卷曲组成其主要二级结构。实时荧光定量PCR验证实验表明AsPKC1的表达具有组织特异性,并且在结香茎干中持续上调表达,其第9天在白木香茎干中的表达量为对照组的6.52倍。本研究为进一步解析聚酮环化酶基因在沉香标志物2-(2-苯乙基)色酮合成及白木香结香过程中的作用提供了数据支持。     

基于DNA条形码技术的海南龙血树和剑叶龙血树分子鉴定

海南龙血树(Dracaena cambodiana)和剑叶龙血树(Dracaena cochinchinensis)是传统名贵中药血竭在中国的重要基源植物,但其在苗期至成株期之间难以用传统分类学进行鉴定,而DNA条形码技术为这一科学问题的解决提供了可能。本研究利用已经通过形态学鉴定的海南龙血树和剑叶龙血树叶片开发了两种龙血树的DNA条形码,发现ITS2具有较大的变异度,可与来自叶绿体的trnL-trnF作为鉴定的分子标记,并基于变异最大范围构建了分子标记的示意图。为探究龙血树的分子生态学上的进化地位,基于两种龙血树的ITS2序列与其同源的41个物种的ITS2序列构建了分子进化树,发现龙血树属植物与龙舌兰科、百合科组成分支的亲缘关系近于含有天门冬科的分支,此结果为海南龙血树和剑叶龙血树的种质资源鉴定提供了分子标记,并为龙血树属在百合纲确切分类地位的确定提供了理论和技术支持。     

昆虫感觉器官及其在害虫防治中的应用研究

综述了昆虫感觉器官的研究及其在害虫防治中的应用,展望了昆虫感觉器官研究及应用的前景。     

白木香AsFPS2基因的克隆与表达分析

沉香(Agarwood)是一种名贵中药和天然香料,倍半萜是其主要的特征性成分之一.法呢基焦磷酸合酶FPS (Farnesyl pyrophosphate synthase)是萜类化合物生物合成的关键酶之一.本研究根据转录组数据在白木香中克隆一个新的法呢基焦磷酸合酶基因AsFPS2,该基因全长1432 bp,包含一个1287 bp的完整开放阅读框,编码428个氨基酸.AsFPS2具有典型的植物法呢基焦磷酸合酶结构特征包含5个保守的结构域和2个保守的DDXXD基序,与小果沉香(Aquilaria microcarpa)中的法呢基二磷酸合酶蛋白具有86.55％的同源性.AsFPS2基因编码区包含12个外显子和11个内含子.AsFPS2启动子区含有多个应答激素和胁迫的响应元件.表达分析显示,伤害、茉莉酸甲酯和乙烯利处理能显著诱导AsFPS2的表达.研究结果说明AsFPS2可能参与了沉香倍半萜的生物合成,为进一步揭示其在倍半萜积累和沉香形成中的作用打下基础.     

海南龙血树金属硫蛋白基因DcMT3a和DcMT3b的鉴定和表达分析

植物金属硫蛋白通过清除活性氧参与了植物防御反应,是植物胁迫应答的关键蛋白。MT3蛋白是重要的植物金属硫蛋白之一。本研究在对海南龙血树转录组序列进行注释拼接的基础上,利用RT-PCR技术首次克隆了2个DcMT3基因,分别命名为DcMT3a和DcMT3b,GeneBank登录号分别为MF594216和MF594217。结果表明DcMT3a和DcMT3b基因分别编码65个和62个氨基酸,且均具有植物MT3蛋白的典型结构特征,即N端的4个保守性半胱氨酸(cysteine,C)和C端的6个保守性半胱氨酸。进化分析表明DcMT3a和DcMT3b与百合目植物芦笋、马蔺具有较高相似度。亚细胞定位分析发现2个DcMT3蛋白均定位于叶绿体,二级结构也都主要由α螺旋和无规则卷曲构成。表达分析表明DcMT3a和DcMT3b在海南龙血树各组织中具有不同程度的表达,其中果实中的表达量最高。此结果为深入研究植物金属硫蛋白在海南龙血树发育及血竭形成过程中的作用奠定了基础。