大麻CBDAS基因家族成员的全基因组鉴定及表达分析

为了探究大麻二酚酸合成酶基因(CBDAS)家族在大麻中的功能,利用生物信息学方法对大麻二酚酸合成酶基因(CBDAS)进行了全基因组鉴定,并系统分析其理化特性、进化发育、基因结构、启动子顺式结合元件及表达模式.结果表明,大麻CBDAS基因家族包含5个成员,仅分布在2,7号染色体上;理化性质分析显示,大麻CBDAS基因家族编码的氨基酸数目为541～545 aa,分子质量为介于61.49～62.41 ku,等电点为6.90～9.00;系统进化分析显示,来自植物、动物和微生物的33个CBDAS基因可分为3个家族,多数CsCBDAS基因家族成员属于同一亚家族;启动子区顺式作用元件预测表明,CsCBDAS基因家族成员均富含光响应元件;组织特异表达分析显示,CsCBDAS1和CsCBDAS2在雌蕊中表达最高,CsCBDAS4、CsCBDAS5在根中表达量最高;大麻CBDAS基因在高大麻二酚(CBD)和低CBD含量品种的表达模式不同,CsCBDAS1表达量在高大麻二酚(CBD)品种中高于低CBD含量品种;外源重金属Cd处理CsCBDAS4和CsCBDAS5基因表达量显著上调表达;CsCBDAS1、CsCBDAS2及CsCBDAS5表达量在黑暗和光照处理间表现出显著差异,光照处理下,CBDAS1基因表达量显著低于黑暗处理,而CsCBDAS2及CsCBDAS5的表达量高于黑暗处理.这些基因可能参与大麻的生长发育与大麻素的合成,该研究为后续大麻CBDAS基因家族的功能研究奠定了基础.     

单宁酸在抗菌及伤口愈合中的研究进展

单宁酸是一种高分子量的水溶性多酚,广泛存在于多种类型植物中.因其独特的结构特性赋予单宁酸突出的化学性质和多种生物活性,尤其对多种病菌具有较强抗菌活性,同时能促进细胞增殖、组织再生和伤口愈合,受到国内外生物医学领域学者的广泛关注.文章重点阐述单宁酸在抗菌及伤口愈合中的研究进展,并展望单宁酸用于麻纤维上制备新型医用材料的研...     

亚麻全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association studies)是研究作物表型多样性遗传基础的方法之一,在连锁标记开发、目的基因挖掘和复杂性状的遗传研究等方面具有重要作用,为揭示作物复杂农艺性状的遗传机理提供了研究思路.文章简要介绍了全基因组关联分析的原理及方法步骤,论述其在亚麻农艺、品质及...     

红麻HcWRKY20基因的克隆与表达特征分析

WRKY转录因子为植物中一类重要的转录因子,在调控植物生长、发育及响应外界胁迫方面发挥重要作用。基于红麻转录组数据,研究克隆了红麻转录组WRKY20基因,并命名为HcWRKY20。HcWRKY20基因CDS全长1512 bp,编码503个氨基酸,预测蛋白大小为55.77 KD,等电点为7.33。此外,HcWRKY20含有两段保守的WRKYGQK七肽序列和两个C2H2锌指结构,属于Ⅰ类WRKY转录因子。系统进化树分析表明,HcWRKY20与雷德蒙氏棉、陆地棉及二倍体棉亲缘关系较近。HcWRKY20基因表达特征分析表明,该基因在根和叶中表达量较高;受外源水杨酸(SA)、Cd和Na Cl处理的诱导,但油菜素内酯(BR)处理抑制了HcWRKY20的表达。HcWRKY20可能在红麻非生物胁迫应答中起到了重要的调控作用。     

籼稻品种‘BP360e’抗褐飞虱遗传分析及基因定位

[目的]本研究旨在发掘水稻抗褐飞虱基因,为抗褐飞虱品种培育提供有用的基因资源。[方法]利用印尼抗褐飞虱籼稻品种‘BP360e’与感虫品种‘02428’分别构建F2∶3和BC2F2∶3分离群体,采用苗期集团法进行抗褐飞虱表型鉴定。利用151对均匀分布在水稻12条染色体的多态性标记,选取F2∶3群体中的极端个体进行初连锁分析,构建具有连锁迹象的染色体连锁图谱进行QTL(quantitative trait loci)检测。再利用BC2F2∶3群体验证F2∶3群体检测到QTL的可靠性。[结果]在第4染色体标记RM16382与INDEL4-5之间,约15.3 c M的区间内检测到1个抗褐飞虱主效QTL,LOD值为14.4,贡献率为56%,将其命名为QBph4。用BC2F2∶3群体重复检测到该QTL。该区间包含已克隆的抗褐飞虱基因Bph3。序列分析表明,QBph4可能为Bph3的一种新的等位基因。[结论]‘BP360e’高抗褐飞虱,其抗性受1对主效QTL控制,该抗性基因的发掘为水稻抗褐飞虱分子机制阐明及新品种培育奠定了基础。     

大麻GRAS转录因子家族的全基因组鉴定及镉胁迫下表达分析

GRAS转录因子在植物生长发育及抗逆境胁迫中具有重要作用。本文对大麻GRAS转录因子家族进行了全基因组鉴定,对其理化性质、系统进化发育、基因结构、基因间的共线性关系进行了分析,并利用云麻1号及内蒙古小粒大麻的转录组数据分析其在镉胁迫下的表达量变化。结果表明,大麻基因组中鉴定出54个GRAS基因,96.30%的基因编码酸性蛋白,长度为415~757 aa,分子质量为46,405.05~85,748.52 kD,等电点为4.77~8.54,划分为9个亚家族,其中PAT1、LS、SHR、HAM保守性较高,PAT1、LISCL、CsGRASA出现大量基因串联重复,CSGRAS12基因在5种植物的共线性分析中均存在。将2个大麻品种进行镉胁迫处理发现,云麻1号株高下降10.48%,鲜重下降6.33%;内蒙古小粒大麻株高下降66.07%,鲜重下降42.67%,表明云麻1号较内蒙古小粒大麻更耐镉胁迫。云麻1号的54个GRAS基因中,42个(77.78%)基因表达上调1.05~18.10,11个(20.37%)基因表达下调0.13~0.91;内蒙古小粒大麻的54个GRAS基因中,27个(50.00%)基因表达上调1.01~6.46,27个(50.00%)基因表达下调0.30~0.96。将两者GRAS基因进行同源基因鉴定并分析其表达情况发现,耐镉品种云麻1号中40个同源GRAS基因较内蒙古小粒大麻在镉胁迫下的上调或下调幅度更明显,表明这些GRAS基因与镉胁迫有明显相关性。本文可为挖掘和验证大麻GRAS基因提供参考。     

红麻非生物逆境胁迫响应基因HCWRKY71表达分析及转化拟南芥

WRKY转录因子在植物响应非生物逆境胁迫过程中具有重要的调控作用。本研究根据红麻转录组unigene序列(CL3883.Contig4),设计引物进行PCR扩增,经sanger测序获得全长为957 bp的HcWRKY71基因cDNA序列。该基因开放读码框为957 bp,编码1个含有318个氨基酸的蛋白,具有1个WRKY功能保守结构域,属于II类WRKY转录因子。在盐胁迫下,HcWRKY71基因表达量随NaCl溶液浓度升高而增加;在干旱胁迫下,HcWRKY71基因表达量随干旱胁迫时间的增加呈现先下降再上升然后再下降的趋势;在重金属镉胁迫下,HcWRKY71基因表达量随CdCl2溶液浓度的增加而降低。表明该基因表达受盐、干旱和重金属镉胁迫的诱导。利用农杆菌介导花序浸染法将该基因转化拟南芥发现,HcWRKY71基因提高了转基因拟南芥幼苗的耐盐性,这为进一步研究HcWRKY71基因的耐逆机制奠定了坚实的基础。     

工业大麻中大麻二酚提取工艺优化和生物活性分析

为优化工业大麻中CBD提取工艺,建立CBD高效液相分析方法,评估CBD体外酶抑制活性和抗氧化活性,拟通过设计单因素实验,以溶剂种类、超声时间、料液比、提取次数为影响因素,CBD含量为评价指标优化提取工艺,并通过检测CBD对黄嘌呤氧化酶、多酚氧化酶的抑制率及ABTS自由基的清除率监测其体外酶抑制活性。结果表明:甲醇为提取溶剂、提取2次、超声10 min、料液比1:20 g/mL为最佳提取条件。生物活性实验表明CBD能明显抑制酶活,其对XOD、PPO、ABTS的C50分别为1.18μg/mL(40s)、1.03μg/mL (60s)、4.99μg/mL和1.68μg/mL。该工艺操作简单、稳定可靠、成本较低,为工业大麻花叶中CBD的提取及定性定量提供一种新的技术方法,且该方法提取的CBD酶抑制活性和抗氧化活性好,具有重要的药用价值。     

玉竹蔗糖合成酶（SUS）基因家族的鉴定、表达分析及PoSUS1基因的克隆

多糖是玉竹的质量标志物，在免疫调节、抗肿瘤等方面具有显著的药理作用。作为多糖合成的关键酶之一，蔗糖合成酶（sucrose synthase, SUS）一直是揭示植物多糖合成的重要研究内容。基于转录组序列信息，本研究利用生物信息学手段对玉竹SUS基因家族及其成员进行鉴定，并利用荧光定量PCR(qPCR)对其成员表达模式进行分析。结果表明：玉竹转录组共获得8个具有ORF序列的PoSUS基因家族成员，其编码蛋白质含有111～310个氨基酸，分子量为12.81～35.43 kDa，其理论等电点为5.83～9.18。系统进化树分析表明，8个PoSUS基因家族成员可分为3个亚家族，其中第Ⅲ亚家族基因成员数目最多。亚细胞定位预测显示大多数PoSUS蛋白定位在叶绿体。基因表达模式分析表明，PoSUS1和PoSUS6基因在多糖积累的根茎组织中表达量最高，且高多糖种质HN1中PoSUS1和PoSUS2表达量显著高于低多糖种质AH2。此外，本研究还从种质HN1和AH2克隆得到PoSUS1基因CDS序列，其编码蛋白在2份种质间存在3处氨基酸差异，且这些差异位于PoSUS1蔗糖合成酶结构域。本研究结果为深入研究...     

基于SNP标记的穞稻与栽培稻的遗传多样性分析及萌发耐淹性评价

旨在分析穞稻与栽培稻间的遗传多样性,为穞稻的保护和开发利用提供分子依据。以包括穞稻在内的48份水稻种质资源为试验材料,利用1K mGPS SNP芯片进行基因分型,使用PowerMaker 3.25软件进行UPGMA聚类分析。结果表明,4785对多态性SNP标记共检测出9570个等位基因,平均每对标记检测出2个等位变异;多态性信息含量(PIC)变化范围为0.0400~0.5957,平均值为0.3123,基因多样性指数(GD)变化范围为0.0408~0.6667,平均值为0.3839。UPGMA聚类分析将48份参试种质划分为2个亚群,即籼稻亚群和粳稻亚群,其中穞稻分属于粳稻亚群。厌氧萌发耐受性评价表明,穞稻具有很强的耐低氧萌发能力,可为适宜直播水稻的培育提供重要的种质基础,同时本研究为穞稻优异基因的挖掘和利用提供理论基础。