鹅掌楸属树种种源试验研究

以木兰科鹅掌楸属的2个种，即中国鹅掌楸和北美鹅掌楸的17个种源试验林为材料，分析了各种源12a生时的生长量。结果表明：生长量在两个种间差异明显，北美鹅掌楸明显优于中国鹅掌楸；同时，生长量在种内不同种源间也存在显著差异，而种源内个体间差异不显著。对中国鹅掌楸12个种源的生长量与地理、气候因子的相关分析结果表明中国鹅掌楸的生长量有从南至北逐渐增加的趋势，呈现出渐变群的地理变异模式；而生长量与气候因子相关不大。通过聚类分析，可将中国鹅掌楸12个种源分为两大类。     

薄荷属植物染色体观察

对薄荷属植物3个种类及薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)的4个栽培品种的染色体进行了观察.结果表明,薄荷属植物染色体基数x=12,染色体大小为0.43～1.93 μm,多倍化现象非常普遍.其中椒样薄荷(M. piperita Linn.)2n=6x=72,留兰香(M. spicata Linn.)2n=8x=96,圆叶薄荷(M. rotundifolia Huds.)2n=3x=36,薄荷品种39、687和Fu-1 2n=6x=96,品种738为非整倍体,2n=90.     

椒样薄荷的组织培养研究

对椒样薄荷组织培养的外植体进行了筛选,并对影响增殖与生长的激素种类及浓度进行了研究.结果表明,不同材料的外植体和激素种类及浓度对椒样薄荷的组织培养都有显著影响.选用茎尖作为外植体,有利于降低污染率和提高启动率;不定芽诱导的最佳激素组合为1.0mg/L6-BA+0.2mg/LNAA;继代增殖的最适激素组合为1.5mg/L6-BA+0.2mg/LNAA;生根诱导的最佳激素组合为0.5mg/L6-BA+0.3mg/LNAA.     

薄荷MhLS基因的克隆及生物信息学分析

柠檬烯合酶(limonene synthase,LS)催化合成薄荷挥发油主要单萜类化合物的共同合成前体。为了更深入地了解柠檬烯合酶,首次从国产薄荷品种738中克隆到柠檬烯合酶基因MhLS的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长度为1 797 bp,编码599个氨基酸。蛋白质分子质量约为70 ku、理论等电点pI为5.3,亮氨酸(Leu)所占比例最高,而半胱氨酸(Cys)所占比例最低。MhLS基因推导的氨基酸含有植物萜类合酶(Terpene_cyclase_plant_C1)保守区域,具有典型的类异戊二烯合成酶(Isoprenoid_Biosyn_C1)超家族结构域。本研究所获得的MhLS与薄荷属其他种所获得的MhLS基因编码的氨基酸序列高度相似。     

金银花糖基转移酶基因LjUGT71E1的克隆及原核表达

糖基化广泛存在于生物体中,具有非常重要的作用,而糖基转移酶则是催化糖基化反应的关键酶。本研究根据转录组数据库,设计引物从金银花(Lonicera japonica Thunb.)中克隆得到一个糖基转移酶编码基因LjUGT71E1,序列分析表明该基因的CDS为1 503 bp,理论可编码氨基酸数目为501,等电点(p I)预测为5.09,理论分子量为55 579.71 Da。多重序列比对表明LjUGT71E1与其它植物UGT71家族成员在序列上保守性很高,并且其C端具有催化植物次生代谢产物糖基化的糖基转移酶所具有的保守的PSPG-box基序。系统发生分析表明LjUGT71E1与人参(Panax ginseng)和甜叶菊(Stevia rebaudiana)的UGT71E亚家族成员聚为一支。荧光定量PCR分析表明,该基因在金银花的五个花期均有表达,在幼蕾时期相对表达量达到峰值。进一步构建了LjUGT71E1基因的原核表达载体并且在大肠杆菌中诱导表达得到重组蛋白,为后续的功能研究提供了基础。     

薄荷属植物的数量分类

选取30个主要性状,对薄荷属6个种38个居群进行了数量分类研究。Q型聚类分析结果表明,叶的平或皱是较稳定的,可以作为薄荷属植物分类的主要标准。按照"欧氏距离远近"原则,Q型聚类分析可以比较理想地将38个居群在L3=0.618水平上分为5个系,即日本薄荷系、灰薄荷系、薄荷系、唇萼薄荷系、椒样薄荷系,其中日本薄荷系又可分为日本薄荷亚系和皱叶留兰香亚系,椒样薄荷系又可分为椒样薄荷亚系与留兰香亚系。R型聚类分析基本上能反映性状间的相关性,可以为今后进一步进行性状的取舍和观测提供定量化的依据。     

薄荷GPPS基因的克隆与表达分析

牻牛儿基焦磷酸合酶(GPPS Geranyl diphosphate synthase)为短链异戊烯基合酶家族成员,催化1分子的IPP与DMAPP形成GPP,为单萜提供碳骨架。实验从我国薄荷品种"738"中克隆了GPPS大小亚基cDNA全长序列,对其进行序列分析,并研究GPPS基因在薄荷根、茎、叶、花中的相对表达量。结果:GPPS大亚基cDNA序列ORF全长1131 bp,编码377个氨基酸,GPPS小亚基cDNA序列ORF全长942 bp,编码313个氨基酸。研究获得的GPPS基因所编码氨基酸与薄荷属其他种的GPPS氨基酸序列高度相似。GPPS大亚基基因在薄荷品种"738"不同组织中均有表达,幼叶中的表达量最高。     

金银花香豆酸-3-羟化酶基因LjC3H2的克隆及表达分析

香豆酸-3-羟化酶(C3H)是催化绿原酸生物合成的关键酶之一。本研究在金银花中克隆得到一个与前人报道的LjC3H同源的基因,命名为LjC3H2(Gen Bank登录号:KX845342),利用生物信息学方法对该基因的序列特征、家族分类、保守结构域、系统发生等进行了分析,并利用荧光定量PCR研究了该基因在金银花花发育过程中的表达模式。研究结果表明该基因编码框全长1 521 bp,编码506个氨基酸残基,理论等电点为8.92,理论分子量为57.4 k D。LjC3H2与其它植物C3H同属于细胞色素P450家族CYP98A亚家族,亚家族成员之间序列上高度保守,都含有保守的细胞色素P450结构域及保守基序,包括Heme-binding region、PERF motif、K-helix region和I-helix region。系统发生分析表明金银花两个C3H聚为不同的分支,LjC3H2与刺苞菜蓟C3H和桔梗的C3H聚为一支。荧光定量PCR结果表明LjC3H2在幼蕾期的表达水平最高,在金花期最低,整体表达水平随着花的发育呈整体下降趋势;而LjC3H除绿蕾期外整体上呈表达上升的趋势,两个C3H在花的发育过程中呈现出相反的表达模式,这可能是由于在植物进化过程中底物特异性和催化特异性的进化而导致的功能分化。该研究为金银花绿原酸生物合成机制的研究提供了重要的信息。