苦蘵P450家族基因鉴定与表达分析

细胞色素P450酶(cytochrome P450)广泛参与植物次生代谢,是当前的研究热点。基于苦蘵转录组数据,分析并鉴定了部分苦蘵P450家族基因。共鉴定得到795个可能为P450家族基因的序列片段,并将它们聚类到25个不同的聚类(cluster)中,其中,有12个聚类具有组织特异性表达。最终拼接得到30个苦蘵P450家族基因的全长序列,它们与其他物种P450基因高度同源。进化分析表明,这30个苦蘵P450基因可归为9个P450亚家族。通过定量PCR技术,分析了多个P450基因在果实不同成熟阶段的表达变化。结果表明,9个P450基因随着果实成熟表达量上升,另外9个P450基因表达量则逐渐降低。以果实为材料,分析了P450家族基因在乙烯(ACC)与乙烯抑制剂(1-甲基环丙烯,1-MCP)处理下的表达变化。研究表明,部分P450家族基因在ACC和1-MCP处理下表现出相反的表达模式,这说明P450可能参与乙烯介导的果实成熟过程。克隆了3个果实特异表达的P450家族基因(comp164210、comp131532、comp152181),它们主要定位于细胞质和细胞膜中。本研究为苦蘵药用性状遗传改良提供了有价值的遗传信息。     

红豆杉属植物中紫杉烷类物质含量比较

建立5种紫杉烷类化合物的含量检测方法,并分析研究5种红豆杉(西藏红豆杉、云南红豆杉、南方红豆杉、东北红豆杉、曼地亚红豆杉)中5种紫杉烷类化合物含量差异,为红豆杉种源选育及野生资源保护利用提供理论依据。采用两种流动相的高效液相色谱检测10-脱乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-DAB)、7-表-10-脱乙酰基紫杉醇(10-DAT)、巴卡亭Ⅲ、三尖杉宁碱的含量和紫杉醇的含量。西藏红豆杉、云南红豆杉、南方红豆杉、东北红豆杉、曼地亚红豆杉枝叶中紫杉醇含量分别为0.113 3、0.522 8、0.686 2、1.670 6、1.199 4 mg·g^-1,10-DAB含量分别为0.711 1、0.821 3、0.739 2、0.770 9、0.339 2 mg·g^-1,10-DAT含量分别为0.083 3、0.290 8、0.192 3、0.352 6、0.306 0 mg·g^-1,巴卡亭Ⅲ含量分别为0.190 9、0.828 7、0.442 5、0.771 2、0.289 7 mg·g^-1,三尖杉宁碱含量分别为0.186 0、0.183 2、0.235 3、0.837 5、0.530 4 mg·g^-1。紫杉醇和三尖杉宁碱含量以东北红豆杉最高,曼地亚红豆杉次之;10-DAB含量以曼地亚红豆杉最低,不到其他品种的一半;巴卡亭Ⅲ含量以云南红豆杉最高,东北红豆杉略低;10-DAT含量普遍较低。5种紫杉烷类化合物总含量以东北红豆杉最高,曼地亚红豆杉、云南红豆杉和南方红豆杉含量相近,西藏红豆杉最低。     

镉胁迫对延胡索生理及生物碱积累的影响

研究不同浓度镉(0、100、200、300 μmol·L^-1)胁迫对延胡索(Corydalis yanhusuo)生理及活性成分含量的影响。研究表明,在不同浓度镉胁迫下,叶绿素含量受到抑制,而可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量显著上升,说明延胡索是镉胁迫敏感植物。在镉胁迫下,其中3种主要的抗氧化酶指标均表现出显著变化,说明延胡索的次生代谢系统受到镉胁迫的严重破坏。过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性在不同浓度镉胁迫处理下变化较小,说明CAT和SOD活性对镉浓度不敏感。而过氧化物酶(POD)活性在低浓度镉处理下上升较快,但其在高浓度镉胁迫下逐渐下降,说明高浓度镉破坏了POD活性,降低了植株的毒素分解能力。本研究进一步测定了原阿片碱、小蘖碱、延胡索乙素和脱氢紫堇碱等4种重要的延胡索生物碱在镉胁迫处理下的变化,评价重金属镉污染对延胡索品质的影响。结果显示,上述4种生物碱在镉胁迫下的含量均显著下降,说明镉胁迫破坏了延胡索的质量,对其品质造成严重影响。其中,原阿片碱的生物合成对不同程度的镉污染不敏感,而小蘖碱含量受镉胁迫的影响最大。本研究结果说明,重金属镉严重影响延胡索的各项生理指标,降低了药材的品质,在延胡索栽培过程中须避开重金属污染的土地。     

苦蘵查尔酮合成酶编码基因(PaCHS1)的克隆及表达谱分析

对苦蘵(Physalis angulata L.)成分药理研究的结果表明,苦蘵果实内存在有效抑制肿瘤细胞生长的活性成分。查尔酮合成酶(CHS)在植物黄酮类物质次生代谢过程中起到了重要作用。本研究利用同源克隆的方法获得了苦蘵CHS基因的全长cDNA序列,命名为PaCHS1。序列分析表明,克隆得到的苦蘵PaCHS1基因全长为1 170 bp, 编码389个氨基酸。生物信息学分析表明,PaCHS1是一个不含核定位序列且定位于细胞质和细胞膜为主的蛋白。实验数据也证实了PaCHS1是一个细胞膜和细胞质定位的蛋白。序列对比显示其与多种植物的CHS蛋白序列高度同源,尤其与小金鱼草的MoCHS1亲缘关系最近。实时定量RT-PCR结果表明,在不同组织器官中,PaCHS1均有表达且表达水平有差异。PaCHS1在果实中表达水平最高,而在茎中的表达水平最低。我们又分析了PaCHS1基因在不同激素处理下的表达变化,结果表明,PaCHS1基因的表达水平受到不同激素的调控,茉莉酸(JA)对PaCHS1有强烈的诱导作用,而赤霉素(GA)、乙烯(ethylene)和细胞分裂素(cytokinin)对PaCHS1有强烈抑制作用。对苦蘵PaCHS1基因的克隆和表达图谱研究,可为研究苦蘵以黄酮类物质为代表的次生代谢途径打下基础。