黄花蒿法呢基焦磷酸合酶、紫穗槐二烯合酶双功能酶基因的构建、原核表达与功能鉴定

试验将青蒿素生物合成途径中催化两步连续反应的酶(法呢基焦磷酸合酶和紫穗槐二烯合酶)的基因进行融合,经大肠杆菌表达后鉴定其融合蛋白的功能。结果表明:融合蛋白具有了双功能酶活性。双功能酶基因的构建,为进一步将双功能酶基因转入黄花蒿,提高青蒿素含量奠定了基础。     

R262K点突变将紫穗槐二烯合酶变为(3R)-(E)-nerolidol合酶

倍半萜合酶家族催化单一底物法尼基焦磷酸形成近300多种链式、单环、双环和三环倍半萜烯、醇,进一步的加工修饰产生种类更加繁多的倍半萜衍生物。详细了解倍半萜合酶产物特异性性决定机制将会为倍半萜合酶的理性设计,定向生成新型化合物打下基础。本研究利用定点突变技术,对紫穗槐二烯合酶RxR基序及相关的D300位点进行了点突变,发现保守基序中R262K单点突变后其酶促反应主产物为(3R)-(E)-nerolidol,而R262L突变使酶失去活性,R264K突变则对产物比例无影响,显示保守基序中第一个精氨酸在活性中心疏水环境的维持中非常关键。D300突变结果显示此氨基酸对酶的活性维持非常必要,结合R262突变结果,推测R262和D300间的非键相互作用对酶活性的维持起重要作用。由于RxR基序在倍半萜合酶家族中非常保守,因此其作用是否具有普遍性值得进一步验证。     

GC-MS法测定藏木香栽培品种挥发油的化学成分

[目的]基于气相色谱-质谱(GC-MS)法测定藏木香栽培品种挥发油的化学成分。[方法]采用水蒸气蒸馏法从藏木香栽培品种中提取挥发油,并用GC-MS联用仪对其挥发油的化学成分进行研究。[结果]分离并确认了37种成分,其主要成分是桉叶油二烯5,11(13)-内酯-8,12,异-榄香烯,异-喇叭烯,桉叶油二烯4,11(13)-内酯-8,12。[结论]分析获得的主要化学成分及其功效为藏木香这一天然药用植物资源的人工规范化栽培和进一步综合开发利用提供了科学依据。     

新鲜紫穗槐果实挥发油的化学成分·抗氧化及细胞毒活性

[目的]研究新鲜紫穗槐果实挥发油的化学成分及其抗氧化和细胞毒活性。[方法]水蒸气蒸馏法提取挥发油后,采用GC-MS法检测其成分组成;采用DPPH和β-胡萝卜素法检测挥发油的抗氧化活性,采用SRB法检测挥发油对BGC-823、A-549和He La等3种肿瘤细胞株的细胞毒活性。[结果]从挥发油中共鉴定出40个成分,占挥发油总量的88.65%,主要有γ-杜松烯(19.43%)、α-毕澄茄烯(10.24%)、表圆线藻烯(8.99%)和α-蒎烯(7.22%)等;紫穗槐果实挥发油对DPPH自由基清除率的IC50值为18.25 mg/m L,β-胡萝卜素-亚油酸法检测1.8 mg/m L紫穗槐果实挥发油的抑制率为25.08%;对BGC-823、A-549和He La等3种肿瘤细胞的细胞毒IC50值分别为37.597、46.733和48.656μg/m L。[结论]紫穗槐果实挥发油的抗氧化活性较弱,但具有较好的肿瘤细胞毒活性。     

抗松材线虫病马尾松种源的抗性相关基因分析

为了从转录组水平探讨抗病马尾松种源对松材线虫的响应机制。以抗病马尾松GD5种源为试验材料，普通马尾松SX1种源为对照，利用RNA-seq技术通过Illumina高通量测序平台对松材线虫诱导前后的试验材料进行转录组测序和差异基因表达分析。试验共获得65 889条unigenes，平均长度为906.85 bp，其中40 478条（61.43%）unigenes基于Nr、GO、COG、KEGG等多个公共数据库获得了功能注释。抗病马尾松GD5种源在接种松材线虫后差异表达基因数量为3 247条，包括2 308条基因表达显著上调，939条基因表达显著下调。其中有1 961条（60.39%）差异表达基因被注释到GO数据库中，有504条（15.52%）差异表达基因被注释到233 条pathway。普通马尾松SX1种源在松材线虫诱导过程中产生了更多的差异表达基因。两个马尾松种源富集的GO条目和pathway差异也较大。抗病马尾松GD5种源体内编码醛脱氢酶的5条基因和编码超氧化物歧化酶、过氧化物酶体原蛋白以及细胞色素b2的基因表达均显著上调，醛脱氢酶基因不仅富集于抗坏血酸和醛酸代谢途径中，还参与β-丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、精氨酸和脯氨酸等氨基酸的代谢途径；参与氨基糖和核苷酸糖代谢途径的6条几丁质酶基因表达均显著上调；参与单萜生物合成的短链脱氢酶/还原酶2b及参与倍半萜和三萜生物合成的长叶烯合酶基因表达均显著上调，而参与二萜类生物合成的1(10),5-格玛吖啶-4-醇合酶、萜烯合酶、α-松油醇合酶、异丙二烯合酶以及2-甲基-3-丁烯-2-醇合酶等表达均显著下调。抗病马尾松GD5种源对松材线虫的胁迫响应是多基因和多信号途径共同参与调控的复杂防御反应，是全局性系统性的响应模式。与抗性相关的醛脱氢酶、几丁质酶等编码基因为后期相关抗性基因的研究提供了参考。     

PTP1B抑制剂1-（2,4-二羟基苯）-3-（萘-2-基）丙-2-烯-1-酮的合成及生物活性研究

以2,4-二羟基苯乙酮为起始原料,经过氯甲基甲醚保护、克莱森-施密特缩合和脱保护3步反应,合成了化合物1-（2,4-二羟基苯）-3-（萘-2-基）丙-2-烯-1-酮（3）。采用IR、^1H—NM R、^13C-NMR、MS等进行了结构表征。通过比色法对化合物1-（2,4-二羟基苯）-3-（萘-2-基）丙-2-烯-1-酮（3）进行蛋白酪氨酸磷酸酶PTP1B（protein tyrosine phosphatase1B,PTP1B）抑制活性测定,结果显示化合物3质量浓度为20μg／mL时,化合物3的PTP1B酶抑制率分别为93．45％,表明化合物3具有较好的PTP1B酶抑制活性。     

3β,7α,11α-三羟基-孕甾-5-烯-20-酮-20-肟的合成

利用毛霉516对孕甾烯醇酮进行生物转化,得到了两个转化产物。通过IR、MS、1HNMR、13CNMR和2DNMR等波谱方法检测化合物结构,确证其结构分别为3β,7α,11α-三羟基-孕甾-5-烯-20-酮(2)和3β,7α,-二羟基-孕甾-5-烯-20-酮(3)。对生物转化产物(2)进行化学修饰,得到一个新化合物,通过波谱学方法,确证其结构为3β,7α,11α-三羟基-孕甾-5-烯-20-酮-20-肟(4)。     

2株红树内生真菌共培养产生的甾醇类化合物的分离鉴定

将来自南海红树林的内生真菌E33和K38混合发酵共培养,从菌丝体中分离到9种代谢产物,利用波谱技术确定它们为:24-甲基胆甾-5,24(28)-二烯-3β,15β,19-三醇(化合物1)、24-甲基胆甾-5,24(28)-二烯-3β,19-二醇(化合物2)、3β,11α-二羟基麦角甾-8,24(28)-二烯-7-酮(化合物3)、(22E,24R)-麦角甾-5,22-二烯-3β-羟基-7-酮(化合物4)、(22E,24R)-6β-甲氧基麦角甾-7,22-二烯-3β,5α-二醇(化合物5)、22E,24R-25α,6α-环氧麦角甾-8(9)22-二烯-3β,7α-二醇(化合物6)及麦角甾醇、过氧化麦角甾醇和(22E,24R)-麦角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇,其中化合物1、2为首次从海洋红树林真菌里分离得到.化合物1～6以往未从单独发酵的两菌中分离得到.     

半干旱地区不同油松混交林的油松生长特征及植物多样性研究

以辽西半干旱地区不同类型的油松混交林为研究对象,采用比较分析的方法,综合分析了6种类型林分在层次结构、径阶分布、植物多样性3个方面的特征,旨在选择出适合本地区的最优油松阔叶水土保持林。结果表明:油松-山杏、油松-紫穗槐两种林分具有较好的空间结构层次,油松-山杏、油松-刺槐、油松-紫穗槐3种林分具有较好的径阶生长结构,油松-小叶锦鸡儿、油松-黄栌、油松-紫穗槐3种林分树高与胸径生长最优,油松-紫穗槐、油松-刺槐、油松-黄栌3种林分具有较高的植物多样性。综合各林分类型的生长特征及植物多样性特点,油松-紫穗槐林分为该地区最优的水土保持林类型;油松-刺槐、油松-黄栌水土保持林表现次之;油松-山杏、油松-小叶锦鸡儿林分排在第3位;油松纯林为最差。油松-紫穗槐混交林应成为辽西半干旱地区重点发展的一个水土保持林类型。     

紫穗槐种籽油及种皮挥发油化学成分的研究

本文采用气相色谱法分析鉴定了紫穗槐种籽油的脂肪酸成分,其主要成分为亚油酸,占脂肪酸总量的62.79％。用气相色谱保留指数(I_(TP))定性法和色谱—质谱—计算机联用测定分析了紫穗槐种皮挥发油,鉴定了其中25个化合物,主要成分有β—石竹烯(7.78％),γ—桉藦烯(16.5％),α—香橙烯(6.09％),γ—杜松烯(10.29％),杜松烯(16.8％)。     

异黄酮的生物合成途径及其调控

异黄酮是一类次级代谢产物,大多存在于豆科植物中,是苯丙烷类代谢途径的一个分支。异黄酮生物合成的关键酶包括苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、异黄酮合酶(IFS),能够在转录和转录后水平对异黄酮的生物合成进行调控,在转录水平上诱导它的生物合成的因素包括代谢工程的方法、光照、昼夜规则、茉莉酮化合物等。在豆科植物中提高异黄酮的产量和在非豆科植物中产生异黄酮将对农业和食品业产生重大的影响。     

绿豆幼苗发育初期叶绿素生物合成的研究

为了探讨被子植物幼苗发育初期Chl生物合成和调控机制,本文采用不同波长的光照和抗生素处理,分析了光照诱导绿豆黄花幼苗发育初期Chl含量的变化和抗生素对Chl生物合成的影响.结果表明：绿豆黄化幼苗在光照最初4 h,单色光有利于Chl生物合成;光照4 h后,单色光不利于Chl生物合成;同时单色光能够诱导提早Chl b生物合成,BL的作用大于RL1和RL2;脉冲光可以诱导Chl生物合成;抗生素实验显示,在光照2 h内,Chl生物合成过程不受质体和细胞核的调控;光照2 h以后,细胞核对Chl 生物合成有明显的调控作用,光照12 h后叶绿体的发育对Chl生物合成有明显的作用.本实验从亚细胞器水平探讨了绿豆幼苗发育过程Chl生物合成的可能调控机制.     

巴西橡胶树天然橡胶生物合成中关键酶及相关基因研究进展

简要介绍了天然橡胶类异戊二烯的生物合成途径,重点阐述了巴西橡胶树天然橡胶生物合成中关键酶及相关基因的研究进展,提出了巴西橡胶树类异戊二烯生物合成途径中尚待继续探讨的几个问题。     

巴西橡胶树橡胶生物合成调控的研究进展

天然橡胶的生物合成是一种典型的植物类异戊二烯的次生代谢途径.本文介绍了天然橡胶类异戊二烯生物合成过程中的关键酶,阐述了割胶、乙烯及茉莉酸对巴西橡胶树天然橡胶生物合成关键酶及相关基因的影响,提出了新型刺激剂的发展方向.     

半边旗抗肿瘤有效成分6F对HL-60细胞的 DNA、RNA及蛋白质生物合成的抑制作用

目的：从DNA、RNA及蛋白质生物合成的角度探讨半边旗有效成分6F抗肿瘤的作用机理。方法：用台盼蓝拒染法测定细胞成活率；[^3H]—TdR，[^3H]—UTP和[^3H]—Leu参入法分别测定细胞DNA、RNA及蛋白质生物合成的水平。结果：6F对HL—60细胞生长有强烈的抑制作用，且具明显的时间和剂量效应关系。6F明显抑制HL—60细胞DNA、RNA及蛋白质生物合成，呈剂量依赖关系。6F对蛋白质合成的抑制作用最强。结论：6F对HL—60细胞生长有强烈的抑制作用，抑制细胞DNA、RNA，特别是蛋白质的生物合成是6F抗肿瘤作用的可能机制之一。     

短期遮阴对茶树嘌呤碱、氨基酸和儿茶素生物合成的影响

研究了遮阴处理对茶树嘌呤碱、氨基酸和多酚类化合物生物合成的影响。对一年生茶树扦插苗短期遮阴处理后,通过高效液相色谱和荧光定量PCR技术分别对茶树三大代谢产物含量(嘌呤碱代谢,氨基酸代谢,多酚类代谢)及生物合成途径中关键基因的表达水平进行检测。结果表明,短期遮阴处理使得儿茶素总量略下调,可抑制咖啡碱的合成,大幅提高氨基酸的合成。遮阴8 d可以使其氨基酸总量增加58.5%,其中茶氨酸含量增加了近6倍。从基因表达差异分析来看,短期遮阴处理对一些基因的表达影响很大,如TCS1、PAL、F3'H和ANR2。遮阴处理对茶树扦插苗中嘌呤碱、氨基酸和多酚类化合物的生物合成有一定的影响作用。     

植物萜类合成酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原酶研究进展

综述了近年来植物萜类合成酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原酶（DXR）的研究进展,指出DXR是萜类物质生物合成途径中的关键酶,从植物中克隆出的DXR基因结构相似,表达于植株的大部分器官中;它们大多与植物体内萜类物质的合成有关,植株体内上调DXR基因有可能增加萜类物质的含量。     

高等植物脱落酸生物合成及其信号转导研究进展

介绍了近年来高等植物体脱落酸（ABA）生物合成缺陷型及反应敏感性突变体、逆境胁迫下ABA的合成、ABA生物合成途径以及ABA信号的细胞识别与转导等几方面的研究进展。     

油菜原花色素合成途径基因的克隆及进展

原花色素是类黄酮生物合成途径的终端产物,其基因调控网络在拟南芥、葡萄等基因组已经测序的植物中得到充分阐释。种皮中原花色素的积累与种子颜色、种子休眠和寿命有关。油菜种皮中原花色素的积累决定种皮颜色,同时影响种子的油分含量。本文综述了通过图位克隆、同源克隆和电子克隆等途径克隆油菜原花色素合成途径基因的进展,分析了在油菜中已经克隆的部分原花色素合成途径基因与种皮颜色的关系,提出了如何利用已经公开的油菜、白菜基因组序列通过筛选BAC文库得到基因不同拷贝的全长序列的综合路径,列举了笔者运用该方法已经克隆的部分原花色素合成途径基因拷贝数,以期揭示油菜原花色素形成积累的基因调控网络。     

外源Ca2+、Mg2+、Cu2+和吖啶黄素对刺梨果实维生素C合成的影响

【目的】研究二价金属离子和传统抑制剂对刺梨果实维生素C合成的调控作用。【方法】以‘贵农5号’刺梨为材料,采用离体喂饲和活体注射相结合的方法,研究Ca2+、Mg2+、Cu2+等二价金属离子及吖啶黄素、石蒜碱等有机抑制剂对刺梨果实半乳糖内酯脱氢酶（GalLDH）活性和维生素C（AsA）合成的影响。【结果】Ca2+、Mg2+两种离子对初纯化的GalLDH酶活性有一定的促进作用,Cu2+则显著抑制其活性;当用金属离子与AsA合成底物半乳糖内酯（GalL）共同喂饲果肉时,Ca2+、Mg2+两种离子未有效促进AsA合成,Cu2+处理下的刺梨果肉中AsA含量甚至显著降低;在刺梨果实发育过程中,注射Ca2+对活体果实AsA合成有明显促进作用,Mg2+的作用不明显,而Cu2+依然表现出对AsA合成的抑制作用。吖啶黄素能抑制初纯化GalLDH酶液约70%的活性,而石蒜碱的抑制作用较小（约30%）,但两者在离体喂饲处理中对AsA合成表现出相似的抑制效果;活体注射处理时,吖啶黄素在处理后期对AsA合成表现出较明显的抑制作用,石蒜碱则无此效应。【结论】外源增Ca2+可促进刺梨果实AsA合成和积累,而Cu2+和吖啶黄素则有抑制作用。