基于转录组测序的金柑类黄酮糖基转移酶基因的初步分析

植物体内类黄酮通常以糖基化的形式存在,其糖基化由UDP–糖基转移酶(UDPglycosyltransferase,UGT)催化完成。以‘浏阳金柑’果实为研究对象,利用UPLCG2-SQTOF技术对其类黄酮种类进行鉴定,共检测出11种类黄酮,包括C–葡萄糖苷类黄酮、C–新橙皮糖苷类黄酮和O–新橙皮糖苷类黄酮。基于转录组测序,筛选出49个金柑果实发育过程中高表达的UGT基因。进化分析显示,13个高表达的FcUGT可能参与了类黄酮的糖基化修饰过程。其中,1个FcUGT编码C–葡萄糖基转移酶,参与了C–葡萄糖苷类黄酮的修饰过程;9个FcUGT编码7–O–葡萄糖基转移酶,可能参与了O–新橙皮糖苷类黄酮的修饰过程;3个FcUGT编码1,2–鼠李糖基转移酶,可能参与了O–或C–新橙皮糖苷类黄酮的修饰过程。     

植物类黄酮的生物合成及其抗逆作用机制研究进展

类黄酮是一类具有“黄烷”骨架的数千种衍生产物的次生代谢物质,其生物合成通路错综复杂,部分通路和相关蛋白酶已被解析和鉴定。类黄酮在植物的生长发育、花和果实的品质形成中起到重要作用。研究表明,植物类黄酮在各类胁迫下响应,有效提高了植物应对胁迫的耐性和抗性。本文综述了类黄酮在植物中的生物合成通路和分子调控机制,类黄酮在植物应对不同胁迫时的响应和作用机制,以及类黄酮未来研究的发展方向,以期为定向培育高抗性、具备深加工和产品开发的园艺作物品种提供理论支撑。     

银杏类黄酮研究进展

类黄酮是植物体内最重要的次生代谢物之一,在植物的生长、发育、抗逆境胁迫等多种生物进程中发挥着重要的作用,同时对人类的健康也具有多种保健与药用功能。该文在参考近年来国内外与类黄酮和银杏类黄酮相关研究的基础上,对银杏类黄酮分类、植物体内类黄酮生物合成途径以及银杏类黄酮生物合成相关基因克隆等进行了归纳与分析,旨在为银杏类黄酮更广泛、更深入的研究提供新的思路。     

葡萄次生代谢UDP-糖基转移酶研究进展

UDP-糖基转移酶催化糖基转移反应,将糖基从活化的供体分子转移到受体分子上,从而调节受体分子在细胞内和机体内的性质,如生物活性、溶解性、可转运性。糖苷化是葡萄次生代谢很普遍的修饰反应,在次生代谢产物合成、贮存方面发挥重要功能。综述了与葡萄次生代谢产物生物合成相关的UDP-糖基转移酶的生化及分子生物学研究进展,并对今后这一领域需要进一步研究的问题作了讨论。     

植物类黄酮生物合成的分子调控

类黄酮是一类重要的多酚类次生代谢物,在植物中分布广泛,具有抗菌、抗氧化等重要功能。围绕类黄酮生物合成,概述了类黄酮合成途径中的重要基因以及生物合成调控的分子机制等方面的研究进展,以期从分子角度为提高类黄酮合成提供一定的理论基础。     

糖基转移酶在花瓣色泽形成中的作用研究进展

糖基转移酶属于催化糖基转移反应的超基因家族的一类酶.糖基化修饰能丰富花青素的结构,调节其水溶性、稳定性和可转运性,决定植物色泽形成.对参与观赏植物花色素成分合成代谢的糖基转移酶的种类及其生化、分子生物学研究进行梳理,并对其在蓝紫色、橙色—紫红色以及黄色等主要花瓣色泽形成中的作用进行归纳,展望色泽相关糖基转移酶的研究方向...     

植物黄酮醇生物合成及其调控研究进展

植物黄酮醇具有广泛生物活性,其生物合成及其调控研究日益增多,逐渐成为热点。对黄酮醇生物合成关键酶（FLS、F3H、F3′H、F3′5′H、UGT）和调控因子（如MYB等转录因子）相关的生化与分子生物学研究进展进行总结,重点对相关结构基因和转录因子对黄酮醇积累发挥关键作用的试验证据进行归纳,探索调控黄酮醇物质积累的有效途径及靶标分子,以期为利用基因工程定向积累具有重要生物学功能的黄酮醇物质提供参考。     

柑橘4CL基因家族的结构及其功能分析

植物中编码类黄酮和木质素生物合成关键酶,4–香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)的基因通常是家族基因。通过生物信息分析,从克里曼丁橘(Citrus clementina)基因组数据库中筛选出若干条拟为4CL基因的序列。通过对其蛋白结构进行分析,发现其中仅有3个基因具有典型的4CL家族基因的特性。聚类分析结果表明柑橘Cit4CL1聚到ClassⅠ,Cit4CL2和Cit4CL3聚到ClassⅡ。利用荧光定量PCR(q PCR)对北京柠檬不同组织和发育过程中的果实Cit4CL的表达进行分析,发现各成员的表达存在明显的差异,其中Cit4CL1的表达水平与类黄酮含量呈显著正相关,说明该基因对调控柑橘类黄酮的生物合成具有重要作用。Cit4CL2和Cit CL3的表达与类黄酮的含量相关性不显著,但其表达的组织特异性和木质素生物合成较为活跃的组织明显相关,表明这两个基因是与木质素生物合成相关的基因。     

鱼腥草糖基转移酶基因UGT75C1 的克隆及原核#br# 表达

 根据已经获得的鱼腥草UGT75C1 转录本序列设计1 对引物,采用RT-PCR 方法获得UGT75C1 基因cDNA 序列,并对UGT75C1 蛋白进行理化性质分析,并预测该蛋白功能;利用实时荧光定量PCR 方法检测了UGT75C1 基因在鱼腥草的地下茎、地上茎、叶、花中的表达情况,将克隆得到的UGT75C1 基因完整开放阅读框连接到原核表达载体pGEX4T-1 上,转化大肠杆菌E. coli BL21（DE3）,通过IPTG 诱导表达,SDS-PAGE 检测表达产物。克隆获得的UGT75C1 基因长为1 787 bp,开放阅读框1 461 bp, 编码486 个氨基酸。生物信息学预测UGT75C1 蛋白含跨膜区,不含信号肽,具有糖基转移酶的PSPG motif。 UGT75C1 在鱼腥草的叶片中表达丰度最高,其他器官中表达量相对较低,花中表达量最低;该基因原核 表达产物与预期大小一致,显示原核表达成功,为下一步研究其功能奠定了基础。     

鱼腥草糖基转移酶基因UGT75C1的克隆及原核表达

根据已经获得的鱼腥草UGT75C1转录本序列设计1对引物,采用RT-PCR方法获得UGT75C1基因cDNA序列,并对UGT75C1蛋白进行理化性质分析,并预测该蛋白功能;利用实时荧光定量PCR方法检测了UGT75C1基因在鱼腥草的地下茎、地上茎、叶、花中的表达情况,将克隆得到的UGT75C1基因完整开放阅读框连接到原核表达载体pGEX4T-1上,转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3),通过IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达产物。克隆获得的UGT75C1基因长为1 787 bp,开放阅读框1 461 bp,编码486个氨基酸。生物信息学预测UGT75C1蛋白含跨膜区,不含信号肽,具有糖基转移酶的PSPG motif。UGT75C1在鱼腥草的叶片中表达丰度最高,其他器官中表达量相对较低,花中表达量最低;该基因原核表达产物与预期大小一致,显示原核表达成功,为下一步研究其功能奠定了基础。     

植物花香代谢和基因工程研究进展

花香作为植物的一种重要性状,可以提高植物的观赏价值,在吸引昆虫授粉、抵御生物胁迫和非生物胁迫中也有重要作用。花香化合物主要由萜类、苯类/苯丙素类、脂肪酸衍生物、含硫含氮化合物等组成。随着分子生物学技术的发展,大量植物花香基因被克隆,花香物质的生物合成和代谢途径也得到了深入研究。本文综述了植物花香物质生物合成途径及相关酶和基因的研究进展,探讨了花香基因工程调控策略,同时分析了花香基因工程的研究现状和发展前景。     

ipt基因在植物基因工程中的应用

异戊烯基转移酶IPT是细胞分裂素生物合成过程中的限速酶,其编码基因ipt已被克隆并得到广泛应用。简要介绍了在植物遗传转化中控制ipt表达的启动子,综述了ipt在植物基因工程中的应用,并分析了目前ipt基因在植物基因工程应用中存在的一些问题。     

银杏类黄酮糖基转移酶基因全长序列克隆及表达分析

 以银杏（Ginkgo biloba L.）雄株叶片为试材,采用同源基因克隆及RACE-PCR方法,克隆到了类黄酮糖基转移酶（UDP-glycose：flavonoid glycosyltransferase,UFGT）基因GbUFGT的全长cDNA序列,其在GenBank中的注册号为JN640564.2。该基因编码区长1 491 bp,编码496个氨基酸。GbUFGT蛋白具有保守的PSPG基序、UDP–葡萄糖基转移酶和UDP–葡萄糖醛酸基转移酶结构域,与其他植物中的UFGT蛋白同源性较高。GbUFGT基因组序列与其cDNA序列相同,无内含子。半定量RT-PCR结果表明,GbUFGT在整个银杏叶片发育期均可较高水平的表达,且不同发育期表达水平无明显变化,属非发育时期特异性基因。     

柑橘CHS基因序列多态性及表达水平对类黄酮生物合成的影响

查尔酮的合成是类黄酮生物合成途径中的一个关键节点。从10个柑橘种质中克隆了查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因,并对其不同时期的果实和叶片中的类黄酮含量进行了测定,分析了CHS基因的序列多态性与类黄酮含量之间的关系;同时通过qRT-PCR检测了CHS基因在不同种质之间以及同一种质的不同组织间的表达差异。结果表明,柑橘CHS基因的核苷酸序列高度保守,相似度达98%以上。聚类分析表明,CHS氨基酸序列的多态性有物种特异性,而且与类黄酮含量有一定的相关性。CHS基因的表达水平在不同种质、部位及生长发育时期有显著差异,这些差异与类黄酮的含量有显著的相关性,说明CHS基因对类黄酮的生物合成有明显影响。     

茄子查尔酮合酶基因的克隆与生物信息学分析

以“杭茄1号”紫茄子苗为试材，采用RT-PCR方法克隆CHS基因，利用DNAMAN、MEGA 7.0.26及一些在线网站研究了CHS基因所编码蛋白的结构与功能，以期为研究查尔酮合酶CHS基因在茄子的生长发育中的意义及植物类黄酮的生物合成及其分子机制提供参考依据，同时丰富了双子叶植物CHS超家族的相关研究。结果表明：获得CHS基因全长为1 170 bp,预测该基因编码的蛋白很有可能定位于细胞质中。系统进化分析表明，紫茄子与番茄、芒果、咖啡、短茄在同一个分支，亲缘关系最近，均属于茄科植物。     

罗汉果葡萄糖基转移酶基因的克隆及原核表达

 从罗汉果（Siraitia grosvenorii）转录组中获得一条与罗汉果甜苷Ⅴ生物合成相关的葡萄糖基转移酶（UDPG）的unigene片段,以罗汉果授粉后70 d的果实RNA为模板,利用RACE和RT-PCR技术克隆UDPG全长基因,将克隆得到的SgUDPG1基因连接到原核表达载体pEASY-E1上,构建融合表达载体,转化到大肠杆菌BL21（DE3）,通过IPTG诱导表达,重组蛋白纯化,SDS-PAGE检测表达产物以及Western-blotting和质谱鉴定蛋白产物。结果表明,获得了1条SgUDPG1,全长为1 959 bp,开放阅读框ORF为1 365 bp,编码1条454 aa的肽链,理论分子量为51.2 kD,等电点为5.39,具有植物中次生代谢产物糖基转移酶特有的保守结构域PSPG-box motif。SgUDPG1在授粉后50 d和70 d的果实中表达逐渐升高,是对照授粉后3 d的5.16倍和13.12倍,与果实中甜苷Ⅴ含量呈相同趋势。此基因的ORF可以在大肠杆菌中表达,并且可以纯化出比理论分子量大5.3 kD的融合蛋白,通过Western-blotting和质谱鉴定,确定该蛋白属于罗汉果葡萄糖基转移酶。     

转UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-糖基转移酶基因的高山红景天叶绿素荧光特性

以高山红景天为试材,采用IMAGING-PAM调制叶绿素荧光成像系统,测定了转UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-糖基转移酶基因FaGT1的高山红景天及转FaGT1的RNAi作用基因FaGT1i的高山红景天的叶绿素荧光参数,分析转UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-糖基转移酶基因的高山红景天叶片的叶绿素荧光特性,为研究红景天种质改良提供科学依据。结果表明:当光照强度为55μmol·m~(-2)·s~(-1)时,转FaGT1基因高山红景天的光系统Ⅱ的最大量子产量与高山红景天对照组和转FaGT1i基因高山红景天无显著差异,光系统Ⅱ潜在活性、非光化学淬灭系数/光化学淬灭系数和实际量子产量显著高于高山红景天对照组和转FaGT1i的高山红景天,但是调节性能量耗散的量子产量、非调节性能量耗散的量子产量则相对较低。另外,通过在不同的光照强度下,对光系统Ⅱ电子传递速率、光化学淬灭系数和非光化学淬灭系数进行了分析,得出转FaGT1基因高山红景天的光系统Ⅱ电子传递速率、非光化学淬灭系数呈先上升后稳定的趋势,显著高于高山红景天对照组和转FaGT1i的高山红景天;但是光化学淬灭系数呈先下降后平稳的变化趋势,与对照及转FaGT1i基因高山红景天无显著差异。转FaGT1基因高山红景天的光系统Ⅱ原初光能转换效率和潜在的光合活力均增强,植物自身的能量代谢得到提高,该研究结果为高山红景天的新种质培育提供了科学依据。     

滇牡丹类黄酮5-O-葡萄糖基转移酶基因的鉴定及表达分析

以野生黄花滇牡丹(Paeonia delavayi)为试材,采用RT-PCR技术,克隆得到一个具完整开放阅读框的类黄酮5-O-葡萄糖基转移酶(Pd5GT)基因,并对其进行生物信息学分析和转录模式分析,以期为研究滇牡丹花色素形成机理,滇牡丹糖基转移酶功能鉴定及花卉品质改良提供理论基础。结果表明:该基因全长1 410bp,编码469个氨基酸(GenBank登录号:ARA67364);生物信息学分析发现Pd5GT蛋白C末端含有PSPG盒子,其氨基酸序列为WCSQVEVLSHPSLGCFVTHCGWNSTTESLVCGVPVVAFPQWTDQGTNAKL,与已知功能的5GT蛋白序列聚为一类;该基因在茎、叶中微弱表达,在花中大量表达,在不同颜色的花瓣中均可大量表达。综上所述Pd5GT基因可能编码5-O-糖基转移酶,具有一定的组织特异性,花色特异性不明显。     

苹果细胞分裂素O–糖基转移酶基因MdZOG1的分离与功能鉴定

以‘嘎拉’苹果为材料,采用同源克隆和PCR技术分离了苹果细胞分裂素O–糖基转移酶基因MdZOG1。MdZOG1的开放阅读框(ORF)长度为762bp,编码含有253个氨基酸的蛋白。系统进化树分析显示,MdZOG1与PbZOG1亲缘关系最近。基因表达分析显示MdZOG1主要在苹果根和茎中表达,在花和果实中的表达量较低。通过农杆菌介导的遗传转化获得转MdZOG1拟南芥和烟草。干旱处理试验结果显示:超量表达MdZOG1显著提高拟南芥和烟草植株的抗旱能力,表明苹果细胞分裂素O–糖基转移酶在植物抗旱胁迫中发挥重要作用。     

番茄红素生物合成相关基因及其基因工程研究进展

番茄红素是一种重要的天然色素,它主要来源于植物果实和微生物中。随着番茄红素代谢途径的阐明和生物合成相关基因的克隆,使得运用基因工程技术提高番茄红素产量成为可能。本文对番茄红素生物合成相关基因的最新研究进展及其在微生物和植物基因工程中的应用情况进行了综述,并探讨了今后进一步提高番茄红素产量的研究方向。