大麦α-淀粉酶的研究进展

α-淀粉酶是大麦籽粒发芽过程中的主要水解酶之一,是淀粉降解的起始酶.大麦α-淀粉酶活性是品质育种中的一个重要筛选指标.它不但受大麦品种本身遗传因素和环境条件的控制,制麦期间的温、湿度以及其它各种理化处理对其也有很大影响.本文还阐述了α-淀粉酶的酶学特性及其遗传育种与改良.     

大麦α-淀粉酶抑制蛋白的提取及其功能检测

为了提取大麦α-淀粉酶抑制蛋白(BASI)并对其功能进行检测,利用硫酸胺沉淀、离子交换层析及聚丙烯酰胺等电聚焦电泳等方法获得了α-淀粉酶抑制蛋白特征带。过强阴离子交换柱时,在第三个洗脱峰收集的分馏液中提取出BASI。抑制试验结果表明,BASI可与小麦α-淀粉酶形成复合物,降低α-淀粉酶活性。激光扫描结果更加直观地显示加入BASI后α-淀粉酶-1和α-淀粉酶-2的峰面积都有所下降,下降幅度分别为34.51％和35.96％。     

青霉素促进小麦胚乳α-淀粉酶合成的研究

用青霉素处理小麦胚乳（无胚半粒种子）,发现能诱导α－淀粉酶的合成。青霉素的诱导作用具有浓度效应,当青霉素浓度低于５００ｍｇ／Ｌ（含５００ｍｇ／Ｌ）时,小麦胚乳的α－淀粉酶活性随浓度的增加而提高;用５００ｍｇ／Ｌ青霉素处理后,酶活性提高４６．７％～７３．５％。超过５００ｍｇ／Ｌ时,酶活性提高有所回落,但仍高于对照。另外,在诱导过程中,α－淀粉酶的活性受到Ｃａ２＋的调节及温度的影响,其中以２５℃为诱导的适宜温度。     

小麦迟熟α-淀粉酶的研究进展

本文讨论了迟熟α-淀粉酶(Late mature α-amylase,LMA)的概念及其与小麦发芽籽粒中其它α-淀粉酶同工酶的区别,综述了其遗传特性、表达的差异性、影响因素和鉴定方法.认为迟熟α-淀粉酶(LMA)是某些品种在籽粒发育后期在没有发生穗发芽的环境下所合成的一系列α-淀粉酶同工酶,其种类与发芽期间合成的高pI的α-淀粉酶同属受Amy-1基因控制的α-淀粉酶同工酶.LMA的表达在一定程度上具有倾母遗传特性.α-淀粉酶活性测定和FN值测定的结果表明,在不同小区、不同植株、不同穗子以及不同籽粒中,其表达都存在显著差异.同时,温度、矮秆基因、钼营养等因素对LMA的表达也都有不同程度的影响.矮秆基因(尤其是Rht3)能够降低LMA的表达效果.低温对于某些品种在籽粒发育中期LMA的表达具有诱导作用,但机理至今仍不清楚.土壤中钼元素的存在对于LMA的表达有时具有正调控作用,有时却有负调控作用.对于LMA基因的定位和分子标记仍在研究中,目前已初步将其定位在小麦6B染色体的长臂上.     

巴西橡胶树生长素响应HbJAR1基因克隆与表达分析

JAR1基因是植物生长素响应基因,具有维持植物体内生长素浓度动态平衡和增强植物抗逆性的功能。为了阐明巴西橡胶树中JAR1基因的结构与功能,本研究利用Q-PCR技术在橡胶树CATAS7-33-97叶片中扩增了JAR1基因,其推导氨基酸含有JAR1蛋白特征性的GH3 superfamily结构域,无信号肽,无跨膜区域,定位在细胞质中,命名为HbJAR1。表达分析结果表明:该基因在橡胶树叶片中的表达量受光照强度、机械伤害和白粉菌侵染显著上调,吲哚乙酸(IAA)、茉莉酸(JA)、乙烯利(ET)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)对HbJAR1在橡胶树中的表达也起到不同程度的上调作用。表明HbJAR1基因属于植物JAR1家族,与橡胶树对光照、伤害等逆境响应有关。     

活性氧对ABA和水分胁迫抑制的小麦萌发胚内α-淀粉酶表达的影响

采用等电聚焦电泳技术研究了活性氧对ABA和水分胁迫抑制的小麦种子萌发过程中胚内α-淀粉酶表达的影响,以揭示活性氧促进种子萌发的机理。结果表明,小麦种子萌发时,水分胁迫和ABA处理均可抑制胚内α-淀粉酶的表达和胚根的形态建成;活性氧可以抵消水分胁迫对胚内α-淀粉酶表达和胚根形态建成的抑制,但不能抵消ABA的抑制作用。因而,在水分胁迫情况下,适量的活性氧对种子萌发是有利的。     

萌动玉米籽粒中α-淀粉酶的时空变化

为明确淀粉酶在淀粉水解过程中的变化规律,以华西176玉米籽粒为材料,研究玉米籽粒不同部位的淀粉酶含量和活性在时空上的变化规律。结果发现:α-淀粉酶活性均值在第3天时达到最大值后下降,然后在第5天时又有所回升,随后继续下降。α-淀粉酶活性在胚轴中最强,胚芽和胚根中次之,胚乳和种皮中最弱。在时间和空间的交互作用下,籽粒萌发第3天的胚轴上α-淀粉酶活性均值最大。α-淀粉酶含量在不同部位表现为双峰曲线。     

橡胶树胶乳HbPLDα1基因及其启动子的克隆与生物信息学分析

植物磷脂酶PLDα1与伤害信号转导密切相关,是伤害诱导内源茉莉酸（Jasmonic acid, JA）生物合成的关键酶之一。橡胶树胶乳PLDα1基因（HbPLDα1）表达的研究将有助于揭示橡胶树乳管细胞JA信号转导及其调控橡胶生物合成的机制。在EST序列的基础上,通过RACE和Genome Walking方法分别克隆了橡胶树胶乳的HbPLDα1基因及其启动子序列。HbPLDα1基因的cDNA全长为2 870 bp,包含长度为2 427 bp的完整开放阅读框（ORF）,具有典型的植物PLDα蛋白保守功能域,与同属大戟科的蓖麻和麻风树的PLDα1基因亲缘关系最近。HbPLDα1基因启动子区域长为1 559 bp,除含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还存在JA和脱落酸等激素响应元件以及干旱胁迫等环境信号响应元件,这表明HbPLDα1基因的表达可能受激素和环境信号的调控,在橡胶树乳管细胞对激素和环境信号的响应过程中发挥重要作用。     

橡胶树α-维管蛋白基因HbTUA1的克隆及表达分析

利用橡胶树胶乳EST文库克隆到一个TUA基因,命名为HbTUA1（GenBank登录号：KC333454）。该基因cDNA全长1 580 bp,其中5′UTR长45 bp,3′UTR长167 bp,编码区长1 368 bp,编码449个氨基酸。HbTUA1蛋白具有TUA类蛋白保守的GTP结合域。荧光定量PCR分析显示,HbTUA1基因在橡胶树胶乳中的表达量最高,其次是树皮和芽,而在种子和叶片中的表达量最低;在胶乳中,HbTUA1基因的表达显著受割胶和伤害诱导,在不同死皮程度的橡胶树中也存在明显差异。初步表明HbTUA1基因可能参与橡胶树胶乳再生与胁迫应答调控。     

橡胶树β-淀粉酶基因HbBAM1的克隆与表达分析

叶绿体内的淀粉是植物光合作用产物的重要临时储存形式,这些淀粉的降解需要β-淀粉酶(BAM)。β-淀粉酶基因是一个多基因家族,分别在不同组织中起着不同的作用,叶绿体β-淀粉酶在叶绿体淀粉降解过程中起着关键作用。利用橡胶树的转录组和基因组数据库,通过RT-PCR的方法获得一个橡胶树BAM基因,命名为HbBAM1。利用实时荧光定量PCR分析其在叶片中的表达模式,通过原核表达获得其重组蛋白,并分析其酶活性特点。同源性分析和亚细胞预测分析结果表明,HbBAM1定位于叶绿体中;HbBAM1原核表达产物的最适酶活性温度是35℃,其酶活性受到氧化型谷胱甘肽和双氧水等氧化剂的抑制。HbBAM1基因主要在橡胶树的花和叶片中表达;HbBAM1基因随着叶片的发育进程表达量逐渐增加,在淡绿期和稳定期叶片中表达量最大;HbBAM1基因在成熟叶片中的表达呈现明显的昼夜差异,在光合作用最强的上午10:00和下午16:00的表达量最大,晚上的表达量最低。上述结果表明,HbBAM1可能参与橡胶树叶片叶绿体内淀粉的降解,控制叶片气孔的开放与关闭,从而调控橡胶树叶片的光合作用。      

普洱茶对α-淀粉酶抑制作用的影响研究

通过对不同年代普洱茶、不同产地的普洱茶原料、不同产地的普洱茶出堆样的活性成分进行提取，测定其对α-淀粉酶的抑制作用。结果表明，不同年代的普洱茶中，以贮藏时间15-18年的普洱茶样品（S-6、S-7）对α-淀粉酶的抑制作用最为显著，其值分别高达50．00％和54．63％；不同产地的普洱茶原料中，以勐海、临沧的普洱茶样品（S-5、S-6）的抑制作用最强，     

玉米ZmPRR1-1基因启动子的克隆及序列分析

克隆玉米伪应答调控基因ZmPRR1-1启动子并对其序列进行分析,以期为深入研究ZmPRR1-1基因的调控机制及基因功能提供参考。以玉米黄早4的叶片为供试材料,参考已公布玉米自交系CML247基因组中ZmPRR1-1启动子的序列信息设计引物,克隆ZmPRR1-1基因的启动子,并利用生物信息学对启动子中的核心区域、顺式作用元件、转录因子结合位点和CpG岛进行预测分析。克隆得到长度约2 600 bp的ZmPRR1-1启动子,预测ZmPRR1-1启动子可能存在2个核心启动子区域,除了存在核心元件TATA-box和启动子增强元件CAAT-box外,还存在光响应、激素应答、胁迫响应等顺式作用元件。转录因子结合位点分析表明,ZmPRR1-1启动子区中预测包含ERF在内的6种转录因子家族,此外在启动子区域中预测存在4个符合限定条件的CpG岛区域。玉米ZmPRR1-1启动子区域存在丰富的顺式作用元件和转录因子结合位点,暗示ZmPRR1-1可能受到外界多种类型调控因子的调控并启动转录起始,且在多种调控网络中发挥功能。     

花生甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的克隆与序列分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的功能及作用机理在模式植物拟南芥中已经得到了较为充分的研究,但是在花生中还没有关于这类基因的报道,其功能也没有得到证实。本研究通过Bioedit软件在花生cDNA文库中找到了6个可能编码GPAT蛋白的基因片段,其中有3个基因没有包含完整的开放阅读框。我们通过5’-和3＇-RACERT—PCR对这3个基因的全长进行了克隆,得到了包含完整读码框的基因序列,并将序列在GenBank上注册,同时对得到的序列进行了初步分析。     

赤桉α-微管蛋白家族基因的克隆与生物信息学分析

微管蛋白是真核生物中普遍存在的结构蛋白,在细胞的形态维持、分裂、迁移以及信号转导等方面发挥着重要的作用,同时也是荧光定量PCR技术中常见的一种内参基因。为深入了解α-微管蛋白(α-tubulin)对桉树生长发育的调节,本研究根据α-Tubulin基因的保守区段设计简并引物,从赤桉嫩叶中获得了3条tubulin基因的片段,并利用RACE技术得到了这些基因的全长cDNA,将其命名为EC-TUB1、EC-TUB2和EC-TUB3基因。此外,通过网上资源和生物信息学软件对这3条基因进行分析,发现这些基因编码的蛋白具有α-Tubulin蛋白特有的保守序列和活性结构域的相关特征,同时与其他植物的α-Tubulin蛋白具有较高的相似性,这为了解α-tubulin在桉树生长发育过程中的表达特性以及α-tubulin蛋白的功能,进一步揭示和利用桉树生长发育机理和树种间的差异性奠定了理论基础。     

香蕉β-淀粉酶基因家族的系统进化分析

β-淀粉酶(beta-amylase,Bmy)是一类关键的淀粉水解酶,在香蕉果实成熟淀粉降解转化为可溶性糖的过程中发挥着重要的作用。为了全面了解Bmy基因在香蕉基因组中的特征,研究基于香蕉基因组数据,通过生物信息学的方法对香蕉Bmy基本理化性质、二级结构预测、亚细胞定位、内含子和外显子结构和保守结构域进行初步的预测与分析,并构建系统发育树。结果表明:编码香蕉β-淀粉酶的基因有15个,根据在染色体的位置命名为Ma Bmy1~15,Ma Bmy基因家族编码的氨基酸范围在68~1 453 aa,编码的蛋白相对分子量介于7.8~162.6 ku之间,15个Ma Bmy蛋白中有10个偏酸性,5个偏碱性。不稳定指数分析发现6个Ma Bmy蛋白为稳定蛋白;疏水性分析表明,所有的Ma Bmy蛋白为亲水性蛋白;香蕉Ma Bmy家族内含子最少含有2个,最多的含有10个;进化分析表明,Ma Bmy家族分4个亚家族,且与水稻的亲缘关系较近。研究结果为深入探讨Ma Bmy基因的功能及调控香蕉果实成熟的应用奠定基础。     

大豆rbcL基因克隆、序列分析及原核表达

利用叶绿体基因组保守性的特征,根据菜豆、豌豆、烟草的rbcL基因序列设计引物,从大豆叶绿体DNA中克隆rbcL基因,全长序列为1488bp,包括1449bp的开放阅读框,编码482个氨基酸。相似性比较显示,此序列与其它10个物种rbcL基因核苷酸的同源性为85.37%～95.31%,氨基酸的同源性为90.87%～96.47%。将该基因与表达载体pET-30a（+）连接,转化大肠杆菌Rosseta感受态细胞,PCR和酶切鉴定筛选阳性克隆,阳性菌液IPTG诱导后经10%SDS-PAGE分析,结果显示：诱导表达出分子量约为60kD的特异融合蛋白。     

巴西橡胶树棒孢霉落叶病菌Hog1同源基因的克隆和序列分析

为了解MAPK信号途径中hog1基因在多主棒孢病菌(Corynespora cassiicola)侵染橡胶树过程中的作用,根据几种丝状真菌的hog1基因设计简并引物,采用PCR和RT-PCR的方法扩增巴西橡胶树棒孢霉落叶病菌CC01的hog1基因,并对其扩增产物进行测序,同时还对该基因编码的蛋白进行氨基酸序列比对和系统发育分析.结果表明:该基因开放阅读框架为915 bp,编码304个氨基酸残基,包含6个内含子;该基因的氨基酸序列与小麦黄斑叶枯病菌(Pyrenophora tritici)MAPK HOG1(XP_001935555.1)、谷子弯孢病菌(Cochliobolus lunatus)MAP kinase ClK1(AFJ42499.1)等高度同源.     

Cloning and Bioinformatical Analysis of Phospholipase Dα1 Gene and Its Promoter in the Latex of Rubber Tree (Hevea brasiliensis Muell.Arg.)

植物磷脂酶PLDα1与伤害信号转导密切相关,是伤害诱导内源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)生物合成的关键酶之一.橡胶树胶乳PLDα1基因(HbPLDα1)表达的研究将有助于揭示橡胶树乳管细胞JA信号转导及其调控橡胶生物合成的机制.在EST序列的基础上,通过RACE和Genome Walking方法分别克隆了橡胶树胶乳的HbPLDα1基因及其启动子序列.HbPLDα1基因的cDNA全长为2 870 bp,包含长度为2427 bp的完整开放阅读框(ORF),具有典型的植物PLDα蛋白保守功能域,与同属大戟科的蓖麻和麻风树的PLDα1基因亲缘关系最近.HbPLDα1基因启动子区域长为1 559 bp,除含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还存在JA和脱落酸等激素响应元件以及干旱胁迫等环境信号响应元件,这表明HbPLDα1基因的表达可能受激素和环境信号的调控,在橡胶树乳管细胞对激素和环境信号的响应过程中发挥重要作用.     

植物基因克隆实现方法及甜菜基因克隆相关研究现状

综述了植物基因克隆在基因的获取、生物信息学分析与载体构建策略方面的技术研究进展,以期为基因克隆研究的方案制定提供依据.在应用中,可根据已知基因信息与已有植物材料的具体情况,选择不同的基因分离方法;在开展体内功能分析前,对基因进行适当的早期分析与处理,可更好地预判基因产物,并据此完善功能分析方案;选择适当的载体构建方案,...