日本蛇根草查尔酮异构酶基因的克隆及其生物信息学分析

查尔酮异构酶(CHI)是类黄酮生物合成过程中的关键酶之一,其在类黄酮的合成过程中发挥着非常重要的作用。本研究以日本蛇根草为研究材料,根据其转录组测序结果设计全长引物,通过RT-PCR方法成功克隆得到日本蛇根草查尔酮异构酶基因完整的cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果表明,该基因序列全长为702 bp,编码233个氨基酸,预测其蛋白分子量为25.018 k D,等电点为4.95,是亲水性蛋白质,不含有信号肽,很可能定位在叶绿体基质中。同时,二级结构分析显示,日本蛇根草CHI的二级结构分别由96个α螺旋、51个延伸链、86个无规则卷曲组成,这与三维结构预测结果相一致。日本蛇根草CHI基因的克隆对于研究植物类黄酮的生物合成及其分子机制具有重要意义,同时也丰富了双子叶植物CHI基因家族的相关研究。     

狗枣猕猴桃(Actinidia kolomikta)查尔酮合酶AkCHS1生物信息学分析

查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径的关键酶和限速酶,在植物花色素苷形成中具有重要作用,并参与植物的育性、机械损伤的防御反应等。本研究利用生物信息学方法在RNA-seq数据中获得了狗枣猕猴桃查尔酮合酶基因(AkCHS1)的序列信息,并对AkCHS1进行结构及功能预测。结果表明,狗枣猕猴桃AkCHS1的c DNA全长为1577 bp,CDS为1167 bp,编码蛋白由389个氨基酸构成,具有CHS_like的保守序列,是查尔酮合酶(PLN03169)超家族的一员,是一个亲水性、稳定的蛋白。与其他19种植物的查尔酮合酶氨基酸序列进行对比,结果表明,狗枣猕猴桃AkCHS1与中华猕猴桃及其变种亲缘关系较近,而与桑树、柑橘等植物亲缘关系较远。本研究为狗枣猕猴桃AkCHS1基因功能的进一步研究提供了参考。     

低温诱导泡核桃中查尔酮合成酶基因克隆及功能分析

查尔酮合成酶是植物中黄酮类物质生物合成的第一关键酶,在植物抗性生理中扮演重要作用。本研究利用RT-PCR技术从泡核桃中成功克隆获得一个受冷害诱导的查尔酮合成酶基因(Js CHS1),其基因全长1 490 bp,包含1个内含子,开放阅读框全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,登录号为:KX657834。JSCHS1与核桃查尔酮合成酶蛋白序列同源性高达98%,而泡核桃和核桃查尔酮合成酶基因内含子DNA同源性为95%,核桃CHS内含子与泡核桃相比有8个碱基的缺失。系统进化树分析显示其与核桃形成一个独立分支。半定量PCR显示:泡核桃在常温及低温(4℃)处理后都有微弱表达,而在低温处理6 h后强烈表达,这说明Js CHS1是典型的受冷害诱导的查尔酮合成酶基因。本研究为揭示泡核桃抗寒机理以及查尔酮合成酶在冷害胁迫下的作用提供研究基础,并为利用基因工程手段培育抗寒新品种提供理论依据。     

艾纳香BbCHS基因的克隆及其原核表达载体的构建

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是艾纳香(Blumea balsamifera DC.)黄酮类化合物代谢途径的关键酶之一。本研究以产自贵州省罗甸县道地艾纳香为研究材料,参照艾纳香叶的转录组数据,设计PCR引物,成功克隆得到查尔酮合成酶基因的完整cDNA序列,利用生物信息学分析软件对其进行相关分析,包括氨基酸性质、信号肽、跨膜域、多序列比对、进化树构建以及蛋白的二、三级结构预测等,并且构建了CHS原核表达载体,在BL21宿主菌中可以表达目的蛋白,为黔产艾纳香中CHS的生物学研究提供依据,同时为艾纳香黄酮类物质的生物合成提供理论指导。     

莲查尔酮合酶基因的克隆及序列分析

查尔酮合酶(chalconesynthase,CHS)是植物花色素苷等类黄酮化合物生物合成途径中的一个关键酶,而这些类黄酮化合物在花瓣中的含量可以改变花的颜色,所以CHS在植物中的表达量直接影响花的颜色。用RT-PCR方法,从中国莲(Nelumbonucifera)幼叶RNA中成功扩增出chs外显子2的部分序列,经克隆测序,得到长度在844bp￣936bp的序列共7个,编码282￣312个氨基酸。在GenBank中与黑核桃,山茶花,红杜鹃等其它物种CHS进行比较,其核苷酸序列相似性为82%￣83%,氨基酸序列相似性为86%￣97%。莲chs的成功克隆为莲的花卉基因工程研究等打下了良好的基础。     

查尔酮合成酶在植物抗病中的研究进展

查尔酮合成酶(chalcone synthetase, CHS)是植物体内类黄酮合成途径中的关键酶,为类黄酮的合成提供了基本骨架。类黄酮不仅在逆境的抵抗、抗病害和信号传导方面扮演重要角色,在临床上还具有防癌、抗氧化、抗疟疾和抗动脉硬化等功能。本研究围绕查尔酮合成酶的结构和定位、基因结构、翻译后调控和抗病机制等几个方面,对查尔酮合成酶在植物抗病中的研究进行综述,为进一步研究查尔酮合成酶的分子调控机制和分子抗病育种提供一定的参考。     

粉葛查尔酮合成酶基因PtCHS的克隆与植物表达载体构建

查尔酮是植物体形成的一类次级代谢产物,在植物花色形成、育性及抵抗胁迫中发挥重要作用。前期研究发现粉葛与野葛中总黄酮的含量和葛根素的含量差异较大,而查尔酮合成酶是黄酮类化合物合成中的首个关键酶。为了研究野葛与粉葛中的查尔酮合成酶(CHS)基因是否存在差异性,利用同源克隆的方法,根据已报道的野葛CHS基因序列设计引物,从粉葛中克隆CHS基因,对其进行蛋白相对分子质量、二级结构及亚细胞定位预测等生物信息学分析并构建植物表达载体。结果显示,成功克隆到粉葛CHS基因,将其命名为PtCHS,该基因cDNA序列长1187 bp,包含一个长1179 bp完整的ORF框,推导编码389个氨基酸,预测蛋白相对分子质量为42.8 kD,理论等电点为5.96,无跨膜结构域,为稳定的亲水性蛋白,二级结构主要由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲组成,同时亚细胞定位预测结果显示蛋白位于细胞质;氨基酸序列多重比对发现,粉葛的查尔酮合成酶基因(PtCHS)所编码的氨基酸与已报道的野葛CHS基因编码的氨基酸同源性为100%,与大豆、赤豆、菜豆及木豆的氨基酸同源性均在95%以上;蛋白互作预测分析得出,CHS与CHI、C4H及REDUCTASE发生互作的可能性较大;用PtCHS与植物表达载体pBI121构建重组子pBI121-PtCHS,为葛根查尔酮合成酶基因的功能验证提供重要的参考依据。     

红花檵木CHS基因的克隆与序列分析

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是进入类黄酮和花色素苷次生代谢的第1个关键酶。根据植物查尔酮合成酶保守区序列设计引物,以红花檵木(Loropetalurn chinense var. rubrum)大叶红的嫩叶为材料,用RT-PCR方法,分离得到了一个查尔酮合成酶基因的cDNA（GenBank登录号为JQ609678）,将该基因命名为LcvrCHS1。该序列长927 bp,编码232个氨基酸残基。其核苷酸序列与GenBank已登录的同样来源的核桃、山茶属植物CHS序列同源性达83%,与其他科植物（绣球花、葡萄、桃、马铃薯、甘草、领春木属）CHS序列同源性也达到80%以上;其编码的氨基酸序列与山茶属、葡萄、鳄梨、洋梨、沙梨、映山红CHS基因编码的氨基酸序列同样具有高度同源性,同源性高达98%。     

甘薯查尔酮合成酶基因IbCHS1的克隆和表达分析

查尔酮合成酶(chalcone synthas,CHS)是黄酮类次生代谢物生物合成途径中的一个关键酶。为了解CHS与花青素含量的相关性,本研究根据转录组数据,利用RT-PCR技术在甘薯中克隆了一个CHS基因(Ib CHS1),并对其表达特征进行了分析。结果表明:Ib CHS1基因c DNA长1 556 bp,包含1个1 167 bp的开放阅读框,编码388个氨基酸。Ib CHS1蛋白具有典型的植物CHS结构特征,和其他植物中的类似蛋白具有很高的同源性。表达分析显示,Ib CHS1主要在紫肉甘薯中表达,其表达水平与不同品种甘薯中的花青素含量正相关。     

竹叶花椒查尔酮合成酶基因克隆与表达

查尔酮合成酶(chalcone synthase, CHS)是植物次生代谢途径中的关键酶。本研究依据转录组数据设计特异性引物,采用RT-PCR方法成功地从竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)中克隆得到一个全新的CHS基因的全长cDNA序列,命名为ZaCHS (NCBI登录号:MK953733)。序列分析结果表明,ZaCHS包含完整的cDNA开放阅读框(OFR),由1 173 bp组成,编码390个氨基酸。Blast比对结果显示该蛋白属于CHS家族蛋白;系统进化树结果显示竹叶花椒ZaCHS与芸香科植物甜橙、克里曼丁桔等的CHS亲缘关系较近。荧光定量PCR检测显示,ZaCHS在竹叶花椒中的表达量从高到低分别为:嫁接树的叶、嫁接树的茎、实生树的茎、实生树的叶。通过对竹叶花椒CHS基因进行克隆与分析,为后续深入研究竹叶花椒类黄酮代谢途径相关基因、CHS基因表达调控以及CHS基因家族进化提供帮助。     

苦荞中查尔酮合成酶基因（CHS）的克隆

获得完整的苦荞查尔酮合成酶基因（CHS）信息并评价其进化地位,对分子辅助选育高黄酮含量的苦荞品种具有重要的指导意义。用RACE法克隆苦荞CHS基因,用生物信息学手段分析预测苦荞CHS基本理化性质和同源性,用临接法构建了该酶的系统发生树。获得1250 bp的CHS cDNA全长,含241 bp的3’UTR和185 bp的5’UTR;等电点（pI）和分子量（Mr）分别为5.33和35340.75 Da;克隆获得975 bp的开放性阅读框（ORF）。预测该基因编码含325个氨基酸残基的蛋白,氨基酸同源比对结果表明,苦荞CHS与蓼科的虎杖相似性很高;临接法构建的系统发生树结果表明,苦荞CHS与其他双子叶植物有共同的起源,与蓼科的金荞麦、甜荞、虎杖及石竹科的满天星亲缘关系较近。成功获得苦荞CHS基因的cDNA全长,克隆出完整的ORF,并确定了苦荞中该酶的进化地位和方向。     

利用农杆菌介导法将查尔酮合酶基因导入大岩桐

本项研究通过植物基因工程技术,以改变花色为目的,对花卉进行遗传改良,以期产生新的花色品种,来改变现有花卉花色单一、品种缺乏的现状,丰富我市花卉品种资源。在应用转基因技术进行定向改良花色的研究中用的最多也最成功的基因就是:查尔酮合酶基因。查尔酮合酶(Chalconesynthase,CHS)是花色素合成途径中的一个关键酶,它在植物中表达的量可能影响花的颜色。本项目以查尔酮合酶(Chalconesyn-thase,CHS)基因作为目的基因,以大岩桐为研究对象。具体从矮牵牛(Petuniahybrida)特定发育阶段的花瓣的cDNA中,克隆到查尔酮合酶基因CHSA,进行质粒的重组后,插入到含有花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子的植物中间表达载体中pBI121中,转化农杆菌LBA4404。通过农杆菌介导法(之叶盘法)遗传转化大岩桐,具体过程如下:农杆菌LBA4404pBI121chsA的培养→农杆菌与大岩桐叶盘共培养→脱菌筛选→抗性芽的扩繁与继代培养→抗性株的生根筛选→移栽成活。经过研究,成功地得到大岩桐转化植株,其中8个株系的转基因植株经PCR检测呈阳性,证明外源基因已整合进入受体植物。有一株玫红品系植株的花瓣上出现了白色的不规则斑点。     

番茄查尔酮合成酶基因的鉴定及生物信息学分析

类黄酮(Flavonoids)是植物体内一类重要的次生代谢产物,它以结合态(黄酮苷)或自由态(黄酮苷元)形式存在于水果、蔬菜、豆类和茶叶等许多植物中,对植物的生长发育有着重要的调节作用。查尔酮合成酶(Chalcone synthase,CHS,EC2.3.1.74)是植物类黄酮合成途径的第一个关键酶,在调控类黄酮的生物合成以及类黄酮的成分起着决定作用。本研究基于番茄全基因组测序数据,利用生物信息学方法,鉴定了查尔酮合成酶基因家族成员,分析其内含子-外显子的结构特征、系统发育关系,序列结构的保守性以及染色体上的分布。研究表明:查尔酮合成酶(SlCHS)是含有8个成员的多家族基因,蛋白质序列编码位于160(SlCHS05)～438(SlCHS08)个氨基酸之间;相似性在33.7%(SlCHS02和SlCHS06)～92.0%(SlCHS04和SlCHS07)之间,表明这些序列之间具有较高的遗传多样性;此外,结构分析发现这些基因均含有较少的内含子(0～2个);序列比对表明这些基因具有较高的保守性;它们不均匀分布在番茄的1、5、6、9和12号染色体上。该研究不仅有助于未来了解该基因家族的进化起源提供参考,而且可为我们进一步分析该基因家族成员的功能奠定基础。     

小麦作物查尔酮合成酶（CHS）及其基因生物信息学分析

对已在NCBI上注册的普通小麦、蓝粒小麦、天蓝偃麦草查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)核酸和氨基酸序列进行分析。利用生物信息学软件研究3种作物查尔酮合成酶的酶学特性,对其组成成分、理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、分子进化、蛋白质二级结构和结构域进行预测和推断。3种作物查尔酮合成酶基因长度均约为1.2 kb,编码394个氨基酸,三者氨基酸同源性很高,在蛋白质的其他预测中,发现三者均为不稳定蛋白,疏水性较强,二级结构以α-螺旋为主,但其他结构中有所差异,在进化树中可以看出蓝粒小麦与长穗偃麦草亲缘关系较近。通过分析发现,小麦类作物查尔酮合成酶有着与其他植物中该酶相同的特性,为进一步研究其他特殊的小麦类作物相关酶及其基因提供理论依据。     

红皮香蕉CHS基因的克隆和表达模式分析

为研究查尔酮合成酶基因(CHS)在红皮香蕉[Musa acuminata ’Red Green’(AAA)]果实花青素生物合成过程中的作用,探究红皮香蕉中查尔酮合成酶(CHS)的生物学作用,为红皮香蕉果实颜色形成的分子机制研究提供理论基础。以小果野蕉(Musa acuminata)基因组为参考,对红皮香蕉[Musa acuminata ’Red Green’(AAA)]和天宝香蕉(Musa spp., AAA Group)进行差异转录组分析,结果中筛选出4个CHS差异表达基因,分别命名为MaCHS2-1、MaCHS2-2、MaCHS2-3、MaCHS2-4,将其克隆出来并进行生物信息学分析,以及不同的组织中的表达模式分析。结果表明：这4个MaCHS基因长度均为1 200 bp左右,均可以编码392个氨基酸,不存在任何信号肽,均属于非分泌蛋白。4个MaCHS的基因结构,保守基序高度相似,是查尔酮合成酶超家族成员。启动子中均含有与查尔酮合成酶调控功能相关的顺式作用元件,包括脱落酸响应元件(ABRE),MYB转录因子结合位点顺式元件,MYC转录因子结合位点顺式元件等。系统进化关系显示4个Ma...     

漆树查尔酮合酶基因家族生物信息学分析

查尔酮合酶(CHS)是黄酮类化合物合成过程中的关键酶。为了进一步探索CHS基因家族在调控黄酮类物质合成中的功能,本研究对12个漆树CHS基因编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、蛋白二级结构以及系统进化等方面进行初步生物信息学分析。保守结构域分析发现12个TvCHS基因均含有CHS-Like保守序列;12个TvCHS基因除了TvCHS10在叶中不表达和TvCHS11在根中不表达,其余10个基因在漆树根茎叶都有表达;12个CHS蛋白中有4个疏水蛋白、8个亲水蛋白。在系统进化分析中,漆树CHS基因家族12个基因被划分为两个组。信号肽预测分析发现12个TvCHS基因均为非分泌蛋白;磷酸化位点预测分析发现丝氨酸和苏氨酸磷酸化位点数量最多,络氨酸最少。本研究对漆树CHS基因家族进行鉴定和分析,为进一步研究漆树CHS基因家族的功能提供了一定的参考和依据。     

日本蛇根草Oj5GT1的克隆与表达分析

类黄酮5-O-糖基转移酶在增加类黄酮水溶性与稳定性方面发挥重要作用。本研究基于转录组测序结果,利用RT-PCR方法从日本蛇根草中克隆获得Oj5GT1基因,对其序列进行生物信息学分析,并通过Real-time PCR分析Oj5GT1在根、茎、叶、花瓣、花葶、萼片及花朵4个不同发育时期的表达情况。结果显示,Oj5GT1开放阅读框长1 416 bp,编码471个氨基酸;蛋白理论等电点为5.14,为亲水性蛋白,不含信号肽,具有2个糖基化位点;系统进化分析表明,Oj5GT1与类黄酮5-O糖基转移酶归为一类。表达分析显示,Oj5GT1在日本蛇根草花葶和花瓣的表达量显著高于根和叶,且伴随花朵发育过程表达量呈先降低后升高趋势。本研究为解析Oj5GT1基因的生物学功能及其调控日本蛇根草花色素苷的生物合成研究提供了坚实的理论支撑。     

桂花查耳酮合酶chs基因的克隆及序列分析

克隆与桂花(Osmanthus fragrans)花色形成相关基因查耳酮合酶(Ofchs),并对该基因的序列特征、进化关系进行分析,为探究该基因在桂花花色形成中的功能提供理论依据。以桂花‘丹桂’品种为试材,采用RT-PCR和RACE方法克隆丹桂查耳酮合酶(chalcone synthase,chs)基因c DNA全长。利用NCBI和DNAMAN分析软件,对该基因进行核苷酸序列以及氨基酸序列的分析,利用DNAMAN软件直接构建系统进化树,以分析该基因在不同物种间的进化关系。结果表明:从‘丹桂’花瓣中成功获得了1个丹桂查耳酮合酶基因c DNA全长,该基因全长为1383 bp,包含48 bp的5′非编码区、162 bp的3′非编码区和1个长度为1173 bp编码390个氨基酸的开放阅读框。序列分析表明,该基因具有Cysl64、His303和Asn3363个活性位点及2个决定底物特异性的苯丙氨酸残基Phe215、Phe265。该基因也具有查尔酮合酶家族的2条特征多肽序列:RFMMYQQGCFAGGTVLR和GVLFGFGPGL。Blast序列分析显示,该基因与同属木犀科的油橄榄相似性达95%,与其他双子叶植物的相似性达72%~76%。克隆出的丹桂chs基因属于查尔酮合酶家族,系统进化分析表明,该基因聚类具有明显的种属特性,桂花与唇形科等植物的chs亲缘关系较近,相似性达76%以上,符合植物分类学分类,为今后探究该基因在花色行形成中的作用机制奠定了基础。     

马铃薯野生种CHS基因cDNA的克隆与表达分析

设计简并引物,用RT-PCR法从马铃薯野生种(Solanum pinnatisectum)克隆到了CHS(Chalcone synthase,查尔酮合酶)基因的全长cDNA,并用半定量RT-PCR法进行了表达分析.序列分析表明,CHS基因编码一个389个氨基酸残基的多肽,在氨基酸水平上与其他茄科植物的同源性达到89%～93%,多重比较和系统发育分析均表明该基因为CHS家族中的一个新成员;检测了CHS基因的空间表达模式,该基因在花和匍匐茎中表达量最高,在根和块茎中没有检测到,这与花和匍匐茎呈淡紫色有花色苷合成,而根和块茎呈白色无花色苷合成是相一致的;发现在块茎中CHS受光诱导表达,光照后的第3天表达量最高,而在光照前检测不到,光照前块茎为白色,随着光照时间的延长,其表层颜色因积累花色苷而变成紫红色.     

植物查尔酮合成酶超基因家族组成及分子进化

本研究共收集来自于39个不同植物物种的59个查尔酮合成酶基因(CHS)序列,采用生物信息学方法对参试的CHS序列进行基因组成及结构分析,进而通过邻接法构建CHS超基因家族系统进化树。结果显示,CHS广泛分布于不同物种,整个超基因家族序列具有较高同源性;CHS超基因家族在其进化过程中分为2个亚家族,2大亚家族之间遗传距离为0.048,其进化分异程度呈保守态势。参试的所有CHS基因在其指导蛋白合成从而实现性状表达水平较为统一。