间歇浸没植物生物反应器培养栀子愈伤组织及产藏红花素条件研究

为建立栀子愈伤组织的间隙浸没植物生物反应器高通量培养体系,同时探讨诱导剂对栀子愈伤组织中藏红花素合成的影响.以MS+2.0 mg/L 6-苄氨基嘌呤(6-BA)+0.2 mg/L萘乙酸(NAA)+30 g/L蔗糖为增殖培养基,在40 d的培养时期内,栀子愈伤组织在植物生物反应器中生长状况良好,增殖系数呈升高趋势.对不同...     

高等植物蒽醌生物合成途径相关酶及其基因研究进展

蒽醌是分子内具有不饱和二酮结构（醌式结构）的一种重要次生代谢产物,研究蒽醌的生物合成对于通过基因工程手段提高蒽醌的产量具有重要的指导意义：对近年来高等植物中蒽醌生物合成途径催化各步反应的酶及编码这些酶的基因的研究进展进行了的综述。     

烟草绿原酸生物合成途径关键酶基因的研究进展

绿原酸是重要的植物苯丙素类次生代谢产物之一,与植物的食品风味和药用生物活性等密切相关,其生物合成与调控研究一直是科研人员所关注的焦点。本文综述了烟草绿原酸生物合成途径中关键节点苯丙氨酸解氨酶基因、肉桂酸-4-羟化酶基因、对-香豆酸辅酶A连接酶基因、羟基肉桂酰辅酶A:奎尼酸羟基肉桂酰转移酶基因、羟基肉桂酰辅酶A莽草酸/奎尼酸羟基肉桂酰转移酶基因、对-香豆酸3′-羟化酶基因的研究进展,并进一步展望了烟草绿原酸生物合成代谢调控的研究方向,旨在为烟草绿原酸生物合成途径的深入研究和定向调控提供参考。     

大豆含硫氨基酸生物合成途径及其关键酶基因研究进展

大豆属高蛋白豆类植物,对人体有着特殊的营养价值,但氨基酸含量不均衡,含硫氨基酸(Cys与Met)含量很少,影响大豆营养价值。传统的分子育种与基因工程法是目前主要用于提高大豆含硫氨基酸的方法。综述了植物含硫氨基酸的生物合成途径,以及途径中各个关键酶基因的研究进展,针对各个基因的不同研究情况,提出各种不同能够提高大豆含硫氨基酸的基因工程方法。     

烟草类萜生物合成途径中关键酶基因的克隆与表达调控

萜类化合物是烟草重要的香气前体物质,它们的降解产物是烟草最重要的香气来源之一.本研究概述了类萜代谢途径及其相关酶类的克隆与表达调控的研究进展,并对利用类萜代谢工程调控该代谢途径来提高烟草香气品质的应用前景进行了展望.     

Cloning and Characterization of Genes Coding for Fructan Biosynthesis Enzymes （FBEs）in Triticeae Plants

Fructan is not only a carbon source for storage but also plays an important role as anti-stress agents in many plant species. Complex fructans having both β-（2,1）- and β-（2,6）-linked fructosyl units accumulate in Triticeae plants commonly. Three enzymes （sucrose： sucrose 1-fructosyltransferase, 1-SST, EC： 2.4.1.99; sucrose： fructan 6-fructosyltransferase, 6- SFT, EC： 2.4.1.10; and fructan： fructan 1-fructosyltransferase, 1-FFT, EC： 2.4.1.100） were involved in fructan biosynthesis in Triticeae plant species. We successfully isolated these genes from tetraploid wheat （Triticum turgidum, genotype： AABB）, common wheat （Triticum aestivum L., genotype： AABBDD） and three wild relatives of common wheat, Triticum urartu Thum. （the origin of the AA genome）, Aegilops speltoides （Tausch） Gren. （the putative source of the SS genome） and Aegilops tauschii Coss. （the source of the DD genome）. Sequence analysis revealed that all the FBEs （fructan biosynthetic enzymes） had three highly conserved functional motifs except 1-SST （EU981912） from tetraploid wheat species only with conserved DPNG. Low pI （isoelectric point） and potential N-glycosylation sites were predicted, which were crucial for protein compartmentation and post-translational process. Analysis on subcelluar localization signals showed that only 6-SFT had vacuolar-directed signal. Sequences alignment result showed that 1-SST and 1-FFT were more conservative and had closer relationship each other, while 6-SFT was more active during the evolution processing. According to the syntenic relationship between wheat and rice genome, FBEs were predicated to be located on the homeologous group 6 and group 2 chromosomes. Expression profile confirmed that expression of all the three FBEs were drought-stress induced. This study can assist to establish a useful theoretical platform for cold- or drought-tolerant improvement of wheat by modulating FBEs expression.     

亚洲玉米螟Pgi基因全长的同源PCR克隆

为从核酸水平上研究亚洲玉米螟Pgi基因,以GenBank中的鳞翅目昆虫Pgi基因mRNA序列为参考序列,利用MEGA 5.0软件、IDT在线程序及Primer Primer5.0软件等设计用于扩增亚洲玉米螟Pgi基因编码序列的引物,同时利用PCR扩增及序列分析验证引物的有效性。结果表明:测定的亚洲玉米螟Pgi基因编码序列与Genbank中美国白蛾、苜蓿黄蝶等鳞翅目昆虫Pgi基因mRNA序列均具有较高的相似度(达78%~85%),表明,设计的引物均具有较强的有效性,能成功地扩增出亚洲玉米螟Pgi基因编码序列。     

玉米大斑病菌黑色素合成酶基因的全基因组定位及表达模式分析

【目的】确定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）黑色素合成酶基因StPKS、St3HNR、St4HNR、StSCD、StLAC1、StLAC2在基因组中的位置和基因结构,分析黑色素合成途径中6个合成酶基因在玉米大斑病菌侵染过程中从分生孢子萌发至穿透不同时期及菌丝生长时期的表达模式,明确6个基因与病菌发育和致病的关系。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库,通过Blastp相似性搜索,鉴定6个基因在基因组中的定位,解析在基因组中的串联分布情况;收集玉米大斑病菌从分生孢子萌发到侵染的不同时期及菌丝生长时期的菌体材料,提取总RNA,以β-tubulin作为内参基因,根据黑色素合成6个关键酶基因序列设计引物,采用qRT-PCR技术检测基因的表达模式,对比病菌在营养生长和生殖生长时期的表达情况。【结果】在基因组数据库中,玉米大斑病菌黑色素合成酶基因StPKS、St3HNR分别位于scaffold_12的正链和负链上,St4HNR、StLAC2位于scaffold_11的负链上,StSCD位于scaffold_1正链上,StLAC1位于scaffold_7正链上,且StPKS和St3HNR在基因组中串联分布在26.9 kb范围内;6个基因的相对表达量在分生孢子诱导萌发到穿透过程的5个时期中呈上调-下调-上调或上调-下调-上调-下调两种模式;分生孢子时期,StLAC2表达量最高,明显高于其他基因,差异极显著;菌丝生长时期,St3HNR、StSCD表达量最高,明显高于其他基因,差异极显著。【结论】玉米大斑病菌6个黑色素合成酶基因中StPKS和St3HNR在基因组中位置邻近,串联在26.9 kb范围内;6个基因从分生孢子萌发至侵染的5个时期均有表达,表达量存在显著差异,但各基因的表达模式相似,说明6个基因参与了玉米大斑病菌的侵染过程,在玉米大斑病菌的致病方面具有重要作用;同时在菌丝生长时期St3HNR和StSCD发挥的作用更明显,分生孢子时期StLAC2更活跃。     

类黄酮及茶儿茶素生物合成途径及其调控研究进展

 类黄酮化合物是植物的次生代谢产物,广泛分布于植物界且具有较强的生物活性。儿茶素是主要的类黄酮化合物之一,其含量占茶树鲜叶干重的12%～25%。作为茶叶的主要风味物质,儿茶素还具有抗氧化、抗诱变与防癌、抗心血管疾病、抗紫外线辐射等功能。本文从类黄酮及茶儿茶素的生物合成途径、组织化学定位、合成调控措施等方面,综述有关茶树儿茶素的生物合成代谢及其调控的研究进展,旨在为茶儿茶素生物合成的基因调控、代谢工程提供新的思路。     

万寿菊类胡萝卜素裂解双加氧酶基因CCD4b的克隆与表达分析

为探讨万寿菊类胡萝卜素降解过程中CCD4b的功能,以万寿菊(Tagetes erecta L.)‘Scarletade’品种舌状花为试材,利用同源基因克隆获得CCD4b,命名为TeCCD4b (GenBank:KY450708)。序列分析表明TeCCD4b cDNA全长为1 725bp,编码区长度1 392bp,所编码的产物含463个氨基酸,主要定位于质体膜,属RPE65超家族,包含CCD家族保守的结构域;同源分析表明TeCCD4b与向日葵HaCCD4-L、案头菊CmCCD4b同源性最高;系统进化树分析显示TeCCD4b与HaCCD4-L和CmCCD4b亲缘关系最近,与其他物种的CCD4和CCD4a存在差异,表明TeCCD4b在进化过程中保守性不强,不同种属之间具有明显差异,基本符合植物的进化规律;荧光定量PCR结果显示TeCCD4b在舌状花发育过程中均有表达,且与万寿菊花色变化基本一致,表明万寿菊舌状花颜色变化可能与TeCCD4b表达量高低相关。     

芥菜型油菜类黄酮合成相关基因的克隆和序列分析

 【目的】分离和克隆芥菜型油菜类黄酮合成相关基因。【方法】采用同源克隆基因的方法，参照拟南芥等植物控制类黄酮合成的基因保守序列设计引物，对扩增片段进行测序并进行BLAST分析。【结果】有13对引物扩增的17个基因拷贝与参考基因序列相符，这些克隆属于13个已知功能基因，其中查尔酮合成酶基因有3个不同的基因拷贝，花色素形成（Production of anthocyanin pigment）基因和查尔酮异构酶基因分别有2个不同的基因拷贝，其余引物的扩增只获得一个拷贝。在GenBank数据库中进行检索表明，所克隆的基因拷贝中的DNA结合/转录因子基因(TT2、TT8、TTG2) 、花色素形成基因（PAP）和黄烷酮-3-羟化酶基因（TT6），在芸薹属植物中未见报道。【结论】克隆芥菜型油菜类黄酮合成相关基因拷贝为阐明油菜种皮颜色形成的遗传调节奠定了基础。     

甘蔗独脚金内酯生物合成基因ScCCD8的克隆与表达分析

【目的】克隆甘蔗的ScCCD8,分析其序列特征并预测其功能,研究在甘蔗不同组织部位、不同胁迫处理条件以及不同生长时间点ScCCD8的表达情况,为该基因在甘蔗基因工程育种中的应用提供理论支撑。【方法】以NCBI中检索的甘蔗CCD8同源片段EST序列为模板设计引物,扩增甘蔗CCD8的片段,采用RACE和RT-PCR技术分别从甘蔗品种新台糖22号中克隆CCD8的5′、3′目的片段和全长cDNA序列,以生物信息学方法对序列进行预测分析,利用qRT-PCR方法分析CCD8在不同组织、不同逆境胁迫条件下和不同生长时间点的表达特性。【结果】克隆获得甘蔗CCD8,命名为ScCCD8,GenBank登录号为KP742973.1。该cDNA全长2 016 bp,含有1个1 623 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码540个氨基酸,编码的蛋白质分子量为59.534 kD。生物信息学分析表明ScCCD8编码的蛋白是定位于叶绿体上的非分泌性蛋白,不是典型的跨膜蛋白,没有信号肽位点。存在着多个糖基化位点和磷酸化位点等活性位点。序列分析表明,ScCCD8与其他植物的CCD8蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,甘蔗ScCCD8与高粱的CCD8蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析表明,ScCCD8的表达具有组织特异性,在根中的表达量最高,是老叶中表达量的18倍。其在模拟重度干旱胁迫（20% PEG）、盐胁迫（200 mmol·L^-1 NaCl）、磷缺乏（1/8 mmol·L^-1）和营养缺乏(纯水培养)4种胁迫处理下,茎尖中的ScCCD8均被诱导表达,且在处理24 h以后,ScCCD8的表达量增加较为明显。在不同生长时期,ScCCD8在甘蔗不同生长时期的茎尖中均有表达,且在幼苗期的表达量高于萌芽期和分蘖期。【结论】从甘蔗品种ROC22中克隆获得的甘蔗独脚金内酯生物合成关键基因ScCCD8是CCD8基因家族成员,推测ScCCD8可能与甘蔗SLs响应逆境胁迫有关。     

苎麻果胶合成关键酶GalAT基因的克隆及表达

 【目的】分离和克隆苎麻果胶合成关键酶GalAT基因部分序列,了解其在不同组织部位的表达情况。【方法】采用简并引物RT-PCR法克隆基因,用生物信息学方法对获得的cDNA序列及推定氨基酸序列进行分析,并用荧光实时定量PCR法研究GalAT基因在不同组织中的表达。【结果】克隆了986 bp的GalAT基因部分序列（GenBank注册号：EU131377）,可编码328个连续的氨基酸序列;核苷酸序列和推定的氨基酸序列与拟南芥的Galacturonosyltransferase 4同源性最高,分别为77%和83%;推定的氨基酸序列与拟南芥的Galacturonosyltransferase 4可聚为一类;GalAT基因在苎麻各个组织中都有表达,其中根部的GalAT表达量占大部分。【结论】确定所获得的序列是GalAT基因的cDNA序列;GalAT表达量为根部＞叶片＞韧皮部＞或≈木质部, 在根部的表达量占优势。