金花茶查尔酮异构酶基因全长克隆与表达的初步研究

利用RT-PCR和RACE技术,从我国珍稀濒危植物金花茶花瓣中获得了查尔酮异构酶(Chalcone isomerase,CHI)基因的cDNA全长,命名为Cn-CHI,GenBank登录号HQ269805.1。碱基序列分析表明,Cn-CHI基因全长953 bp,包含56 bp的5’非翻译区、204 bp的3’ 非翻译区和一个长为693 bp编码230个氨基酸的开放阅读框。氨基酸序列比对分析表明,Cn-CHI基因编码蛋白与蔷薇科、杜鹃花科、茄科等植物的CHI蛋白同源性都在75%以上,与山茶科山茶属茶树CHI蛋白同源性高达99%。相对荧光定量PCR分析表明,Cn-CHI基因在金花茶花蕾发育过程中呈现先急剧上升后平缓下降的趋势;在花器官的不同部位中,Cn-CHI基因表达量最高的是雌蕊,其次是雄蕊,在萼片和花瓣中的表达量较低且相差不大。     

油茶查尔酮合酶和异构酶基因的cDNA克隆

查尔酮合酶和查尔酮异构酶是类黄酮代谢与色素苷代谢的关键酶.以油茶近成熟种子cDNA文库和EST文库为材料,通过分子克隆方法鉴定了1条查尔酮合酶基因全长cDNA和1条查尔酮异构酶全长cDNA.结果表明:油茶查尔酮合酶基因的cDNA含1479 bp,编码412个氨基酸,为目前最长的查尔酮合酶,与其它物种的查尔酮合酶具有极高的相似性,在进化上高度同源;油茶查尔酮异构酶基因的cDNA含899 bp,编码206个氨基酸,与茶的查尔酮异构酶基因高度同源,但与其它物种的相似性较低.     

查尔酮合酶与查尔酮异构酶基因特征及转基因应用

查尔酮合酶和查尔酮异构酶一起构成了黄酮类化合物生物合成的限速酶.底物先是由查尔酮合酶的作用形成袖皮素查尔酮化合物,然后再由查尔酮异构酶异构化成不同的黄酮类化合物.查尔酮合酶和查尔酮异构酶广泛存在于多种植物中,涉及了苯丙氨酸代谢途径中各种具有防御性产物的生物合成,在植物的抗菌机制、抗胁迫、细胞的发育和分化、色素的积累和外源基因的表达等方面起着重要的作用.就查尔酮合酶和查尔酮异构酶的结构特点、编码基因的克隆及序列特征、基因的表达调控以及转基因应用等方面进行了系统的综述,并对其今后进一步的研究提出了适宜的建议.     

桑树景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶基因的克隆、原核表达与植物表达载体的构建

景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)是卡尔文循环过程中的关键酶.利用RACE技术得到景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶基因全长cDNA,命名为MSBPase(GenBank登录号;DQ995346).MSBPase全长为1 527 bp,该序列含有1个1 179 bp的完整开放读码框,编码393个氨基酸,蛋白质理论分子质量约为42.6 ku,等电点为5.85,其氨基酸序列与其他植物中已分离的SBPase有很高的同源性.对MSBPase编码的蛋白质(命名为MSBPase)进行结构预测分析表明,该蛋白富含无规卷曲(coil),高达64.29%,其次是α-螺旋(helix),为22.19%,而β-折叠(strand)只有13.52%.将MSBPase编码区插入原核表达载体pET30a( ),并转化到大肠杆菌菌株 BL21中,经过IPTG诱导,MSBPase融合蛋白在BL21菌株中成功表达.将得到的MSBPase编码区插入植物表达载体pBI121中,构建了MSBPase植物表达载体pBI121.SBP.     

北美鹅掌楸LtCHS基因的克隆及生物信息学与组织表达特征分析

【目的】鹅掌楸属花色种间差异较大,是研究木本植物花色形成与调控机制的较理想材料。查尔酮合成酶基因( CHS)是黄酮类化合物生物合成途径中的关键基因,与植物花色形成密切相关,同时又是研究科以下系统发育的理想基因,种间进化差异较大,因此 CHS基因用于研究鹅掌楸属花色差异形成机制有较强的可行性。本研究克隆北美鹅掌楸的查尔酮合成酶基因,并对其进行生物信息学及组织表达分析,以期为鹅掌楸属树种花色的形成和调控机制研究提供参考。【方法】以北美鹅掌楸的花芽为材料,采用同源克隆和 RACE 技术克隆查尔酮合成酶基因( LtCHS),并进一步扩增该基因的基因组序列。对该基因进行生物信息学分析。采用半定量 RT-PCR 方法分析 LtCHS基因在鹅掌楸属种间及不同组织中的表达水平。【结果】获得2个查尔酮合成酶基因： LtCHS1与LtCHS2。LtCHS1基因的 cDNA全长875 bp,包含1个702 bp的ORF,其基因组DNA ( gDNA)只含有1个外显子,没有内含子,编码233个氨基酸,蛋白质分子量为71.88 kDa,等电点为5.09。LtCHS2基因的 cDNA 全长1457 bp,包括1个1185 bp的 ORF,其 gDNA含有2个外显子和1个内含子,编码394个氨基酸,蛋白质分子量为120.0 kDa,等电点为4.97。2个基因的组织表达分析结果显示,LtCHS 基因不仅在同一树种不同组织间存在差异,而且在种间也存在表达差异。LtCHS1基因仅在北美鹅掌楸中表达,LtCHS2基因在鹅掌楸中表达,在杂交鹅掌楸中二者均有表达。【结论】获得的2个 LtCHS基因属于同一基因家族,但执行不同功能。二者在种间表达存在差异可能与鹅掌楸属花色形成有关。结合鹅掌楸属种间花色特征,可初步推测,LtCHS1基因与 LtCHS2基因可能分别调控不同类型花青素的合成。     

蜡梅几丁质酶基因的克隆与原核表达

在构建好蜡梅花cDNA文库并进行EST分析基础上,通过随机克隆测序,得到1个蜡梅几丁质酶的cDNA基因,命名为Cpchia(GenBank登录号:FJ749130).Cpchia cDNA全长为1 184 bp,开放阅读框为954 bp,编码317个氨基酸,其结构包括信号肽、几丁质结合域、可变交联区、催化区,无C端延伸区,为Class Ⅰ b型胞外几丁质酶,属于几丁质酶第19家族.将Cpchia克隆到原核表达载体pET-28a(+),在大肠杆菌BL21细胞中以包涵体形式表达融合蛋白,利用透析法获得复性蛋白,其几丁质酶活性经DNS法检测达到200 U·mL~(-1).酶活性和稳定性分析表明,试验条件下,pH 7.0有利于酶的稳定和活性发挥,40 ℃活性最高,在0 ℃低温下也有较高活性.上述结果说明,分离的Cpchia基因编码蛋白具有几丁质酶活性,而且可能与蜡梅花的抗寒性形成有关.     

油桐LACS4基因的克隆与原核及真核表达

长链酰基辅酶A合成酶(LACS)在油脂代谢过程中发挥着重要的作用。以油桐近成熟种子为材料,在已构建的转录组数据库基础上,克隆得到一个油桐长链酰基辅酶A合成酶基因,在此基因c DNA全长序列的基础上,成功构建了油桐LACS4基因的真核表达和原核表达载体,其中,酵母表达载体p YES2-LACS4成功转入酿酒酵母菌株INVSc1中,并进行相关生长趋势分析;在大肠杆菌BL21(DE3)宿主细胞中,原核表达载体p ET30a-LACS4也成功诱导表达,并获得大约为74k Da的表观分子量的相应目的蛋白。     

松褐天牛泛素基因的克隆及表达

设计一对简并引物,应用RT-PCR技术,从松褐天牛细胞中克隆泛素基因的编码区,GenBank登录号EU433567.序列分析表明:该编码区的长度为228 bp,编码76个氨基酸,编码蛋白的相对分子质量为8.49 ku,理论等电点为5.83.同源性比较发现,松褐天牛泛素基因与其他10种昆虫泛素基因在氨基酸水平上具有94%～98%的相似性.基于核苷酸水平上的系统发育树显示松褐天牛与斜纹夜蛾、草地贪夜蛾遗传距离较近;通过同源建模获得了松褐天牛泛素基因编码蛋白的理论三维结构.将泛素基因与pET-32a(+)连接,构建原核表达载体pET-32a-ub,经IPTG诱导,松褐天牛泛素基因在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,并经Western blotting分析验证该表达,为研究泛素在松褐天牛体内的功能奠定基础.     

油茶丙二酰单酰CoA:ACP转酰基酶基因的克隆与原核表达

【目的】油茶种仁含油率较低且易遭逆性环境等的影响,这些都严重影响和制约了油茶产业的快速发展。丙二酰单酰Co A:ACP转酰酶是脂肪酸合成酶(FASⅡ)复合体的组成酶之一,在脂肪酸合成中起着装载作用,它的酶促反应产物丙二酰单酰ACP是脂肪酸合成关键组成部分。开展该基因的功能研究,能为油茶的分子遗传育种奠定基础。【方法】以油茶品种‘华硕’种子为材料,借助其种子转录组和表达谱数据库,通过RACE技术,克隆丙二酰单酰Co A:ACP转酰酶基因并对该基因进行生物信息学分析。利用常规的酶切连接技术构建基因的原核表达载体,并利用α酮戊二酸脱氢酶(KDH)偶联系统测定表达产物的酶活性。【结果】丙二酰单酰Co A:ACP转酰酶基因的全长c DNA 1 867 bp,含有1 131 bp的开放读码框,编码376个氨基酸,具有58个氨基酸长度的叶绿体转运肽,该基因被命名为Co MCAT(Gen Bank登录号KJ910337)。在malonyl-Co A结合位点和ACP结合位点上分别存在高度保守的基序"GQGXQ"和"GXSXG"。原核表达载体p ET30a-Co MCAT在BL21(DE3)细胞中被成功地诱导表达,目的重组蛋白分子量约为40 k Da。酶活性分析表明,重组蛋白Co MCAT的最佳催化温度为30℃,最佳p H为7.0,比酶活性约为2.384 U·μg-1。【结论】以本实验室构建的油茶转录组数据库为基础,首次克隆获得油茶MCAT基因的全长c DNA序列,构建其原核表达载体在宿主细胞BL21(DE3)中成功诱导表达目的蛋白,并对重组蛋白进行初步的酶活性分析。研究结果为今后进一步深入开展和揭示油茶MCAT基因在油脂合成的代谢过程中的作用奠定基础。     

桑茶的制作工艺研究

1　桑根制茶桑根皮性甘、寒、能泻肺平喘及行水消肿,主治肺热、水肿、小便短小,糖尿病及骨折等症,桑根皮的提取液能明显降低血压,还有镇静作用。挖掘桑根,在暗处放置2月～3个月,切成0.3cm～0.5cm厚的小段,在干燥器中干燥2小时,而后烘干即成桑茶成品。亦可挖掘桑根,刮去桑?..     

盐胁迫对桑树幼苗光合生理及叶绿素荧光特性的影响

试验以黄河流域和西北地区常用的桑树砧木-1年生实生桑树幼苗为试验材料,采用盆栽加盐的方式模拟盐胁迫环境,通过设置1、3、5、7 g·kg.等4个盐分梯度,以不加NaCl(0 g·kg-1)为对照(CK),研究NaCl胁迫对桑树幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:1 g·kg-1NaCl处理对桑树幼苗叶片的净光合速率(Pn)没有明显影响;而3、5、7 g·kg-1等NaCl处理则对Pn具有明显的抑制作用,5、7g·kg-1等的NaCI处理的影响显著,造成桑树幼苗Pn急剧降低,部分植株受害严重,甚至死亡.此外,1、3 g·kg-1等NaCl处理对桑树幼苗的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)和胞间CO2浓度(Ci)没有明显影响,而5、7 g·kg-1等NaCl处理则显著提高了桑树幼苗的Ci,降低了Gs、Tr和WUE.盐胁迫对桑树幼苗叶片的叶绿素荧光参数具有一定的影响.随NaCl处理浓度增大,初始荧光(Fo)呈下降的趋势,而非光化学荧光淬灭系数(NPQ)则先升后降,但处理之间Fo和NPQ变化差异不明显;1、3 g·kg-1等NaCl处理对桑树幼苗的最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSⅡ有效光化学量子效率(ΦPSⅡ)没有明显影响,而5、7 g·kg-1等NaCl处理则显著降低其Fm、Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSⅡ.     

毛竹捕光叶绿素a/b结合蛋白基因cab-PhE1的克隆与表达分析

光合作用是地球上生命现象的基础,高等植物光合作用光能的捕获与传递主要是通过捕光色素蛋白复合体(LHC Ⅰ,LHCⅡ)来完成的,其中LHCⅡ是绿色植物叶绿体类囊体中含量最丰富的一种天线蛋白(孙钦秒等,2000a).     

新疆杨胰蛋白酶抑制剂基因的克隆与表达

杨树受损伤后能诱导一些基因的表达,其编码的蛋白质可能在杨树的防卫反应中起一定作用.用PCR方法从新疆杨叶片中克隆出一个损伤诱导型Kunitz胰蛋白酶抑制剂基因PaTI1.序列分析表明:此基因不含内含子,其翻译起点上游具有'TATA'和 'CCAAT'等转录控制元件,包含的阅读框架能编码一个长为213个氨基酸的多肽.此多肽与克隆自美洲山杨的PtTI2 和PtTI1氨基酸序列同源性最高,分别为95%和80%,其N端存在一长度为27个氨基酸的信号肽.将此基因以融合蛋白的形式在大肠杆菌中进行表达,纯化后的融合蛋白对胰蛋白酶的活性有抑制作用,每8.5 μg融合蛋白可完全抑制1 μg牛胰蛋白酶的活性.Western blot分析表明融合蛋白与PtTI2特异的抗体之间有明显的血清学反应.