紫苏二酰甘油酰基转移酶基因(PfDGAT1)鉴定及表达分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是TAG合成过程中的限速酶。以晋紫苏1号为材料,采用电子克隆技术获得DGAT1基因(PfDGAT1,AF298815.1),并对PfDGAT1基因序列进行生物信息学及表达特性分析。结果表明,PfDGAT1基因序列全长为1 964 bp,开放阅读框长度为1 605 bp,共编码534个氨基酸残基;多序列比对和系统进化树分析表明,紫苏Pf DGAT1蛋白与芝麻、油橄榄的DGAT1蛋白的亲缘关系较近,序列同源性分别为89%和83%;利用实时荧光定量PCR技术分析PfDGAT1基因在紫苏不同组织中的表达特性,结果显示,PfDGAT1基因在紫苏不同组织中均有表达,但在种子中表达量最高,且随种子发育表达量呈先升高后降低的变化趋势,在开花后20 d表达量达到最高。     

植物二酰甘油酰基转移酶及其编码基因研究进展

三酰甘油(TAG)是植物的主要储藏脂类,二酰甘油酰基转移酶(DGATs)催化TAG生物合成的最后一步乙酰化反应,使二酰甘油加上一个脂肪酰基形成TAG。因此,DGATs被认为是TAG生物合成过程中最关键的限速酶。重点介绍了植物DGATs及其编码基因的分类、结构以及在植物油脂合成中的作用及应用的最新研究进展,以期为应用基因工程等技术提高植物油脂(如种子油)含量或改善油脂品质提供参考。     

种子特异启动子的DGAT基因植物表达载体构建

利用PCR技术从甘蓝型油菜(Brassica,napus L.)的基因组DNA和拟南芥(Arabidopsis thaliana)cDNA中分别扩增种子特异启动子napin和二脂酰甘油酰基转移酶(DGAT)基因片段,并将它们依次插入到植物表达载体pCAMBIA1390的多克隆位点处,构建了种子特异启动子napin驱动的DGAT基因植物表达载体p1390ND,冻融法将其导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404、EHA105和AGL1中,PCR检测结果证明,重组质粒p1390ND已成功导入农杆菌细胞.该载体可应用于油料能源植物种子含油最的遗传改良.     

花生油脂合成相关酰基转移酶基因的研究进展

花生是重要的油料作物和经济作物,我国花生年产量居世界第一,居国内油料作物首位,其总产的50%以上均用于榨油。囿于国内粮油争地矛盾和不断增长的油脂消费需求等因素,提高油料作物含油量对保障我国食用油脂安全具有重要的战略意义。花生种子油脂的主要成分为三酰甘油(TAG),其合成受到多个限速酶基因的协同调控,这些基因的时空表达特性、脂肪酸底物选择性和非生物胁迫响应等机制与油脂积累密切相关,最终影响油籽的产量和品质形成。植物油脂合成是涉及多个亚细胞区室、多条合成途径调控的复杂代谢网络,本文在总结植物油脂区室化合成步骤的基础上,对花生油脂的功能特性以及花生油脂合成途径中相关关键酰基转移酶的作用机制和研究现状进行归纳阐述,并提出存在的问题和建议,为花生油脂性状的精准鉴定和遗传育种提供参考。     

续随子ElPDAT1基因生物信息学及表达特性分析

磷脂:二酰甘油酰基转移酶1(PDAT1)是不依赖于脂酰-CoA催化二酰甘油(DAG)合成三酰甘油(TAG)的关键酶,在种子油脂代谢过程中起关键作用。为了研究ElPDAT1基因在续随子种子油脂合成过程中的调控作用,对ElPDAT1进行了生物信息学分析,并采用qRT-PCR技术研究了该基因在续随子不同器官中的表达特性。结果表明,ElPDAT1基因c DNA全长2 968 bp,其中,开放阅读框为2 037 bp,共编码678个氨基酸,预测等电点和相对分子质量分别是5.94,75.38 ku。ElPDAT1蛋白二级结构的主要结构元件是α-螺旋(34.81%)和无规则卷曲(43.95%)。ElPDAT1基因系统进化树分析表明,续随子与同科植物蓖麻、木薯、麻疯树的亲缘关系较近。qRT-PCR研究发现,ElPDAT1基因在各个器官中均有表达,且在种子中的表达量明显高于其他器官;ElPDAT1基因在种子发育中期表达量达到最大,其表达量为叶的5.82倍,说明ElPDAT1基因可能在续随子种子油脂合成过程中起调控作用。研究结果可为揭示该基因的生物学功能及全面解析续随子油脂合成机制提供科学依据。     

微藻中二酰基甘油酰基转移酶基因（DGAT）结构及进化分析

从数据库中获取微藻及高等植物中的二酰基甘油酰基转移酶基因(DGAT),对4种酶通过基因和蛋白质结构的比较及系统发育树的构建进行多样性和进化程度分析。为了进一步分析微藻中DGAT的进化过程,对其进行正选择位点的检验,推测其在进化过程中受到的选择压力。结果显示:微藻中不同类型DGAT的基因结构及蛋白质结构差异较大,微藻与其他高等植物相比,同一种类型的DGAT的蛋白质结构和基因结构也有较大差别。同时发现微藻中DGAT同其他高等植物中的DGAT有不同的进化过程。选择压力分析结果显示,微藻及高等植物的DGAT2和WS/DGAT存在可信度较高的正选择位点,DGAT1和DGAT3未发现正选择位点。对微藻中DGAT的进化研究有助于破译其在油脂积累中的作用,推动可再生能源的研究。     

花生3-磷酸甘油酰基转移酶基因的功能鉴定

花生(Arachis hypogaea)是我国的主要油料作物,花生油脂的合成受3-磷酸甘油酰基转移酶(GPAT)调控,但其调控机制尚不清楚。从花生中克隆了13个GPAT基因,编码含有4个酰基转移酶保守结构域的蛋白;同时,运用酵母遗传互补体系对基因功能进行了鉴定。在该体系中,酵母双突变体菌株ZAFU1(Δgat1/Δgat2)因缺少GPAT而不能在特定的葡萄糖培养基上生长。结果表明,AhGPAT1/2/3/6/9与空白载体一样,其导入并不能恢复酵母双突变体ZAFU1在葡萄糖中的生长缺陷,而AhGPAT5B、AhGPAT7A/B的导入能恢复酵母双突变体ZAFU1在葡萄糖中的生长缺陷,说明上述3个基因具有酰基转移酶活性,从而为进一步研究花生油脂的合成代谢调控提供了参考。     

亚麻荠CsDGAT3基因的鉴定与表达分析

亚麻荠是十字花科植物中一种古老的油料作物,其油脂中富含人体所必需的ω-3脂肪酸。二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是三酰甘油(TAG)生物合成最后一步中的关键限速酶。以花生AhDGAT3基因为探针,从亚麻荠基因组数据库中共筛选出3个均包含DGAT3蛋白典型结构域(TRX-like_Fd family)的目的基因,并分别命名为CsDGAT3-1、CsDGAT3-2和CsDGAT3-3。理化性质分析表明,这3个蛋白分别编码361、364、365个氨基酸,且均为定位于细胞质、无跨膜结构的水溶性酶蛋白。三级结构分析表明,这3个目的基因均以同源二聚体形式存在。多序列比对及系统进化关系表明,Cs DGAT3蛋白与荠菜DGAT3(CrDGAT3)蛋白具有极高的序列相似性,暗示其功能上具有相似性。荧光定量PCR结果显示,亚麻荠CsDGAT3基因在根、茎、叶、花和种子中均有表达,但CsDGAT3-1主要在根中表达,CsDGAT3-2主要在花和萌发的种子中表达,CsDGAT3-3则在发育中的种子中表达量最高。研究结果可为进一步解析亚麻荠种子TAG及油脂生物合成调控机制提供科学依据。     

大豆GmDGAT3基因的鉴定及表达分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)催化生成三酰甘油(TAG),在细胞油脂合成及积累中起重要作用。以花生(Arachis hypogaea)AhDGAT3为索引序列,全基因组鉴定大豆GmDGAT3基因,并应用生物信息学工具分析GmDGAT3基因编码蛋白的高级结构、系统发育和理化性质以及基因表达特征,旨在鉴定大豆(Glycine max)GmDGAT3基因。结果表明,序列比对分析发现大豆基因组有2个DGAT3蛋白,命名为Gm DGAT3-1和Gm DGAT3-2,长度分别为327,338个氨基酸,相对分子量分别为34.73,35.88 ku,二者均定位于细胞质中,且均无跨膜结构,为水溶性酶蛋白。二级结构均由α-螺旋、β转角、无规则卷曲和直链延伸组成。三维模型分析结果显示,Gm DGAT3蛋白以同源二聚体行使生物学功能。系统发育分析结果表明,Gm DGAT3蛋白与花生DGAT3蛋白同源性较高,暗示其可能有共同的进化来源。表达谱分析结果揭示,在大豆根、茎、叶、花、荚和种子中,GmDGAT3-2表达量均高于GmDGAT3-1,尤以GmDGAT3-2在花中的表达量最高。大豆基因组包含2个结构完整和有表达活性的Gm DGAT3。研究结果可为进一步解析大豆种子TAG及油脂生物合成调控机制提供科学参考。     

特色油料作物油莎豆CeDGAT1基因的鉴定及表达分析

二酰甘油酰基转移酶1(DGAT1)是催化三酰甘油酯(TAG)合成最后一步反应的限速酶,对油料作物种子油脂合成和积累极为重要。油莎豆地下块茎能积累30%的油脂,其块茎油脂生物合成机制还未解析。分析油莎豆块茎转录组数据,结果发现一条编码DGAT1的cDNA序列(CeDGAT1),并应用生物信息学工具解析了CeDGAT1酶蛋白的理化性质、高级结构及系统发育等特征,通过qRT-PCR检测CeDGAT1的时空表达谱。结果显示,CeDGAT1编码的蛋白长度为502个氨基酸,理论等电点为9.08,属于MBOAT蛋白超家族,是一个疏水性蛋白,含有8个跨膜结构;二级结构由α-螺旋(46.06%)、无规则卷曲(35.43%)、延伸链(12.40%)和β-折叠(6.10%)组成;油莎豆CeDGAT1蛋白与模式植物拟南芥AtDGAT1的亲缘关系较远,而与禾本科的单子叶植物高粱和野生水稻的DGAT1同源性较高;CeDGAT1主要在发育块茎中高表达,在块茎播种后90 d时达峰值,表明CeDGAT1在油莎豆块茎油脂合成积累中行使重要功能。研究结果可为深入解析块茎等营养器官油脂生物合成机制及油莎豆油脂产量和品质的遗传...     

甜瓜果实醇酰基转移酶基因的克隆及表达分析

根据在GenBank中登录的烟草、番茄等的醇酰基转移酶基因的保守序列设计引物,利用RT—PCR和RACE（Rapid Ampllfieation of cDNA Ends,cDNA末端快速扩增）技术从甜瓜白交系M01—3花后25d的果实总RNA中扩增到甜瓜醇酰基转移酶基因全长cDNA。该基因全长为1429bp,开放读码框为1383bp,编码461个氨基酸,GenBank中登录号为EU431334。利用荧光定量PCR方法进行了该基因在果实发育过程中的表达特性分析,结果表明该基因在花后15d果实中的表达量最低,成熟果实中表达量最高。     

续随子ElDGAT1基因的克隆、序列分析及表达特性

二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是植物三酰甘油(TAG)合成最后一步反应的关键酶和限速酶,属于酰基转移酶超家族。为探究续随子(Euphorbia lathyris L.)中二酰甘油酰基转移酶1(DGAT1)对于调控种子油脂合成的作用机理,依据续随子转录组数据,采用RT-PCR技术分离和鉴定出一个 DGAT1基因(命名为 ElDGAT1),运用生物信息学方法对获得的序列进行分析,通过qPCR技术研究 ElDGAT1基因在续随子不同器官中的表达特性。结果表明:从续随子中克隆获得 ElDGAT1基因的cDNA序列,编码区长为1 530 bp,共编码509个氨基酸;预测ElDGAT1蛋白定位于内质网上,且为疏水性膜结合蛋白;其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,编码的蛋白含有9个典型的跨膜螺旋区。基于DGAT1蛋白的系统发育分析表明:续随子与乌桕的亲缘关系最近,与橡胶树和木薯的同源性次之。qPCR检测结果发现, ElDGAT1基因在续随子根中表达量最低,种子中的表达量相对较高,在花后15 d、30 d、45 d的表达量呈递增趋势。研究结果为进一步分析续随子种子油脂合成积累的调控机理及 ElDGAT1 基因的生物学功能提供依据。     

玉米甘油-3-磷酸酰基转移酶基因ZmGPAT13生物信息学及表达特性分析

【目的】对玉米（Zea mays L.）甘油-3-磷酸酰基转移酶（Glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT）家族成员ZmGPAT13进行生物信息学分析和在不同非生物胁迫处理下的基因表达模式变化检测,为进一步研究ZmGPAT13的生物学功能奠定理论基础。【方法】通过TAIR和MaizeGDB数据库获得拟南芥（Arabidopsis thaliana）和玉米中GPAT家族蛋白序列,利用生物信息学方法进行理化性质、蛋白结构、亚细胞定位、保守基序、系统进化、磷酸化位点和启动子顺式作用元件等分析,并采用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对ZmGPAT13在不同组织部位及甘露醇（Mannitol）、NaCl、脱落酸（ABA）、高温（42℃）、低温（4℃）处理下的相对基因表达量进行分析。【结果】ZmGPAT13是一个定位于线粒体的跨膜蛋白,与部分GPAT家族成员含有排序相同的15个保守基序（motif）,且与拟南芥中AtGPAT1的亲缘关系最近;预测分析发现ZmGPAT13含有62个磷酸化位点,可能与玉米中多个GPATs存在相互作用关系;ZmGPAT13基...     

花生油酸脱氢酶基因遗传转化体系的建立与表达分析

 【目的】培育高油酸的花生新种质。【方法】以根癌农杆菌为介导将含有油酸脱氢酶基因的植物双元表达载体pFGC/2nd转入花生外植体丛生芽,通过卡那霉素筛选,器官发生再生转化植株;荧光定量PCR检测转基因植株。【结果】丛生芽外植体于OD600为0.6的农杆菌菌液中浸泡8～10 min后,在MS培养基上暗培养3 d效果较好。诱导筛选培养3个月左右,共得到16株转化植株,其中11个转基因植株经PCR检测呈阳性,说明外源基因已整合进入受体植物。进一步的荧光定量PCR检测显示,有4个植株基本上不表达或表达量很低。【结论】建立花生丛生芽遗传转化体系;RNA干扰对内源的油酸脱氢酶基因产生了抑制作用。     

苎麻咖啡酰辅酶A甲基转移酶基因原核表达及其结构分析

为了研究苎麻木质素合成关键酶——咖啡酰辅酶A-甲基转移酶(CCoAOMT)基因编码的酶蛋白,了解其结构特点;采用原核表达系统——大肠杆菌表达系统pQE,对苎麻CCoAOMT cDNA编码区进行了高效表达,获得了分子量为29.4kD的苎麻CCoAOMT融合蛋白。采用SwissModel服务器模拟构建了该酶蛋白的空间结构。并利用InsightII软件包中的Docking模块构建了该酶蛋白与辅酶Sinapoyl、SAH和Ca2 相互作用的复合物的结合模型,并利用Discover模块对模拟的结构进行结构优化。可以推知所克隆的苎麻CCoAOMT cDNA编码了咖啡酰辅酶A甲基转移酶,具有O-甲基转移酶蛋白典型的催化功能,参与苎麻木质素单体前体的甲基化反应。     

药西瓜UDP-糖基转移酶基因的克隆与表达分析

为明确药西瓜UDP-糖基转移酶催化葫芦素形成葫芦素配糖体的表达规律,以药西瓜品种"WM9"叶片为供试材料,采用RT-PCR技术克隆药西瓜UDP-糖基转移酶基因,并对编码蛋白进行分析。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR),以ACTIN为内参基因,分析获得的2个药西瓜UDP-糖基转移酶基因在不同组织器官中的表达规律。结果表明:克隆得到2个UDP-糖基转移酶基因,分别为1 546 bp和1 559 bp的cDNA全长序列,命名为UDP-E1和UDP-E2。对扩增获得的序列进行生物学信息分析,确定UDP-E1基因的完整开放阅读框(ORF)为1 314 bp,可编码氨基酸437个,理论分子量为49.02 ku,等电点为5.99,属稳定蛋白,Genbank登录号MK576125。UDP-E2基因的ORF为846 bp,可编码氨基酸281个,理论分子量为32.78 ku,等电点为5.23,属不稳定蛋白,Genbank登录号MK576126。这2个基因属于糖基转移酶超家族。UDP-E1和UDP-E2均与香瓜、黄瓜的UDP-糖基转移酶基因序列相似性最高。在各组织器官中,UDP-糖基转移酶均有表达,且在茎中表达水平最低,叶中表达水平最高。     

西农萨能奶山羊DGAT2基因第5内含子多态性与产奶性状的关联分析

为确定二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因与奶山羊产奶性状的关系,采用PCR-SSCP技术,对197只西农萨能奶山羊二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因的第5内含子进行多态性分析.在西农萨能奶山羊中检测的DGAT2基因第5内含子发现AA、AB和BB 3种基因型,其频率分别为0.2284、0.4061和0.3655;不同基因型与西农萨能奶山羊的产奶量和乳脂率之间有显著的关联性(P<0.05),AA和AB基因型个体的产奶量和乳脂率显著高于BB型(P<0.05),但对乳蛋白率和乳糖率影响不大,未达到显著水平(P>0.05).结果提示DGAT2基因对奶山羊产奶性状有一定的影响.     

花生酰基-CoA羧化酶基因ACC1的克隆与表达分析

ACC1基因编码酰基-CoA羧化酶,调节脂肪酸的从头合成。本研究克隆了花生ACC1基因,其DNA序列全长3 719 bp,编码区序列873 bp,蛋白质内含保守的酰基-CoA羧化结构域(124～288 aa)。利用Peanutbase数据库鉴定到15个ACC1同源基因;亚细胞定位发现ACC1主要定位于叶绿体。组织表达量分析表明该基因在种子与叶中的表达量最高,花与根瘤中的表达量较低。对不同发育期高、低油酸品种种子ACC1的表达量检测结果表明,高油酸能够上调ACC1的表达量。本研究为深入分析ACC1在脂肪酸合成通路中的分子功能提供了重要信息。     

桂花花瓣醇酰基转移酶基因的克隆与表达

为探讨桂花花瓣醇酰基转移酶基因的功能,从桂花品种‘柳叶金桂’花瓣中克隆得到1个醇酰基转移酶基因,命名为OfAAT1,该基因全长1 386bp,编码461个氨基酸;通过qRT-PCR分析发现,OfAAT1基因在花器官尤其在花瓣中大量表达,而在幼叶中基本不表达;其表达量随着花朵的开放逐渐增加,至盛花期达到最大,末花期又减少;OfAAT1基因的表达量在盛花期还呈现明显的昼升夜降的节律性变化;进一步的氨基酸序列比对和系统进化树分析表明,该基因编码的氨基酸存在酰基转移酶BAHD家族特有的保守结构域,与矮牵牛PhCFAT亲缘最近,其次是大豆GmCHAT和马铃薯StCHAT;结合桂花花瓣香气挥发性成分分析,初步推测桂花OfAAT1的功能可能与矮牵牛PhCFAT相似,可催化松柏醇产生松柏二酯,进一步被降解为异丁香酚,或与大豆GmCHAT和马铃薯StCHAT相似,与以脂肪酸为底物的酯类香气合成相关。     

镉处理下不同富集镉花生营养器官AhMTⅡmRNA表达变化

利用含镉(Cd2+)营养液培养花生幼苗,取不同营养器官用以检测AhMTⅡmRNA表达量的变化。构建了PMD18T-AhMTⅡ和PMD18T-actin重组质粒,用SYBR GreenⅠ实时定量PCR方法精确分析了花生AhMTⅡmRNA表达水平。研究结果表明,花生幼苗期不同营养器官间AhMTⅡmRNA表达量差异显著(P<0.01):根>叶>茎,低富集镉花生品种XD1011根部AhMTⅡmRNA表达量显著低于高富集镉花生品种XA004。AhMTⅡmRNA表达与镉处理水平具有高度相关性,尤其是根部和叶部,在0～50 μmol/L镉处理水平间,品种XD1011和品种XA004根部相关系数分别为0.977和0.96,品种XD1011叶部相关系数为0.91,而品种XA004在0～200 μmol/L镉处理水平间相关系数为0.959。该结果可为筛选低富集镉花生品种提供理论与技术支持。