香蕉柠檬酸合酶基因MaGCS的克隆及生物信息学分析

采用RACE-PCR的方法首次在香蕉中获得一个柠檬酸合酶基因的cDNA序列。经序列测定和Blastx比对分析表明，该cDNA全长1 885bp，编码513个氨基酸残基，具有植物柠檬酸合酶基因的特征结构域，并与其他植物来源的乙醛酸循环体的柠檬酸合酶具有很高的序列相似性，将其命名为MaGCS(Musa glyoxysomal citrate synthase)，并对其进行生物信息学分析，初步预测其理化性质及功能等。     

大豆GmSAMS1基因增加烟草对斜纹夜蛾的抗性（英文）

腺苷甲硫氨酸合酶基因(S-Adenosylmethionine synthetase,SAMS)在包括发育、胁迫反应等多种植物生物学过程中发挥作用。为评价大豆SAMS基因在植物抗虫中的功能,本研究从大豆叶片中克隆了GmSAMS1基因,该基因是12个大豆SAMS基因中在叶片里表达量最高的基因。GmSAMS1蛋白与其它植物SAMS蛋白高度同源,具有3个保守的SAMS结构域,并且定位在细胞膜上。在GmSAMS1基因的启动子区包含8个与生物胁迫和非生物胁迫相关的调控元件。以斜纹夜蛾幼虫的相对生长率为指标评价转GmSAMS1基因烟草的抗虫性,两个独立的强迫喂养试验结果表明,食用T_0和T_1转基因烟草叶片的斜纹夜蛾幼虫相对生长率显著低于食用对照叶片的斜纹夜蛾幼虫。该结果说明大豆GmSAMS1基因提高了转基因烟草对斜纹夜蛾的抗虫性。     

枇杷鲨烯合酶(Squalene synthase)基因的克隆及序列分析

鲨烯合酶(SQS)是枇杷三萜酸生物合成过程中的关键酶。以枇杷(Eriobotrya japonica L.)悬浮培养细胞为材料,采用RT-PCR和RACE方法分离得到枇杷鲨烯合酶Ej-SQS(Squalene synthase)基因的cDNA全长序列(GenBank,JQ294055),共1 775 bp,包含了5′非编码区为97 bp,开放阅读框为1 239 bp,3′非编码区为439 bp。该cDNA的开放阅读框推定的氨基酸序列(含412个氨基酸)与其它植物SQS具有79%~94%同源性,包含Trans_IPPS_HH保守结构域,可能属于Isoprenoid Biosynthesis enzymes,Class 1家族。为今后利用基因工程调控枇杷细胞悬浮培养物以提取目标产物奠定基础。     

小麦转TPS基因植株的获得及其初步功能鉴定

为了探索利用基因工程改良小麦抗旱性和耐盐性的途径,通过基因枪法将具有抗旱和耐盐碱功能的海藻糖合酶(TPS)基因导入普通小麦品种CB9945,获得了转TPS基因的小麦植株,对T0代植株进行了PCR检测,对T2代植株进行了叶片涂抹除草剂检测并进一步进行了验证,鉴定出15个转基因株系.采用模拟抗旱、耐盐环境,对15个转基因株系进行了初步功能鉴定,发现转TPS基因小麦植株的抗旱、耐盐能力得到了一定程度的提高.     

小麦β-酮脂酰CoA合成酶基因KCS的克隆与酵母表达

超长链脂肪酸是生物体内众多重要物质的合成底物。KCS基因编码β-酮脂酰CoA合成酶,该酶具有底物特异性,参与超长链脂肪酸延伸的缩合反应,是超长链脂肪酸合成的限速步骤。为了探究小麦KCS基因在超长链脂肪酸合成中的功能,采用同源克隆的方法从小麦(Triticum aestivum L.)中克隆出KCS基因后,利用生物信息学对其编码序列进行分析,并在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中对其进行真核表达。结果表明,小麦TaKCS6基因的开放阅读框为1 287bp,编码428个氨基酸残基。结构域预测结果显示,TaKCS6蛋白含有III型聚酮合酶脂肪酸延伸酶和C末端3-酰基ACP合酶III结构域,属于KCSs蛋白家族。序列比对分析结果显示,TaKCS6氨基酸序列与拟南芥及其他植物的KCS6氨基酸序列在两个功能结构域上和活性位点保守。酵母表达结果显示,TaKCS6基因编码的蛋白参与C24以上超长链脂肪酸的延伸。     

海南龙血树查尔酮合酶基因(DcCHS)的克隆及表达分析

利用RT-PCR和RACE技术对海南龙血树查尔酮合酶基因进行克隆,得到1条1 456 bp的cDNA序列,命名为DcCHS。DcCHS含有1 173 bp的阅读框架、99 bp的5′非编码区和184 bp的3′非编码区,编码390个氨基酸。DcCHS与其他植物的CHS氨基酸序列同源性高达84%以上,具有高度保守的CHS_like结构域、活性位点以及信号序列。推测DcCHS的分子量为42.7 ku,等电点pI为6.14,稳定性极差,具有15个磷酸化位点,无跨膜结构,无信号肽,亚细胞定位在细胞质的可能性较大,并预测了蛋白质的二级、三级结构。组织特异性分析结果表明,DcCHS在花中的表达远远高于根、茎、叶和果实。     

野生香蕉几丁质酶基因的克隆与序列分析

以野生香蕉叶片为试材,采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得野生香蕉几丁质酶基因全长序列,并在GenBank登录(登录号为:FJ858155)。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)全长1115bp,包含924bp的ORF、14bp的5'非编码区、177bp的3'非编码区及17bp3'poly(A)尾。该基因开放阅读框编码307个氨基酸,分子量为32424.1u,预测的理论等电点为6.28,其结构包括信号肽、几丁质结合区、糖苷水解酶区。蛋白结构分析结果表明,该基因编码蛋白为跨膜蛋白,存在于胞外。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)属于酸性几丁质酶classⅠb,与大蕉几丁质酶classⅠb相似性仅为59.4%。结构分析结果表明,该基因可能具有几丁质酶/溶菌酶特点,且在过敏反应中起重要作用。     

节瓜抗镰刀菌酸突变体内切几丁质酶基因的克隆与植物表达载体构建

根据节瓜与枯萎病菌互作构建抑制消减文库获得的内切几丁质酶基因EST序列,以节瓜抗镰刀菌酸突变体"LT3"为试材,通过RT-PCR与RACE相结合的方法,获得了该基因全长c DNA序列,命名为Cq Chi I。序列测定和生物信息学分析结果表明,该基因c DNA序列全长1 139 bp,编码区在38~982 bp之间,编码314个氨基酸,蛋白质分子量为33.94 ku,等电点为8.43,具有chitinase_gluco_hydro_19及lysozome_like superfamily功能域,推测该蛋白可能兼具几丁质酶与溶菌酶活性。结构分析表明,该蛋白二级结构中α螺旋、延伸链、β转角与无规则卷曲分别占24.20%、18.15%、7.96%和49.68%,该蛋白为亲水性非跨膜蛋白,1~23氨基酸预测为信号肽。其三级结构高度保守,为class I碱性几丁质酶,属于几丁质酶第19家族,为分泌细胞外蛋白。序列比对与系统进化分析结果显示,Cq Chi I与黄瓜、甜瓜、葫芦、苦瓜等植物几丁质酶基因亲缘关系紧密,与黄瓜碱性内切几丁质酶(XP004134833)相似性最高为85%。进一步构建了植物表达载体p Cambia1300并转化农杆菌EHA105,通过蘸花法转化拟南芥,为后续开展基因功能研究奠定基础。     

大豆异黄酮生物合成串联基因簇及其表达载体的构建

植物异黄酮是一种重要的次级代谢产物,在植物的生理活动以及人类健康方面具有重要作用.植物异黄酮生物合成途径有三个调控酶:查尔酮合酶(Chaleone synthase,CHS),查尔酮异构酶(Chalcone Isomerase,CHI)和异黄酮合酶(Isoflavone synthase,IFS).以大豆为材料,利用RT-PCR方法克隆到查尔酮合酶基因(CHS),查尔酮异构酶基因(CHI Ⅱ)和异黄酮合酶基因(IFS)的eDNA(Genebank登记号分别为EU526827,EU526829,EU526830)经过NCBI在线Blast比对,相似度均在98%以上,确认克隆的目标基因是正确的;将这三种基因顺序连接,构建成串联基因簇CHS-CHI Ⅱ-IFS(命名为rIFS),并且构建了rlFS的原核表达载体,进行了初步的表达研究.为进一步研究植物异黄酮的生物合成以及进行异黄酮生物工程奠定了基础.     

大豆橙花叔醇合酶基因克隆及功能鉴定

通过同源检索得到大豆橙花叔醇合酶(nerolidol synthase,Gm NES)基因Glyma13g32380,采用RT-PCR方法从经水杨酸(SA)处理的大豆材料中,克隆到c DNA片段,其包括完整的ORF(1 605bp)。共编码534个氨基酸,蛋白分子量约62.338 k D。该蛋白序列与番茄等植物的NES序列同源性较高,包含DDXXD保守结构域。将该ORF构建入p ET28a表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达为可溶性蛋白。通过与法尼基焦磷酸合酶基因在大肠杆菌中进行微生物代谢工程共表达,气质联用检测到橙花叔醇的生成。同时还检测到SA模拟生物胁迫处理诱导大豆叶片产生橙花叔醇,并且在1.0 mmol/L SA处理下,Gm NES基因表达量明显上调。本研究克隆了大豆橙花叔醇合酶基因,并鉴定了其生化功能及其在植物体内的生理相关性,为研究大豆萜类代谢及对病虫害的防御反应和抗性品种选育提供了理论依据。     

拟南芥β-罗勒烯合成酶基因T-DNA插入突变体的鉴定

β-罗勒烯（β-Ocimene）是一种单萜挥发性有机物,亦是一种重要的植物通讯信号分子。为了进一步研究β-罗勒烯的作用机理,需要获得β-罗勒烯合成酶基因表达沉默的实验材料。根据TAIR网站上公布的β-罗勒烯合成酶信息,从美国拟南芥生物资源中心购买该基因的T-DNA插入突变体材料,运用双引物法对这些突变体进行了T-DNA插入位点的鉴定,获得8株稳定遗传的纯合突变体,该结果为深入研究β-罗勒烯的功能奠定了良好基础。     

萜烯指数在茶品系间的表达

用气相色谱法研究了茶花精油中几种单萜烯醇及其比值(萜烯指数)的变化。结果表明,花器的各单萜烯醇含量随茶树花期(11月上旬至12月上旬)而变化,但萜烯指数不受花期影响。同一无性品系不同成熟度全花的萜烯指数值有变化,但雄蕊形成至成热则一直保持恒定。成熟花不同花器部分的萜烯指数值不同,其中雄蕊群的测定值与全花一致。11个无性品系成熟花的萜烯指数值表现出明显的品系间差异。无性系间杂交 F_1代的萜烯指数,变幅范围出现在双亲值之间;正、反交 F_1代表现出不同的萜烯指数值。     

木薯苹果酸脱氢酶基因克隆和表达分析

为从木薯块根中获得苹果酸脱氢酶(MDH)基因,并研究其在转录水平的表达变化规律,利用RACE技术从木薯“华南8号”块根中克隆得到了苹果酸脱氢酶基因,其cDNA全长1 175 bp,包含999 bp的开放阅读框,共编码332个氨基酸.从木薯“华南8号”中获得的MDH氨基酸序列,与其它物种的该序列相似度达84％～94％,包含细胞质苹果酸脱氢酶中高度保守的NAD结合基元“TGAAGQI”和催化基元“IWGNH”.木薯MDH基因与块根淀粉合成相关,在块根发育前期表达量较低,膨大期表达量较高,膨大后期表达量逐渐降低.     

玉米Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因家族生物信息学分析

Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(Delta-1-pyrroline-5-carboxylate synthase,P5CS)是脯氨酸代谢途径的关键酶,对植物抵抗逆境胁迫起至关重要的作用。为了探索P5CS在玉米对逆境胁迫的响应,本文对5个玉米P5CS基因家族蛋白的基本理化性质、二级结构预测、亚细胞定位、基因结构、进化关系及保守基序等方面进行初步生物信息分析。结果显示,5个玉米P5CS蛋白中有3个偏酸性,1个显中性,1个偏碱性;2个以无规则卷曲为主要构成元件,3个P5CS蛋白主要以α白螺旋为主要构成元件;不稳定指数分析发现,4个P5CS蛋白为稳定蛋白;疏水性分析表明,所有的P5CS蛋白为亲水性蛋白;玉米P5CS家族内含子最少含有4个内含子,最多的含有19个内含子;亚细胞定位分析表明,P5CS均蛋白定位于细胞基质;进化分析表明,P5CS家族分3个亚家族。     

早熟油菜氮素分配特征研究

通过15N标记方法研究氮素的吸收、分配、再分配与油菜早熟的内在关系。研究结果表明,早熟油菜品种中油116(ZY116)生育期比中晚熟油菜品种中双11号(ZS11)短9d,在营养生长期和生殖生长期分别短5d和4d。早熟品种ZY116在全生育期吸收的氮素比中晚熟品种ZS11更多的向籽粒中转移,而中晚熟品种ZS11则是花期吸收的氮素向角果皮中转移的更多,角果期氮素从角果皮转移到籽粒的更少,均达显著水平。早熟品种中油116在营养生长阶段吸收的氮素在后期的分配速度明显快于ZS11,如ZY116苗期吸收的氮素从花期生长到角果期时再分配速度为3.22mg/d,从角果期生长到收获期时再分配速度为3.71mg/d,而ZS11分别为2.48mg/d和3.10mg/d。       

高、低糖甘蔗品种苗期糖分含量及代谢相关酶活性分析

以高糖(GT35)和低糖(B8)甘蔗品种苗期不同部位的叶和茎为材料,采用HPLC技术测定蔗糖、葡萄糖和果糖含量,分析2个甘蔗品种叶和茎中蔗糖代谢相关酶活性与糖分含量的相关性和差异性。结果表明:2个甘蔗品种苗期叶中蔗糖含量与SPS和SS-s酶活性呈显著正相关,茎中己糖含量与NI酶活性呈显著正相关,茎中蔗糖含量与SPS酶活性呈显著正相关,而与SS-c、SAI和CIN酶活性呈显著负相关。GT35茎中蔗糖含量显著高于B8,叶中蔗糖含量显著低于B8。GT35茎中SPS和叶中SS-s酶活性均显著高于B8,茎中SS-s和SS-c酶活性低于B8,其中只有幼茎中SS-c酶活性与B8差异不显著。说明苗期叶中高SS-s酶活性,茎中高SPS酶活性,低SS-s和SS-c酶活性,可能是调节高糖甘蔗品种苗期茎中蔗糖积累的重要因素。     

花生白藜芦醇和查尔酮合成酶基因的鉴定与表达分析

花生含有丰富的白藜芦醇，具有很好的营养价值和保健功能。白藜芦醇合酶（STS）是白藜芦醇合成途径中的关键酶。本研究运用生物信息学方法，从花生基因组数据中鉴定出了50个STS基因，17个编码查尔酮合成酶CHS基因；两者同属聚酮化合物合成酶家族。对所鉴定基因组家族成员的染色体定位、系统发育、外显子-内含子结构、基因表达模式分析，结果表明大量STS基因在根、种皮、果皮、果针中高量表达，45个STS和8个CHS基因均应答紫外胁迫。本研究结果为花生STS/CHS基因家族成员的功能鉴定提供有价值的参考信息，为花生的品质改良提供理论依据与基因资源。     

茶叶多酚氧化酶的序列分析与结构预测

调用生物信息学方法对已在国际互联网上的生物数据库(DDBJ、Uni-Prot)注册的茶树多酚氧化酶基因的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、信号肽、跨膜拓扑结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级及三级结构进行预测与推断。结果表明:茶多酚氧化酶不具有信号肽,存在卷曲螺旋,为位于细胞质中的无跨膜的亲水性不稳定蛋白,无规则卷曲是其蛋白质结构的主要结构元件,α-螺旋与β-折叠分散于整个多肽链中,并存在2个结构功能域。     

The effects of onion and salt treatments on essential oil content and composition of Rosa damascena Mill

Due to the low oil content of Rosa damascena Mill., on one hand, and the wide spectrum of its application, on the other hand, it is desirable to find ways to increase the oil yield and also its quality. Therefore, in the present study the effects of chopped onion (1.0, 1.5, 2.0 and 4.0 g per 220 g of rose flower) and sodium chloride (11.0, 15.5, 22.0 and 30.0 g per 220 g of rose flower) which were added to rose flowers before distillation, were investigated on the quality and quantity of the oil. The quantity was measured as the ratio of oil to rose flower (w/w, %) and the quality was evaluated using the oil composition especially the content of monoterpene alcohols and hydrocarbons. Compared with corresponding control sample, treating with 1.5 g of chopped onion increased the oil content by 41% but it resulted in a lower quality; whereas in the presence of 1.0 g of onion, an increase of 30% and a decrease of 18% were observed in the percentage of monoterpene alcohols and hydrocarbons, respectively without any considerable change in the oil content. However, the effect of sodium chloride was somehow different from that of onion; such that in the optimal amount (22.0 g), the salt had no considerable effect on the quality but an increase of 21% in the oil yield.     

Genome-wide identification of TPS genes in sesame and analysis of their expression in response to abiotic stresses

Trehalose and its precursor, trehalose-6-phosphate, play critical roles in plant metabolism and response to abiotic stresses. Trehalose-6-phosphate synthase(TPS) is a key enzyme in the trehalose synthesis pathway. Hence this study identified TPS genes in sesame(Si TPSs) and examined their expression patterns under various abiotic stresses. Totally, ten Si TPSs were identified and comprehensively characterized. Si TPSs were found to be unevenly distributed on five out of 13 sesame chromosomes and...