植物羟基肉桂酰辅酶A还原酶的生物信息学分析

分析GenBank公布的68条蕨类、裸子、单子叶和双子叶植物的CCR蛋白,发现单子叶植物CCR基因的GC含量最高,CCR一级结构的理化性质基本一致,但主要氨基酸种类和含量不同;CCR是一类无导肽、信号肽及跨膜结构域的亲水性蛋白质,N-端存在3β-羟基类固醇脱氢酶/差向异构酶/NAD结合蛋白的结构域,存在9个功能保守区;进化树表明,该基因可用于植物高等级单元的分类;同源建模表明其三级结构稳定,建模结果可靠;CCR蛋白亚细胞定位于细胞质、叶绿体和内质网,除黑麦草和番茄外,同一物种CCR不同成员的亚细胞定位基本相同.     

木质素生物合成途径中关键酶肉桂酰辅酶A还原酶研究进展综述

肉桂酰辅酶A还原酶(cinnamoyl-CoA reductase,CCR)是木质素生物合成途径中的关键酶之一,对于调控苯丙氨酸代谢途径走向木质素单体合成起到重要作用。在查阅国内外相关文献的基础上,对CCR的研究现状及进展进行了综述。     

白花泡桐羟基肉桂酰辅酶A还原酶mRNA全序列克隆及序列分析

经过对其他物种CCR mRNA序列的对比分析后,设计保守区兼并引物,首先用RT-PCR方法得到229 bp CCR mRNA部分序列,之后通过RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)方法,成功克隆得到包括5'UTR和3'UTR在内的CCR全部mRNA序列,并进行了分析,所得CCRmRNA全序列共1 243个碱基,CDS共999个碱基(103-1 101),编码氨基酸332,和其他多个物种的CCR序列比对结果显示相似度均在80%以上。此序列成功克隆之前,尚未见到白花泡桐木质素代谢关键酶基因的报道,这对丰富白花泡桐基因资源、有针对性的进行白花泡桐品质或材质改良有巨大的意义。     

茶树‘紫娟’肉桂酰辅酶A还原酶基因（CCR）克隆及序列分析

通过克隆茶树肉桂酰辅酶A还原酶基因(CCR)的cDNA序列,为研究其蛋白结构和功能奠定基础。对利用cDNA-AFLP技术获得的‘紫娟’茶树成熟叶片上调的差异表达片段TDF,设计特异引物,利用RACE末端扩增技术,分别扩增出5′端和3′端目的片段,测序后进行拼接获得茶树肉桂酰辅酶A还原酶基因(CCR)cDNA全长序列,并进行序列分析。结果表明:克隆的茶树CsCCR基因cDNA全长1 259bp(GenBank登录号为KJ995737),其中开放阅读框957bp。同源比对发现,与蓖麻、丹参、草莓、番茄的CCR蛋白同源性分别为67%、68%、69%和70%。     

甘蓝型和白菜型油菜肉桂酰辅酶A还原酶1基因的克隆与表达

【目的】分别克隆甘蓝型油菜(Brassica napus L.)和白菜型油菜(Brassica rapa L.)肉桂酰辅酶A还原酶1(cinnamoyl-CoA reductase 1,CCR1)基因,并进行生物信息学和表达模式分析。【方法】基于甘蓝型油菜和白菜型油菜转录组测序信息,分别从contig文库中获得了一个CCR1基因mRNA转录本片段,利用RACE技术分别获得一个CCR1基因的cDNA全长,对其进行生物学分析,并用实时定量PCR方法分析CCR1基因在甘蓝型和白菜型油菜开花期根、茎、叶、花中的表达差异。【结果】所克隆的甘蓝型油菜和白菜型油菜CCR1基因序列经同源序列比对分析后,将其分别命名为BnCCR1(登录号:KX138521)和BrCCR1(登录号:KX138522)。BnCCR1全长1 388bp,开放阅读框(ORF)长为1 032bp,编码343个氨基酸,分子质量11.56ku,等电点4.99;BrCCR1全长1 366bp,ORF长为1 026bp,编码341个氨基酸,分子质量为11.36ku,等电点5.0。2物种CCR1编码蛋白质二级结构无信号肽和跨膜结构域;亚细胞定位显示该蛋白在细胞质中存在的可能性最大。CCR蛋白多重比对分析显示,BnCCR1和BrCCR1均具有CCR蛋白典型的一个NAD(P)结合域和一个底物结合域(NWYCY)。系统进化树分析结果表明,BnCCR1和BrCCR1与同属十字花科的菘蓝、亚麻荠、拟南芥CCR形成了一个独立分支,且亲缘关系较近;其蛋白质三级结构均与矮牵牛CCR1(PDB:4r1t.1A)蛋白质三级结构相似,结构稳定。实时荧光定量PCR分析结果表明,CCR1基因在白菜型油菜和甘蓝型油菜根、茎、叶、花各器官中均有表达,其中在木质化程度较高的根和茎中表达丰度明显高于叶和花。【结论】从白菜型油菜和甘蓝型油菜中分别克隆到CCR1基因cDNA全长,该基因主要在木质化程度较高的根和茎器官中表达。     

肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)的底物制备及酶学特性研究

采用原核表达体系和HPLC法,分别获得肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)及其反应底物———香豆酰CoA酯,并对CCR酶学特性进行研究分析。结果表明,通过酶学方法和HPLC的分离纯化能够得到较高浓度和纯度的CCR反应底物;重组毛白杨CCR的最适反应温度是37℃,最适pH值为6.25,Km值为5.664μmol/L,Vmax为4.09 nmol/Ls。     

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。     

EuCAD基因不同位置片段RNAi对烟草木质素合成的调控效果

为尾叶桉GLU4无性系肉桂酰乙醇脱氢酶基因(EuCAD)调控其木质素的合成提供技术参考,以模式植物烟草为试验材料,采用生物信息学技术分析其EuCAD基因序列,根据保守结构域的分布情况选择EuCAD基因不同位置的4个片段(S1、S2、S3和S4)分别构建RNA干扰载体并转化烟草后获得转基因烟草植株(pS1、pS2、pS3和pS4),检测分析转基因烟草植株中CAD基因表达水平、茎部解剖结构、木质素及纤维素的含量变化。结果表明：S1和S2片段对木质素的调控效果最明显,其转基因烟草植株pS1和pS2的基因表达水平分别较野生型降低87.48%和87.30%,木质素含量较野生型降低15.26%和11.44%;S3和S4片段的调控效果较差,pS3和pS4多项表型检测结果与野生型相比降幅较小或无差异。     

EuCAD 基因小片段 RNAi对烟草木质素合成的影响

【目的】深入研究尾叶桉(Eucalyptus urophylla)肉桂酰乙醇脱氢酶(CAD)基因序列中的关键片段并利用其进行木质素合成调控。【方法】采用生物信息学工具对EuCAD基因进行序列分析,根据编码蛋白保守结构域的分布情况进行筛选,获得一段44 bp关键序列用于构建RNA干扰载体并转化烟草,获得转基因植株并对基因表达水平、木质素含量等表型进行检测。【结果】获得28个转基因株系,转基因植株正常生长发育,与野生型无异,随机挑选3个株系进行检测,发现CAD基因表达水平均较野生型显著降低,以R1株系降幅最大,降至野生型的12.51%。对R1株系进一步检测发现,其茎部直径与野生型无异,但木质部厚度较野生型显著降低,其中第4节处降低11.75%,第6节处降低10.06%,茎部整体木质素含量较野生型降低15.26%。表明该RNAi片段显著抑制烟草中CAD基因表达并影响烟草木质素合成。【结论】通过序列分析筛选出的EuCAD基因小片段,可通过RNA干扰显著影响烟草木质素合成,为尾叶桉木质素合成调控研究提供了技术参考。     

象草CCR基因的克隆与生物信息学分析(英文)

[目的]从能源植物象草中克隆出参与木质素生物合成的肉桂酰辅酶A还原酶基因(CCR)的cDNA序列及全长DNA序列,进而分析其序列特征。[方法]采用传统RT-PCR及RACE技术克隆象草CCR序列,并利用NCBI,ProtParam,ProtScale,TMHMM,TargetP,SignalP,Pfam20.0,Prosite,Swiss-Model和ClustalW2等在线分析程序以及DNAman,DNAstar和MEGA5软件对得到的序列进行生物信息学分析。[结果]克隆得到了象草CCR包含编码区和3’非翻译区的长为1316bp的cDNA序列以及包含5个外显子和4个内含子的全长为6133bp的DNA序列。通过生物信息学分析得知,象草CCR基因编码长为369个氨基酸的蛋白,该蛋白二级结构元件以无规则卷曲和α-螺旋为主,属于依赖NAD表异构酶/脱氢酶家族,其辅助因子结合区域和底物结合位点高度保守。[结论]成功从象草中克隆出肉桂酰辅酶A还原酶基因。它具有CCR同源基因典型的特征。获得的各种生物信息学数据为今后开展此酶的深入研究以及对象草的更好利用提供了一定的理论参考价值。     

小麦AGPase胞质型基因LSUⅠ的克隆及正义、反义与RNAi干扰载体的构建

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号的发育籽粒中克隆出AGPase胞质型大亚基基因(large subunit,LSUⅠ)的cDNA全长(1947 bp,GenBank No.DQ839506),同源性比较结果表明,与GenBank上已报道的LSUⅠ基因同源性达99%,虽与其有2处碱基不同(与Z21969相比,分别在851 bp处的T变为C和926 bp处的G变为A),但他们的氨基酸序列相同,故不影响其功能.以pBI121质粒为基础,通过中间载体pBSK,构建了由35S启动子调控的LSUⅠ基因的正义表达载体pBI121LSU Ⅰ S;将该基因反向置于pBI121质粒的CaMV35S启动子之后,构建了LSUⅠ的反义表达载体pBI121LSU Ⅰ A.同时还克隆出LSUⅠ基因的250 bp片段,以pFGC5941质粒为基础,构建了RNAi干扰载体pFGCLsuⅠ,这为研究该基因的功能打下了很好的基础.     

棉花叶片硝酸还原酶活性的测定方法

本研究应用磺胺比色法测定棉花叶片硝酸还原酶活性(NRA),探讨了体内法测定棉花叶片NRA的最适条件。通过分析比较硝酸盐诱导、2,4-二硝基苯酚、三氯乙酸及煮沸等因素对NRA测定结果的影响,建立了体内法测定棉花叶片NRA的最佳条件,即用50 mmol/L的KNO3溶液诱导棉花叶片48 h、抽气前后分别加入2,4-二硝基苯酚和1,6-二磷酸果糖、暗保温35 min后煮沸10 min可以使NRA的活性达到最高。棉花叶片NRA测定方法的建立为进一步研究棉花的氮素代谢奠定了基础。     

不同形态氮素对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及蛋白质含量的影响

利用硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)和混合态氮对3个栽培大豆品种花荚期植株进行诱导处理,研究不同形态氮素对功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,NH4+-N增加3个大豆品种功能叶片NR活性效果最好,其次是混合态氮,NO3--N效果较差;三种形态的氮素均能明显提高3个大豆品种功能叶片GS活性;在三种形态氮素诱导下,3个大豆品种的籽粒蛋白质含量均有不同程度的提高,且与其功能叶片NR和GS活性呈显著正相关(r=0.520*和0.550*);追施氮素对低蛋白大豆品种功能叶片NR、GS活性和籽粒蛋白质含量具有较好的促进作用。可以把大豆花荚期叶片NR和GS的活性作为高蛋白品种选育的参考指标之一。     

光和硝酸盐对番茄硝酸还原酶转录和酶活的调控

氮素代谢在植物生长过程中起着非常关键的作用,它是植株体内最基本的物质代谢之一,是植物正常生长发育的物质基础[1]。一般认为,硝酸还原酶(NR,EC l.6.1.1-3)是植物氮代谢过程中的关键酶,也是限速酶[2~4],其活性高低对整个氮代谢的强弱起关键的调控作用[5]。硝酸还原酶水平上的     

钾肥对大豆硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及产量和品质的影响

采用田间试验的方法,研究钾肥对大豆叶片硝酸还原酶（NS）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性及产量和品质的影响。试验结果表明,钾影响大豆叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,有促进氮代谢的作用;钾肥有提高大豆脂肪、降低蛋白质含量的趋势;钾肥能促进大豆产量的形成,以K 90和K 120处理产量最高,比不施钾肥处理分别增产14.7%和14.0%,并且显著高于不施钾肥的处理。     

The removal of nitrate reductase phosphorylation enhances tolerance to ammonium nitrogen deficiency in rice

Nitrate reductase(NR) is a key enzyme for nitrogen assimilation in plants, and its activity is regulated by posttranslational phosphorylation. To investigate the effects of dephosphorylation of the NIA1 protein on the growth and the physiological and biochemical characteristics of rice under different forms of nitrogen supplies, the phenotypes, nitrogen metabolism and reactive oxygen metabolism were measured in NIA1 phosphorylation site-directed mutant lines(S532 D and S532 A), an Os Nia1 over-e...     

浆水芹菜发酵过程中硝酸还原酶活性和亚硝酸盐含量的变化

为了给浆水芹菜的安全生产和消费提供理论依据,以芹菜为原料,在不同热烫时间、发酵温度和不同食盐含量条件下进行浆水芹菜发酵,测定了发酵过程中芹菜硝酸还原酶活性、亚硝酸盐含量及发酵汁pH的变化。结果表明,发酵过程中硝酸还原酶活性和亚硝酸盐含量的变化趋势基本一致,即随着发酵时间的延长逐渐增大,到第3天达最大值,然后迅速下降到较低水平;pH为4.5时硝酸还原酶活性与亚硝酸盐含量均达最大值;硝酸还原酶活性和亚硝酸盐含量在热烫3 min、发酵温度25~30℃、食盐含量为40 g/kg时均较低。