文冠果FAD2的序列与功能分析

脂肪酸脱饱和酶2(fatty acid desaturase 2, FAD2)基因是油脂合成代谢的关键酶基因,其编码的蛋白催化油酸(18∶1)进一步脱饱和形成亚油酸(18∶2)。本研究以富含油酸和亚油酸2种优质不饱和脂肪酸的文冠果种胚为试材,采用简并引物策略结合RACE技术,克隆了文冠果FAD2的cDNA序列。序列分析表明,文冠果FAD2除具有植物FAD2特有的3个组氨酸区和N端的芳香族氨基酸区外,还具有3个N—糖基化位点和多个磷酸化位点。通过农杆菌介导,将文冠果FAD2转入拟南芥fad2突变体中进行表达分析。气相结果表明,拟南芥fad2突变体缺失亚油酸,而转入文冠果FAD2的拟南芥fad2突变体的种子油中产生了亚油酸,这表明所克隆的文冠果FAD2基因编码的酶具有催化油酸(18∶1)脱饱和成为亚油酸(18∶2)的活性。      

油菜FAD2 基因的克隆与功能分析

油酸去饱和酶FAD2基因催化C18∶1脂肪酸脱氢生成C18∶2脂肪酸,直接决定了油料作物的油脂品质,同时对植物的抗冻能力至关重要。通过RT-PCR从甘蓝型油菜品种"中双9号"中克隆了Bn FAD2基因的全长c DNA序列,该基因编码一个长384aa的脂肪酸去饱和酶蛋白,分子量44.2 ku,等电点p I值为8.54,对应的基因组序列无内含子。使用荧光定量RT-PCR发现它在种子发育到25 d时转录水平最高;使用生物信息学手段发现该蛋白具有6个跨膜区,定位在内质网膜上,不含信号肽。将该基因克隆到植物转基因载体p BILP2PTNap中,通过农杆菌LBA4404介导转化了拟南芥fad2基因突变体,使其在种子中超量表达,共获得20株转基因阳性植株。使用气相色谱法比较野生型植株、突变体植株、转基因阳性植株种子中脂肪酸的组成成分,结果发现转基因前后,种子中油酸(C18∶1)的含量从53.8%降低到12.4%~34.1%,亚油酸(C18∶2)含量从2.9%提高到11.5%~62.7%,说明这些转入的Bn FAD2基因在不同植株中均能不同程度地互补fad2突变体的表型,证明克隆得到的油菜Bn FAD2基因具有完整的催化功能。     

麻风树脂肪酸去饱和酶7基因的克隆及生物信息学分析

质体型ω-3(Δ15)脂肪酸去饱和酶(FAD7)是多不饱和脂肪酸合成途径中催化亚油酸(Δ9,12-C18∶2)形成α-亚麻酸(Δ9,12,15-C18∶3,ALA)的关键酶。基于麻风树低温锻炼转录组数据,通过逆转录PCR(RT-PCR)技术克隆到麻风树FAD7基因的全长cDNA,命名为JcFAD7。结果表明,该cDNA序列全长1 796 bp,完整开放阅读框1 341 bp,编码446个氨基酸,理论分子量为51.1 ku,等电点为8.92。序列分析表明,JcFAD7编码蛋白包含膜结合FAD蛋白的4个跨膜区、2个膜嵌合区、1个亚铁血红素结合基序及3个组氨酸簇等特征区域。构建系统进化树显示,麻风树JcFAD7蛋白与芍药(Paeonia lactiflora)的亲缘关系最近。     

人参皂苷生物合成相关基因PgRg2BBE克隆及生物信息学分析

克隆与人参皂苷Rg₂合成相关的重要酶基因PgRg₂BBE全长cDNA序列，并利用在线软件对该基因编码的蛋白质进行理化性质、结构域、亚细胞定位和系统进化等分析。结果表明：PgRg₂BBE基因cDNA序列长为1 638 bp，编码545个氨基酸。PgRg₂BBE蛋白分子量为60 967.10 u，等电点为8.88，不稳定性指数为34.04，预测该蛋白为一种稳定的亲水性跨膜蛋白，主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。PgRg₂BBE蛋白含有FAD＿binding＿4和BBE功能结构域，定位于叶绿体中，含有24个氨基酸序列信号肽。系统发育树分析发现，其与智利茄的亲缘关系最近，氨基酸序列多重比对发现，RgRg₂BBE中含有4个保守基序，进一步与拟南芥AtBBE家族蛋白进行同源序列比对，发现它们同时具有4个保守基序(RKYGL、MGED、FWAIRGG、FPEI)。     

红花油酸去饱和酶基因的克隆及序列分析

【目的】对红花油酸去饱和酶FAD2基因进行克隆和生物信息学分析,为深入研究该酶的功能提供理论依据。【方法】提取红花种子总RNA,通过RT-PCR方法进行反转录,PCR扩增得到FAD2基因全长cDNA序列。运用生物信息学方法,对红花FAD2氨基酸序列的理化性质、系统进化、蛋白定位和跨膜区域等进行预测和分析。【结果】成功克隆获得了红花FAD2基因,其开放阅读框cDNA长1 140bp,编码380个氨基酸,预测分子质量43.6ku,理论等电点8.37,带有正电残基(强酸性)30个、负电残基(强碱性)34个。FAD2蛋白含有3个极度保守的His-Box,不存在明显的信号肽,存在6个跨膜结构域,与疏水区域预测结果一致。红花FAD2核苷酸的分子进化树分析显示,其与日本栽培稻的亲缘关系较近。红花FAD2氨基酸序列比对结果表明,不同植物的FAD2具有较高的同源性,同源性平均达72.94%。【结论】成功克隆了红花FAD2基因,并对其编码的蛋白进行了生物信息学分析。     

油用牡丹脂肪酸脱氢酶基因FAD3的克隆与表达分析

【目的】ω-3脂肪酸脱氢酶(ω-3 FAD)为植物脂肪酸生物合成途径中的关键酶,通过对油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因结构特征及其在不同组织中的表达模式进行分析,为研究FAD3在油用牡丹‘凤丹’脂肪酸形成过程中的调控提供理论基础。【方法】采用RACE和RT-PCR的方法克隆油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因,用Vector NTI Advance 11软件进行序列分析,BLAST进行同源性比较,并用MEGA7.0的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统进化树,利用在线蛋白质分析工具Ex PASy预测FAD3蛋白的基本参数和特性,利用Phyre2预测蛋白质二级和三级结构,并通过实时荧光定量PCR检测该基因在油用牡丹‘凤丹’不同发育期的种子以及不同组织中的特异性表达情况。【结果】获得油用牡丹‘凤丹’脂肪酸脱氢酶FAD3,命名为FAD3(Gen Bank登录号:KX906966)。序列分析表明该基因c DNA序列全长1 723 bp,其中,开放阅读框1 308 bp,编码435个氨基酸,3′端非编码区长287 bp,5′末端非编码区长99 bp,预测成熟蛋白分子量为49.9 k D,理论等电点(p I)为7.42,N端无信号肽,脂肪系数为83.08,不稳定指数35.67,总水平亲水性为-0.222。经FAD3蛋白的二级结构预测,FAD3以α-螺旋、随机卷曲为主,其次是延伸链、β-转角含量较少;多序列比对结果表明,油用牡丹FAD3氨基酸序列含有2个保守结构域,系统发育分析结果显示‘凤丹’与芍药处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和Target P亚细胞定位分析得知,FAD3蛋白有3个跨膜区域,可能定位于内质网中发挥功能。组织特异性结果分析表明,FAD3在‘凤丹’的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达,其中,在叶中表达量最高,雌蕊次之,在雄蕊中表达量最低;不同时期种子中,10 d表达量最高,20 d次之,在60 d中表达量最低。【结论】成功从油用牡丹‘凤丹’中克隆获得FAD3全长c DNA序列,其在‘凤丹’不同组织中呈现出多种表达模式。     

杜氏盐藻DsFAD2基因的鉴定及缺氮胁迫下表达分析

[目的]w-6脂肪酸去饱和酶2(FAD2)催化油酸(18∶1)去饱和形成亚油酸(18∶2),是多不饱和脂肪酸合成过程中的第一个关键酶。为了探究DsFAD2在盐藻油脂合成积累中的作用。[方法]本文以运城盐湖分离的富油杜氏盐藻(Dunaliella salina)株系(YC-011)为材料,利用高保真PCR技术克隆盐藻DsFAD2基因,并对DsFAD2编码蛋白进行了跨膜区、高级结构及氨基酸序列比对等一系列生物信息学分析。应用qRT-PCR检测DsFAD2基因在氮(N)胁迫培养条件下的表达模式。[结果]DsFAD2蛋白定位于内质网中,有5个跨膜区,具有典型膜结合蛋白的结构特征。此外,DsFAD2也具有所有FAD2蛋白家族所特有的3个组氨酸保守区和芳香族氨基酸序列。系统发育分析发现杜氏盐藻DsFAD2与莱茵衣藻CrFAD2、团藻VcFAD2亲缘关系最近。qRT-PCR表明,与正常培养的杜氏盐藻相比,缺N培养显著诱导DsFAD2上调表达,N胁迫8d时DsFAD2的表达量是未胁迫对照的2.8倍。[结论]DsFAD2参与杜氏盐藻N胁迫响应,促进多不饱和脂肪酸形成,增强藻细胞抗逆性。本研究为进一步解析N胁迫条件下藻细胞油脂富集及响应分子机制提供了科学参考。     

花生油酸脱氢酶基因AhFAD2A和AhFAD2B的时空表达特征

花生Arachis hypogaea油酸脱氢酶AhFAD2是调控花生种子中油酸与亚油酸比值（oleic acid/linoleic acid,O/L）的关键酶,已确定存在2个编码AhFAD2的基因:AhFAD2A和AhFAD2B,但两者在花生中的时空表达特征尚不清楚。选取2个有代表性O/L的花生品种‘山花15’‘Shanhua 15’（O/L为1）和高油酸花生突变体（O/L大于20）为材料,根据AhFAD2A和AhFAD2B基因3'-UTR核苷酸序列的差异,设计了新型、简便的区分两者的特异性引物,并利用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）技术,对2个花生品种的7个不同组织（根,茎,叶,花,开花后20,40,60 d种子）中AhFAD2A和AhFAD2B的表达特征进行了分析。结果表明:AhFAD2A和AhFAD2B在‘山花15’和高油酸花生突变体7个组织中都有表达;其中,在2个花生品种3个不同发育时期的种子中,AhFAD2A和AhFAD2B在开花后40 d的种子中表达量最高,推测在开花至花后40 d这一阶段种子中FAD2的表达量可能对花生最终O/L起主要的调控作用。另外,‘山花15’种子中AhFAD2B的表达量显著高于AhFAD2A,而在高油酸花生突变体种子中则相反,推测花生中AhFAD2B在催化油酸去饱和生成亚油酸的过程中比AhFAD2A可能起更重要的调控作用。     

半胱氨酸蛋白酶抑制剂的系统发生分析(英文)

[目的]对已知半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因编码蛋白的分子量、等电点、信号肽、结构域等进行分析。[方法]在NCBI中检索半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因,下载相应的氨基酸序列。采用SMART软件预测结构域,用SingalP程序查找信号肽,用TMHMM程序搜寻预测跨膜区。多序列比对采用CLUSTALW程序。运用MEGA3.1软件,采用Neighbor-joining法构建进化树。[结果]半胱氨酸蛋白酶抑制A(Homo sapiens)、半胱氨酸蛋白酶抑制M(H.sapiens)、半胱氨酸蛋白酶抑制F(H.sapiens)、半胱氨酸蛋白酶抑制(Mus musculus)、半胱氨酸蛋白酶抑制C(M.musculus)、半胱氨酸蛋白酶抑制F(Rattus norvegicus)、半胱氨酸蛋白酶抑制C(R.norvegicus)、半胱氨酸蛋白酶抑制S(R.norvegicus)、半胱氨酸蛋白酶抑制I(Zea mays)、半胱氨酸蛋白酶抑制(Brugia malayi)、半胱氨酸蛋白酶抑制(On-chocerca volvulus)和半胱氨酸蛋白酶抑制(Acanthocheilonema viteae)有信号肽,其余的半胱氨酸蛋白酶抑制基因没有信号肽,TMHMM程序搜寻结果显示,这些半胱氨酸蛋白酶抑制都没有跨膜区,均为胞外蛋白。SMART软件分析结果表明它们均含有1个高度保守的半胱氨酸蛋白酶抑制剂结构域。多序列比对结果表明半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因存在高度保守的QxVxG基序,意味着该基序可能对半胱氨酸蛋白酶抑制剂的抑制活性具有重要意义。系统进化分析可预示半胱氨酸蛋白酶抑制半胱氨酸蛋白酶活性在进化过程中可能也是保守的。[结论]该研究可为半胱氨酸蛋白酶抑制剂抑制半胱氨酸蛋白酶的功能研究方面提供理论参考。     

亚麻荠FAD2-1和FAD3-1编码蛋白的生物信息学分析

△-12脂肪酸脱氢酶FAD2(fatty acid desaturase 2)和△-15脂肪酸脱氢酶FAD3(fatty acid desaturase 3)是控制亚油酸(18∶2;ω-6)和亚麻酸(18∶3;ω-3)合成的限速酶,亦在植物抵御低温等环境胁迫反应中起重要作用。本文利用生物信息学工具分析了亚麻荠(Camelina sativa)FAD2-1和FAD3-1编码蛋白的理化性质、二硫键、磷酸化位点、高级结构、保守域和功能系统进化等特征。结果表明,FAD2-1和FAD3-1编码蛋白理论pI相近(分别为8.39和8.42),然而前者不稳定系数(40.04)显著高于后者(29.46)。FAD2-1蛋白的磷酸化位点为23个,多于FAD3磷酸化位点(18个),预示FAD2-1更易受翻译后调控。这两种蛋白均含有3个保守的组氨酸富集区(Hisbox),且在C端含有内质网滞留信号,赋予其定位于内质网和催化双键形成的活性。FAD2-1的a-螺旋比例(45.31%)高于FAD3-1(33.16%),然而后者无规则卷曲比例(51.93%)大于前者(44.53%)。3D结构模拟显示,FAD2-1和FAD3-1功能域大小和构象存在差异,这可能影响到底物选择性和催化效率。这些结果为全面解析亚麻荠种子油脂合成和ω-3族脂肪酸富集的分子机理提供了科学参考。     

花生油酸和亚油酸含量的遗传模式分析

【目的】利用F2遗传群体分析油酸和亚油酸含量的遗传模式,为高油酸种质的利用奠定基础。【方法】利用高油酸亲本wt08-0932和wt08-0934与普通（低）油酸含量品种配制杂交组合,建立不同杂交组合的遗传模型,并进行遗传参数估计,明确控制油酸性状的主基因个数、加性或显性效应值、遗传力等。【结果】获得控制油酸和亚油酸性状遗传的2对主基因加性-显性-上位性遗传模型,油酸和亚油酸性状的2对主基因遗传力分别为66%-89%和70%-85%,并存在多基因效应。控制油酸含量的2个主基因显性效应值均为负值,控制亚油酸含量的2个主基因的显性效应值均为正值。【结论】花生的油酸和亚油酸性状分别由2对主基因控制,同时存在基因互作及多基因效应。第一对主基因的加性和显性效应均大于第二对主基因。2对主基因同时变异形成高油酸性状;2对主基因之间的加性和显性效应的差异导致在1对主基因变异时形成中低油酸含量和中高油酸含量的性状表现。     

Effects of grading on the main quality attributes of peanut kernels

Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) analysis of peanut kernels of different grades by mainly using advanced breeding lines derived from intersectional crosses in two experiments gave similar results, showing remarkable inter-grade variation in oil content of a specific entry. The effects of genotype on qualitative attributes proved to be predominant. No significant differences in protein content, oleic acid/linoleic acid content in total fatty acids, and oleic acid/linoleic acid ratio were detected among the No. 1, No. 2 and No. 3 grade peanut kernels of a given peanut genotype.     

甘蓝型油菜FAD2基因调控序列的克隆及瞬时表达分析

油酸去饱和酶FAD2（fatty acid desaturase 2）是广泛存在于植物中的一种能催化油酸脱氢生成亚油酸的还原酶。根据GenBank上已知的甘蓝型油菜FAD2基因设计引物,以甘蓝型油菜（Brassica napus L.）叶片总DNA为模板,进行TAIL-PCR扩增,获得约1.4 kb片段并测序。序列比对结果说明该片段为已知的FAD2基因编码区上游序列。将该片段进行不同长度的5′端缺失,并用缺失后的序列替换pBI221-LUC质粒上的CaMV35S启动子,构建了甘蓝型油菜瞬时表达载体,进行油菜原生质体瞬时表达的初步研究,结果表明该序列5′端-669 bp至-1019 bp对报告基因表达水平有较大的影响。结合启动子预测分析结果,此片段中可能存在的赤霉素应答元件、光调控元件等顺式作用元件对FAD2基因的表达调控具有重要作用。     

转基因高油酸甘蓝型油菜新种质的获得

在获得转fad2基因ihpRNA的甘蓝型油菜的基础上,应用气相色谱技术分析了转基因株系W-4(T_1代)单株自交种子(T_2代)的脂肪酸组成.结果显示:由49个单株组成的T:代群体油酸(C_(18:1))含量变幅为55.87%84.73%,其中有19个(占38.8%)单株种子油酸含量大于75%,有11个(占22.4%)单株种子油酸含量大于80%;受体(对照)的油酸含量变幅为55.28%～67.43%;获得的转基因高油酸材料(油酸含量≥75%)种子中亚油酸(C_(18:2))和亚麻酸(C(18:3))含量明显低于受体;高油酸材料的油酸脱饱和指数ODP值为5%~12%,而受体的ODP值高达20%～36%.基于ODP值,可以推测转基因高油酸材料种子中的FAD2活性受到有效抑制,从而阻止了油酸向亚油酸、亚麻酸的合成.     

红皮小粒油食兼用花生新品种云花生3号的选育与应用研究

[目的]探讨云花生3号(Arachis hypogaea L.)的生产潜力和推广价值,为其进一步大面积推广奠定基础。[方法]介绍云花生3号的选育经过、特征特性,并分析其产量表现及其稳定性。[结果]云花生3号是利用外国资源与云南地方品种、通过人工有性杂交和改良系谱法育成的早熟优质花生新品种。其粗脂肪含量50.32%,蛋白质含量26.50%,油酸含量38.93%,亚油酸含量38.88%,油亚比1.00,属典型的红皮小粒高含油量高蛋白质花生品种,也是我国至今唯一通过品种审定(登记)的红皮小粒花生品种。多点试验中,荚果产量3 615.9 kg/hm2,仁产量2 570.1 kg/hm2,产油量1 293.3 kg/hm2,大面积生产一般荚果产量3 000 kg/hm2左右,鲜食产值达2.5万元/hm2左右,最高鲜花生单产1.6万余kg/hm2,产值6.4万元/hm2,并表现抗旱、耐瘠、适宜套作等优良特性,于2012年通过云南省品种认定。已在云南各主要花生产区推广应用2万hm2以上,并引进贵州、海南等省种植,显示出良好的应用前景。[结论]云花生3号中早熟、高产、品质优,适宜云南全省种植,也可在我国南方条件类似花生产区种植。     

花生油酸脱氢酶基因RNAi表达载体的构建

根据克隆的花生油酸脱氢酶基因序列,选取高度保守的260 bp片段,插入植物双元表达栽体pFGC1008中,构建完成具有反向重复序列的pFGC/2nd表达栽体,利用RNAi以抑制内源目的基因表达,为获得高油酸亚油酸比值的花生种质奠定基础.     

优质、矮秆、高出仁率花生新品种漯花4011的选育

花生(Arachis hypogaea L.)新品种漯花4011是河南省漯河市农业科学院为适应中国长江流域生产需要选育出的优质、矮秆、高出仁率花生新品种。2009-2010年参加国家长江流域片花生品种区试,两年荚果平均产量3 923.70 kg/hm~2,比对照中花15减产4.92%,子仁产量2 982.00 kg/hm~2,比对照增产1.5%。2010年生产试验,汇总荚果平均产量4 493.55 kg/hm~2,比对照品种中花15平均增产3.37%,子仁产量3 415.05 kg/hm~2,比对照增产8.66%。含油量56.20%,蛋白质含量24.68%,油酸含量43.7%,油酸/亚油酸比值1.32。漯花4011中抗叶斑病,抗锈病,高抗青枯病,抗旱性强,抗倒性强,种子休眠性强。2012年2月通过国家花生新品种鉴定,审定编号为国品鉴花生2012015。     

Relationship of chemical properties of different peanut varieties to peanut butter storage stability

This study examined the effect of peanut quality on the storage stability of peanut butter. The quality of 17 varieties of peanuts was analyzed, and each was used to prepare peanut butter. For different storage temperatures and durations, stability of the peanut butter was measured according to three indicators: peroxide value, acid value, and centrifugal rate. The correlation between peanut components and peanut butter storage stability was also investigated. The results indicated significant differences in fatty acid composition between different varieties of peanut. Peanut butter prepared with high oleic peanuts (Kainong 17-15) had a significantly longer shelf life than that of other varieties. The significant correlation between the stability of peanut butter and peanut quality suggests that oleic acid and linoleic acid were the main influencing factors on stability. This study finds that the high oleic peanuts (HOP) is the most suitable variety for making peanut butter, which can allow farmers and processors to choose the specific variety for better product and shelf life.