铁皮石斛DoAGL6基因及启动子克隆与分析

AGL6基因是MADS-box转录因子家族中的一员,是植物特有的转录调控因子,参与花器官形成,对唇瓣的形成起到关键作用。获得铁皮石斛DoAGL6基因及其启动子,并进行生物信息学分析,对DoAGL6基因启动子进行瞬时表达活性验证,可为进一步研究DoAGL6基因的功能提供参考。本研究克隆DoAGL6基因及其上游的启动子序列,利用在线软件对克隆得到的目的基因序列、启动子序列进行预测,分别构建由全长启动子和5'端缺失启动子驱动GUS的重组表达载体并瞬时转化拟南芥及铁皮石斛原球茎,探究其表达活性。结果表明,成功克隆了DoAGL6基因及其启动子,DoAGL6基因编码区长729 bp,编码243个氨基酸,编码蛋白分子式为C₁₂₁₃H₁₉₅₅N₃₅₉O₃₇₅S₁₂,预测亚细胞定位于细胞核中;保守结构域分析表明,DoAGL6具有保守的MADS-box和K-box两个结构域,属于MADS基因家族MIKC亚家族。启动子序列长度为1891 bp,顺式作用元件分析结果显示,DoAGL6基因启动子中除了核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还有许多其他顺式作用元件,如脱落酸响应元件（ABRE）、光反应顺式调节元件（G-Box）、茉莉酸甲酯响应元件（TGACG-motif）、MADS-box蛋白结合位点（GArG-Box）等。成功构建融合表达载体pCAMBIA1300-A1-promoter::GUS、pCAMBIA1300-A2-promoter::GUS、pCAMBIA1300-A3-promoter::GUS,拟南芥和铁皮石斛原球茎瞬时转化及GUS组织化学染色结果表明,随着启动子5'端缺失片段的增长,GUS活性逐渐降低,启动子活性逐渐减弱,即全长启动子A1（-1891~1）的活性最强,5'端缺失片段A2（-1488~1）次之,A3（-784~1）活性最弱。瞬时转化后的拟南芥和铁皮石斛原球茎GUS染色均呈现蓝色,但与对照相比均较浅,说明全长启动子和2个5'端缺失启动子都具有驱动GUS的活性,但启动活性都比CaMV35S启动子的启动活性弱。     

巴西橡胶树HbWRKY1基因5′调控序列的克隆及功能初步鉴定

为深入研究巴西橡胶树HbWRKY1基因的表达调控机制,采用染色体步移法克隆了HbWRKY1基因的5′调控区序列。结果表明,该序列具有预测的核心启动子区域位于-6~-57 bp,转录起始位点位于翻译起始位点上游41 bp处;该序列具有TATA-box,CAAT-box和GATA-box等多个典型的真核生物启动子基本的顺式作用元件,同时还具有低温响应元件LTR,赤霉素反应元件GARE-motif,生长素响应元件TGA-element和脱落酸响应元件ABRE等参与激素调控元件,此外还有与MYB结合的MBS元件,热胁迫反应的HSE,厌氧诱导元件ARE和增强诱发厌氧反应的GC-motif等顺式作用元件。构建了不同长度的HbWRKY1启动子片段的植物表达载体并转化本生烟草, 通过潮霉素抗性和PCR鉴定,获得了转基因植株。对获得的转HbWRKY1不同长度启动子片段的转基因T1植株GUS染色发现,植株的茎、叶柄、主叶脉和根中均可呈现蓝色,表明HbWRKY1基因的5′调控区可以启动GUS基因的表达, 具有启动子的活性。     

橡胶树HbFCA启动子的克隆及其在橡胶树中的表达分析

FCA(Flowering control locus A)基因是自主开花调控途径中的关键调控基因之一,同时,FCA功能具有多样性.本研究中,利用TAIL-PCR方法获得2039 bp橡胶树FCA基因的启动子序列,生物信息学分析发现该启动子中具有28种顺式调控元件,其中主要为基因表达调控核心元件(TAAT-box和CAAT-box)和光响应调控元件.此外,还含有激素、胁迫信号和光周期的顺式作用元件.同时,将橡胶树FCA启动子与GUS基因融合构建植物表达载体转化橡胶树,发现在胚状体、叶片和树根中GUS基因均强烈表达,但在茎段中表达较弱,说明橡胶树FCA基因除参与开花调控外,还可能参与多种发育过程的调控.本研究获得的HbFCA启动子转化橡胶树植株为进一步分析Hb FCA基因功能及表达调控模式提供了遗传材料.     

大豆GmWRI1a基因启动子克隆及其功能分析

为了探究大豆种子油脂合成与储存基因GmWRI1a的调节,分析其启动子功能,从大豆品种东农50基因组中扩增获得GmWRI1a基因转录起始位点上游1669bp的启动子序列,转化拟南芥。GUS染色确定了启动子的有效性,继而根据顺式作用元件的分布,分别扩增得到4个启动子5'端缺失片段1138bp,1087bp,690bp和437bp。4个启动子缺失片段分别转化拟南芥后,通过GUS组织染色结果发现,这些启动子片段能够驱动下游GUS基因表达。GUS酶活表明,启动子存在乙烯、茉莉酸、赤霉素3种激素响应元件,其中乙烯、茉莉酸和赤霉素的响应元件分别分布在-1138^-1087bp、-1087^-690bp和-690^-437bp。     

巴西橡胶树HbWRKY1基因5'调控序列的克隆及功能初步鉴定

为深入研究巴西橡胶树HbWRKY1基因的表达调控机制,采用染色体步移法克隆了HbWRKY1基因的5'调控区序列.结果表明,该序列具有预测的核心启动子区域位于-6～-57 bp,转录起始位点位于翻译起始位点上游41 bp处;该序列具有TATA-box,CAAT-box和GATA-box等多个典型的真核生物启动子基本的顺式作用元件,同时还具有低温响应元件LTR,赤霉素反应元件GARE-motif’生长素响应元件TGA-element和脱落酸响应元件ABRE等参与激素调控元件,此外还有与MYB结合的MBS元件,热胁迫反应的HSE,厌氧诱导元件ARE和增强诱发厌氧反应的GC-motif等顺式作用元件.构建了不同长度的HbWRKY1启动子片段的植物表达载体并转化本生烟草,通过潮霉素抗性和PCR鉴定,获得了转基因植株.对获得的转HbWRKY1不同长度启动子片段的转基因T1植株GUS染色发现,植株的茎、叶柄、主叶脉和根中均可呈现蓝色,表明HbWRKY1基因的5'调控区可以启动GUS基因的表达,具有启动子的活性.     

白木香愈创木烯合酶基因(AsSGS)启动子的克隆及功能初步鉴定

利用染色体步移的方法克隆了一种白木香倍半萜合酶——愈创木烯合酶基因(AsSGS)791 bp的启动子序列,序列分析表明,获得的序列中A/T含量达64.6%,与真核生物启动子序列的特征相符合。该序列除具有启动子核心序列TATA-box和增强子元件CAAT-box等典型的真核生物启动子基本元件外,还含有如赤霉素反应元件GARE-motif、ABA的应答元件G-Box、生长素响应元件TGA-element和脱落酸响应元件ABRE等参与激素调控元件,光应答元件Box I、GA-motif、TCT-motif,热胁迫反应的HSE,厌氧诱导元件ARE和增强诱发厌氧反应的GC-motif等顺式作用元件。利用农杆菌介导的本生烟草瞬时表达系统对所获得的启动子功能进行鉴定,结果表明,所有缺失片段都能驱动β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因表达,GUS活性与启动子片段的长度呈正相关。     

甘蓝型油菜胚胎特异启动子pBnaA09g21960D的分析

为筛选甘蓝型油菜胚胎特异性表达启动子,以甘蓝型油菜冬性品种Darmor的叶片基因组为模板,克隆了Bna A09g21960D基因上游990bp的启动子序列。顺式调控元件的预测分析表明,该启动子除具有核心调控元件TATA box和CAAT-box外,还含多个组织特异性、激素、逆境、光合作用等表达相关的顺式作用元件,如ABRE、GCN4_motif、TGACG-motif等。为了验证该基因启动子的表达模式,构建了由其驱动GUS报告基因的植物融合表达载体DX2181-p Bna A09g21960D,并采用农杆菌介导的花序浸染法转化野生型拟南芥。对筛选和鉴定的阳性转基因株系进行GUS组织化学法染色,结果表明GUS活性在拟南芥胚胎中特异表达,而在其他组织和器官均未表达,这表明p Bna A09g21960D具有驱动GUS报告基因在拟南芥种子胚胎中特异表达的潜质。这为该启动子在转基因技术提高油菜品质方面和人工创建种质资源等方面的应用提供了较好的基础。     

龙眼Mn-SOD基因的表达及其启动子功能分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,研究龙眼Mn-SOD基因在应答非生物因子和外源激素处理下的转录情况,并利用烟草瞬时转化法分析其启动子的表达活性。结果表明:龙眼胚性愈伤组织中Mn-SOD基因的表达受到红光和蓝光的抑制;而在白光处理下,Mn-SOD呈现先上升再下降的趋势,在绿光中,则是先下调再上升。在盐胁迫处理下,Mn-SOD基因的表达受到抑制,在蔗糖和不同天数处理中则不受影响。在一定浓度范围内,外源激素IAA、GA3、Me JA、SA和ETH均能诱导或抑制龙眼胚性愈伤组织中Mn-SOD基因的表达,提示其参与外源激素的应答。构建4个不同启动子缺失片段驱动报告基因GUS的植物表达载体并转化烟草。结果表明,龙眼Mn-SOD基因4个不同启动子缺失片段启动GUS基因的能力均低于Ca MV35S启动子,但均可启动GUS基因的表达。瞬时表达和定量表达结果显示,3’缺失的MSD-pro4(-669~-267 bp)启动GUS基因的能力最强,其次为5’缺失的MSD-pro1(-669~-1 bp),最弱的为MSD-pro2(-432~-1bp)和MSD-pro3(-267~-1 bp),提示Mn-SOD启动子-669~-432 bp区段内含有重要的正向顺式调控元件;而-432~-1 bp区段含有负调控元件。     

大豆GmGolS基因高温胁迫应答及启动子活性分析

肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)是棉子糖系列寡糖(RFOs)生物合成途径中的关键酶。为探究大豆GmGolS基因的高温胁迫调控机制,通过实时荧光定量PCR检测GmGolS在高温胁迫下的表达量,通过PCR从大豆基因组DNA中扩增GmGolS基因启动子序列,将其连接到植物表达载体pCAMBIA1301上并转化烟草,通过GUS组织化学染色和实时荧光定量PCR检测GmGolS启动子的高温诱导启动活性。结果表明：高温胁迫可以强烈诱导GmGolS的表达。1 739 bp的GmGolS启动子序列中含1个生长素响应元件、1个干旱诱导的MYB转录因子结合位点、2个厌氧诱导元件、1个防御和胁迫响应元件、1个脱落酸响应元件、1个茉莉酸响应元件和1个缺氧诱导元件。成功获得3棵GmGolSP转基因烟草植株。GmGolS启动子的活性可以被高温胁迫诱导。     

龙眼胚性愈伤组织DlRan3A和DlRan3B基因启动子的克隆及其生物信息学分析

植物Ran蛋白与核质运输、微管形成等过程密切相关。通过Tail-RCR结合接头连接介导PCR法克隆了龙眼胚性愈伤组织(Embryogenic callus,EC)Ran家族DlRan3A和DlRan3B基因的5′调控序列,长度分别为1276和714 bp。结合生物信息学法,分析启动子的转录起始位点和顺式作用元件。结果表明:龙眼EC DlRan3A和DlRan3B基因启动子分别存在1处和3处转录起始位点,且除了含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还含有多个光响应元件、激素应答元件、防御与逆境胁迫响应元件等。龙眼EC DlRan3A和DlRan3B启动子转录活性可能受到光、激素信号及逆境胁迫因素的诱导,在龙眼体胚发生过程中的信号转导应答过程中发挥重要作用。此外,在DlRan3A启动子区预测到1个长度为214 bp的CpG岛,为后续研究该基因启动子甲基化水平及分子调控机制提供了线索。龙眼EC Ran基因启动子的克隆与生物信息学分析有助于揭示Ran在体胚发生过程中的作用。     

植物异源多倍体中特定染色体组的剥离与重建

由于异源多倍体物种的进化时间久远,难以知晓确切的二倍体亲本,现在推测的自然界现存二倍体种又经历过独立的演化,因此,通过特定的实验方法从天然的异源多倍体物种中剥离出特定染色体组并重建异源多倍体的基本种,将为研究异源多倍化过程中祖先基因组的遗传与互作提供独特的材料。现已通过不同的杂交策略,从异源六倍体普通小麦和异源四倍体种甘蓝型油菜中成功重建它们的一个基本种。例如以人工合成的芸薹属异源六倍体（如埃塞俄比亚芥与白菜杂交的AA.BBCC)为桥梁,其中的C染色体组被选择性的丢失后产生的芥菜型油菜（AA.BB）与埃塞俄比亚芥杂交形成的杂种（BBAC）自交后便可重建黑芥(BB)祖先种;将四倍体与二倍体种之一杂交后形成的同源异源六倍体（如AAAACC）连续自交,使处于同源四倍体状态的染色体组（A）快速丢失而重建另一个二倍体基本种（CC）。     

不同的光照萎凋时间对铁观音风味组分影响

光照作为重要外源信号因子参与调控乌龙茶品质特征形成。为了系统研究不同光照时间的日光萎凋对乌龙茶风味组分的影响,以铁观音鲜叶为供试材料,分析测定 5 个不同时间（0、15、30、60、120 min）日光萎凋处理制成铁观音毛茶的儿茶素、香气组分和感官品质。结果表明,乌龙茶加工过程中香气积累和儿茶素降解与日光萎凋时间延长不存在持续线性正相关关系,适度日光萎凋有利于促进清香型铁观音品质特征形成;与日光萎凋20 min 处理相比,日光萎凋 15 min 处理制成铁观音毛茶中呈花果香气味的 α-法呢烯和橙花叔醇的相对含量分别提高了 4.4%和 6.8%,与全程无光萎凋处理相比,日光萎凋 15 min 和 30 min 处理的毛茶非酯型和酯型儿茶素组分含量降低明显,下降幅度分别达到 7.26%~19.77%和 14.36%~30.09%,日光萎凋 60 min 和 120 min 叶片过度光胁迫产生红褐变,毛茶综合品质表现较差。     

Structure-Activity Relationships of the Bioactive Thiazinoquinone Marine Natural Products Thiaplidiaquinones A and B

In an effort to more accurately define the mechanism of cell death and to establish structure-activity relationship requirements for the marine meroterpenoid alkaloids thiaplidiaquinones A and B, we have evaluated not only the natural products but also dioxothiazine regioisomers and two precursor quinones in a range of bioassays. While the natural products were found to be weak inducers of ROS in Jurkat cells, the dioxothiazine regioisomer of thiaplidiaquinone A and a synthetic precursor to thiaplidiaquinone B were found to be moderately potent inducers. Intriguingly, and in contrast to previous reports, the mechanism of Jurkat cell death (necrosis vs. apoptosis) was found to be dependent upon the positioning of one of the geranyl sidechains in the compounds with thiaplidiaquinone A and its dioxothiazine regioisomer causing death dominantly by necrosis, while thiaplidiaquinone B and its dioxothiazine isomer caused cell death via apoptosis. The dioxothiazine regioisomer of thiaplidiaquinone A exhibited more potent in vitro antiproliferative activity against human tumor cells, with NCI sub-panel selectivity towards melanoma cell lines. The non-natural dioxothiazine regioisomers were also more active in antiplasmodial and anti-farnesyltransferase assays than their natural product counterparts. The results highlight the important role that natural product total synthesis can play in not only helping understand the structural basis of biological activity of natural products, but also the discovery of new bioactive scaffolds.     

Carotenoids from Marine Microalgae: A Valuable Natural Source for the Prevention of Chronic Diseases

Epidemiological studies have shown a relation between antioxidants and the prevention of several chronic diseases. Microalgae are a potential novel source of bioactive molecules, including a wide range of different carotenoids that can be used as nutraceuticals, food supplements and novel food products. The objective of this review is (i) to update the research that has been carried out on the most known carotenoids produced by marine microalgae, including reporting on their high potentialities to produce other less known important compounds; (ii) to compile the work that has been done in order to establish some relationship between carotenoids and oxidative protection and treatment; (iii) to summarize the association of oxidative stress and the various reactive species including free radicals with several human diseases; and (iv) to provide evidence of the potential of carotenoids from marine microalgae to be used as therapeutics to treat or prevent these oxidative stress-related diseases.     

A Marine λ-Oligocarrageenan Inhibits Migratory and Invasive Ability of MDA-MB-231 Human Breast Cancer Cells through Actions on Heparanase Metabolism and MMP-14/MMP-2 Axis

Sugar-based molecules such as heparins or natural heparan sulfate polysaccharides have been developed and widely studied for controlling heparanase (HPSE) enzymatic activity, a key player in extracellular matrix remodelling during cancer pathogenesis. However, non-enzymatic functions of HPSE have also been described in tumour mechanisms. Given their versatile properties, we hypothesized that sugar-based inhibitors may interfere with enzymatic but also non-enzymatic HPSE activities. In this work, we assessed the effects of an original marine λ-carrageenan derived oligosaccharide (λ-CO) we previously described, along with those of its native counterpart and heparins, on cell viability, proliferation, migration, and invasion of MDA-MB-231 breast cancer cells but also of sh-MDA-MB-231 cells, in which the expression of HPSE was selectively downregulated. We observed no cytotoxic and no anti-proliferative effects of our compounds but surprisingly λ-CO was the most efficient to reduce cell migration and invasion compared with heparins, and in a HPSE-dependent manner. We provided evidence that λ-CO tightly controlled a HPSE/MMP-14/MMP-2 axis, leading to reduced MMP-2 activity. Altogether, this study highlights λ-CO as a potent HPSE “modulator” capable of reducing not only the enzymatic activity of HPSE but also the functions controlled by the HPSE levels.     

湖北省典型花生种植区土壤中黄曲霉菌分布及产毒力研究

为掌握湖北省花生种植区土壤中黄曲霉菌的分布和产毒特征,从罗田、红安、钟祥、襄阳四个典型花生种植区采集土壤样品40份,并进行黄曲霉菌分离、鉴定和产毒力研究。研究结果表明:湖北省不同花生种植区共分离鉴定到黄曲霉菌51株,土壤中黄曲霉菌落数为127.5cfu/g。不同种植区土壤中黄曲霉菌分布存在显著差异,钟祥土壤中黄曲霉菌落数最高,罗田最低;鉴定获得黄曲霉菌株中产毒菌株占96%,产毒量范围0～227.81μg/L,不产毒菌株占4%;产毒菌株分为只产AFB_1、产AFB_1+AFB_2、产AFB_1+AFB_2+AFG_1和产AFB_1+AFB_2+AFG_1+AFG_2毒素4种类型,其中以产AFB_1+AFB_2的菌株占比最高,为65%;不同种植区黄曲霉菌株产毒力研究发现,钟祥每克土壤中黄曲霉菌产AFB_1的量最高,达11 679.70μg/L。本研究可为湖北花生黄曲霉毒素污染预警和防控提供理论依据。     

Buckwheat Seed Milling Fractions: Description, Macronutrient Composition and Dietary Fibre

The structure of the mature buckwheat achene and groat is discussed in relation to milling fractions and nutritional composition. Whole groats contain 55% starch, 12% protein, 4% lipid, 2% soluble carbohydrates, 7% total dietary fiber (TDF), 2% ash, and 18% other components (organic acids, phenolic compounds, tannins, phosphorylated sugars, nucleotides and nucleic acids, unknown compounds). The composition of the milling fractions reflects the relative abundance of seed tissues. Starch is concentrated in the central endosperm. Protein, oil, soluble carbohydrates and minerals are concentrated in the embryo. Commercial «Fancy» flour, a light-coloured flour, is mostly central endosperm and contains 75% starch, 6% protein, 1% lipid, 1% soluble carbohydrates, 3% TDF, 1% ash, and 13% other components. Although the embryo traverses the central endosperm, during milling parts of the embryo separate with the aleurone and seed coat in the bran fraction. Bran, with little central endosperm, contains 18% starch, 36% protein, 11% lipid, 6% soluble carbohydrates, 15% TDF, 7% ash, and 7% other components. Buckwheat bran also is a rich source of TDF and soluble dietary fibre (SDF), particularly bran with hull fragments (40% TDF of which 25% is SDF), while bran without hull fragments has 16% TDF of which 75% is SDF.     

盐旱交叉胁迫对花生生长发育和生理特性的影响

为了探究盐旱交叉胁迫对花生生长发育的影响,以抗旱不耐盐花生品种花育22和抗旱耐盐花生品种花育25为试验材料,通过防雨棚盆栽试验研究了干旱、盐、盐+干旱、干旱后复水+盐等4种胁迫对花生产量、农艺性状、生物量、叶绿素SPAD值、丙二醛含量、活性氧清除能力及渗透调节物质含量的影响。结果显示：各胁迫处理均显著抑制了两个花生品种植株的生长和荚果产量,其中,盐胁迫对花育22生长的影响大于干旱胁迫;盐+旱胁迫下,两个花生品种受伤害程度最大,产量最低。与单一盐胁迫相比,干旱预处理提高了盐胁迫后期花生超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,增强了植株活性氧清除能力,降低了叶片丙二醛含量,从而缓解盐胁迫对膜系统的过氧化伤害,提高了叶绿素含量,促进了植株生长,增加了干物质积累,最终提高盐胁迫下花生产量。另外,与单一盐或干旱胁迫相比,盐+旱胁迫对花育22和花育25的伤害均加重,而干旱预处理有利于2个品种在盐胁迫下活性氧代谢和光合色素的提高,促进植株的生长,提高植株对盐胁迫的交叉适应能力,从而缓解盐胁迫对花生植株的抑制作用。      

彩花油菜的创建及遗传育种进展

油菜既是重要的油料作物,也是极具观赏价值的大田作物,成片的油菜花每年吸引大量游客。近年来,随着农业旅游项目的不断研发,油菜花成为越来越重要的特色旅游资源,而且以黄色为主的菜花正在被白色、红色、紫色等彩色菜花所丰富,花色油菜种质的创制也被越来越多的育种家所突破。本文主要介绍了通过远缘杂交、原生质体融合、人工诱变、基因工程等方法获得的不同花色油菜新种质,概述了有关油菜花色的遗传机理、进化与选择等的研究进展,综述了彩花油菜育种的最新进展,并就未来发展趋势做了展望和建议。     

2个荔枝品种胚性愈伤组织诱导体胚发生过程的细胞学观察

以’新球蜜荔’和’大丁香’2个荔枝品种胚性愈伤组织为材料,利用石蜡切片技术研究了’新球蜜荔’和’大丁香’接种在TD(MS+0.1 mg/L NAA+0.5 mg/L TDZ+0.1 g/L肌醇+0.4 g/L水解乳蛋白(LH)+100 m L/L椰汁+60 g/L蔗糖+10 g/L琼脂)培养基(XQTD和DDXTD)与’新球蜜荔’接种在TX(MS+0.1 mg/L NAA+5 mg/L ZT+0.1 g/L肌醇+0.4 g/L水解乳蛋白(LH)+100 ml/L椰汁+60 g/L蔗糖+10 g/L琼脂)培养基(XQTX)上各培养物体胚发生过程中细胞学变化。结果显示:XQTD从6 d开始变褐,9 d时观察到球状凸起,石蜡切片中观察到球形胚结构,12~21 d时观察到球形胚、心形胚和鱼雷形胚等不同形态体胚;而DDXTD从9 d开始逐渐变褐,15~21 d时石蜡切片中能看到少量的球形胚和心形胚。XQTX在第12 d时观察到有完整原形成层的球形胚,21 d时石蜡切片中观察到子叶形胚。2个荔枝品种的体胚发生过程中都观察到内起源和外起源两种起源方式,体胚发生均为单细胞起源,都经历了球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶形胚等相似的发育过程。