利用amiRNA 技术沉默矮牵牛查尔酮合成酶基因

 转基因介导的基因沉默技术是进行基因功能分析和利用基因工程改良作物的重要手段。在植物中,amiRNA（artificial microRNA）是具有高度特异性的基因沉默技术。根据amiRNA设计的原则设计了用于沉默矮牵牛查尔酮合成酶（chalcone synthase,CHS）基因的amiRNA：amiRchs1,用拟南芥miR319a的前体作为表达amiRchs1的骨架,重叠PCR扩增,将天然miR319a序列替换成amiRchs1,合成的DNA片段置于35S启动子之后,转化导入矮牵牛。转基因植株花色变淡,花冠出现弥散的白色斑点或不规则的白色斑块,严重的几乎呈纯白色,花色素苷含量明显下降,CHS的mRNA含量明显降低,表明拟南芥miR319a的前体作为表达amiRNA的骨架在矮牵牛中可行,且能有效沉默结构基因。     

芍药查尔酮异构酶基因CHI的表达特性分析

为了揭示查尔酮异构酶基因(chalcone isomerase gene,CHI)在芍药花瓣中的表达规律与特点,以不同芍药托桂型品种(‘金辉’‘彤云金焰’‘红楼锦菊’)4个不同发育时期(花蕾期、初开期、盛开期、衰败期)中的内、外花瓣为对象,用qPCR分别检测CHI基因的表达水平,分析其在不同芍药品种、不同发育时期以及内外花瓣之间的表达差异。结果显示:不同发育时期同一品种芍药花瓣组织CHI基因的表达量存在一定差异,从花蕾期到衰败期整体表现为上升趋势;不同品种同一发育时期‘彤云金焰’花瓣组织(内瓣和外瓣)CHI基因的表达水平明显高于‘金辉’和‘红楼锦菊’的;同一芍药品种在相同发育时期内瓣组织的CHI基因表达量均明显高于外瓣组织的。鉴于不同芍药品种、不同发育时期内外花瓣间颜色存在差异,推测CHI基因表达量可能与芍药花瓣颜色的形成有关。该结果可为深入研究芍药CHI功能并开展芍药花色遗传改良分子育种研究提供技术支撑。     

土耳其斯坦东毕吸虫磷酸丙糖异构酶基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

利用RT-PCR技术从土耳其斯坦东毕吸虫（Orientobilharzia turkestanicum）成虫总RNA中扩增磷酸丙糖异构酶基因（TPI），鉴定后将目的片段与毕赤酵母表达载体pPIC9k连接，构建重组表达质粒pPIC9k-TPI，并将其电击转化到毕赤酵母GS115中，重组菌株经甲醇诱导后表达的TPI蛋白，经SDS-PAGE、Western-blotting检测，并利用葡聚糖凝胶层析柱纯化。结果显示，成功地克隆了土耳其斯坦东毕吸虫TPI；重组毕赤酵母表达了分子质量为43ku的TPI蛋白；葡聚糖凝胶层析过滤得到单一的TPI蛋白。     

北美鹅掌楸LtCHS基因的克隆及生物信息学与组织表达特征分析

【目的】鹅掌楸属花色种间差异较大,是研究木本植物花色形成与调控机制的较理想材料。查尔酮合成酶基因( CHS)是黄酮类化合物生物合成途径中的关键基因,与植物花色形成密切相关,同时又是研究科以下系统发育的理想基因,种间进化差异较大,因此 CHS基因用于研究鹅掌楸属花色差异形成机制有较强的可行性。本研究克隆北美鹅掌楸的查尔酮合成酶基因,并对其进行生物信息学及组织表达分析,以期为鹅掌楸属树种花色的形成和调控机制研究提供参考。【方法】以北美鹅掌楸的花芽为材料,采用同源克隆和 RACE 技术克隆查尔酮合成酶基因( LtCHS),并进一步扩增该基因的基因组序列。对该基因进行生物信息学分析。采用半定量 RT-PCR 方法分析 LtCHS基因在鹅掌楸属种间及不同组织中的表达水平。【结果】获得2个查尔酮合成酶基因： LtCHS1与LtCHS2。LtCHS1基因的 cDNA全长875 bp,包含1个702 bp的ORF,其基因组DNA ( gDNA)只含有1个外显子,没有内含子,编码233个氨基酸,蛋白质分子量为71.88 kDa,等电点为5.09。LtCHS2基因的 cDNA 全长1457 bp,包括1个1185 bp的 ORF,其 gDNA含有2个外显子和1个内含子,编码394个氨基酸,蛋白质分子量为120.0 kDa,等电点为4.97。2个基因的组织表达分析结果显示,LtCHS 基因不仅在同一树种不同组织间存在差异,而且在种间也存在表达差异。LtCHS1基因仅在北美鹅掌楸中表达,LtCHS2基因在鹅掌楸中表达,在杂交鹅掌楸中二者均有表达。【结论】获得的2个 LtCHS基因属于同一基因家族,但执行不同功能。二者在种间表达存在差异可能与鹅掌楸属花色形成有关。结合鹅掌楸属种间花色特征,可初步推测,LtCHS1基因与 LtCHS2基因可能分别调控不同类型花青素的合成。     

Ethanol production with <Emphasis Type="Italic">β</Emphasis>-xylosidase,xylose isomerase,and <Emphasis Type="Italic">Saccharomyces cerevisiae</Emphasis> from the hydrolysate of Japanese beech after hot-compressed water treatment

Ethanol was produced from the hydrolysate collected as the water-soluble (WS) portion after hot-compressed water (HCW) treatment of Japanese beech. The process involved saccharification with β-xylosidase followed by isomerization with xylose isomerase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. Several process schemes were compared to investigate the effect of process integration of saccharification, isomerization, and fermentation. Higher ethanol yields were obtained for the processes that integrated isomerization and fermentation or saccharification and isomerization. Integration of isomerization and fermentation was effective in converting xylose into ethanol. Similarly, integration of saccharification and isomerization was effective in converting xylooligosaccharides into xylulose. It is presumed that the saccharification reaction toward xylose and the isomerization reaction toward xylulose were linked and therefore each reaction was enhanced.     

蜜蜂丙糖磷酸异构酶基因及其编码蛋白的生物信息学分析及分子进化研究

运用生物信息学的方法对蜜蜂丙糖磷酸异构酶(AMTPI)基因及其编码蛋白序列进行了初步分析,得到了与基因和蛋白质组学研究相关的一些基本参数.结果表明,AMTPI基因序列由744个碱基组成,编码由247个氨基酸组成的蛋白质.AMTPI总的原子数目为 3 818,分子式为C1 207H1 920N328O359S4,分子量为 26 898.71,等电点pI＝8.04,摩尔消光系数为 34 950,在哺乳动物体内的半衰期为30 h.疏水性分析结果表明AMTPI为亲水蛋白,不稳定参数为27.32,属较稳定蛋白,不含信号肽序列,跨膜结构不明显,亚细胞定位于细胞质.AMTPI具有多种二级结构形式,是典型的(α/β)8结构,在SWISS-MODEL服务器三维建模后,运用ViewerLite 5.0进行序列编辑,获得了AMTPI的三级结构模型.多重比对结果显示,多个物种丙糖磷酸异构酶(TPI)的整体相似度较高,有多个保守结构,可以作为分子进化研究的材料.用MEGA 4.0软件按Minimum evolution方案进行分子系统演化分析,获得了TPI氨基酸序列的分子进化树.     

几种乳杆菌协同作用对产生大果沙棘籽油共轭亚油酸的影响

以乳化的沙棘(Hippophae rhamnoides L.)籽油作为底物加入到试验所制备的复合乳杆菌中,利用乳杆菌所产生的亚油酸异构酶使亚油酸(LA)转化为共轭亚油酸(CLA).通过几种轧杆菌不同配比组合的协同试验,发现不同种乳杆菌的协同转化共轭亚油酸的能力要高于单一茵种.结果表明,复合乳杆菌中植物乳杆菌:德式乳杆菌保加利亚亚种为7:3转化效果最好,其亚油酸异构酶酶活为21.36 U/mL,共轭转化率为33.38%,共轭亚油酸质量浓度为28.83g/L.     

Genetics of bulb colour variation and flavonoids in onion

Onion (Allium cepa L.) is one of the most important vegetable crops due to its diverse culinary and health promoting properties. It is a rich source of dietary phytochemicals such as flavonoids and other antioxidants which enhance the medicinal importance of onion. Onion bulb colour is one of the important quality characters actively targeted in breeding programmes. Onion bulbs with red, white, yellow, golden, pink, chartreuse, etc. colour are available and this variation is due to the mutations in structural and regulatory genes of the flavonoid biosynthesis pathway. The genetics of bulb colour variation is very complex and involves multiple genes and their interactions. Further, these flavonoid compounds and their derivatives play diverse roles in plant development and stress tolerance in plants. Here, we review the biosynthesis of flavonoids, genetics and multiple alleles of genes for onion bulb colour, metabolic engineering, flavonoid in biotic and abiotic stress response and effect of cultural and storage practices on onion flavonoids.     

茶树查尔酮异构酶基因克隆及序列分析

茶叶是世界上最流行的无酒精饮品之一,含有许多有价值的次生代谢产物,如儿茶素类物质。分离和克隆重要的茶树功能基因,对利用基因工程技术进行茶树遗传调控具有重要意义。本文采用EST测序技术和T4RNA连接酶介导的5′RACE技术,获得了一个茶树儿茶素代谢中的重要基因—查尔酮异构酶（CHI）基因,在GenBank登录（DQ904329）,其序列全长1 163 bp,其中开放阅读框长723 bp,编码240个氨基酸,3′端有一个明显的多聚腺苷酸加尾信号,推测的蛋白分子量约为26.4 kD,理论等电点为5.19。序列分析表明它与番茄CHI基因序列的亲缘关系比较近。     

草菇TPI基因的克隆、结构及其在同核、异核菌株中的表达量

分别从不能出菇的草菇单孢菌株PYd21(基因组测序菌株)和PYd15(重测序菌株)及由PYd21、PYd15配对杂交获得可正常出菇的异核菌株H15-21中克隆测序了磷酸丙糖异构酶(TPI)基因,并对TPI基因的结构及其在3个菌株中的表达量进行了分析.结果表明:PYd21、PYd15中TPI基因的序列完全相同;转录组读段定位、双末端分析结果显示,TPI基因全长1015 bp,开放阅读框序列全长756 bp,编码251个氨基酸,有6个外显子、5个内含子;RNA加工过程中存在两种可变剪切类型和两个可变剪切位点;数字基因表达谱测序的结果表明,PYd21、PYd15和H15-21中TPI基因的表达量(TPM)分别为30.25、36.49、77.17,同时通过实时荧光定量PCR分析3个菌株中TPI基因的表达情况证实了该结果,表明草菇中TPI基因的表达表现出异核体表达的协同增效作用,预示着异核菌株中两种不同细胞核存在相互作用.