A QSAR Study of the Repellency of some Terpenoids to the Bedbug Cimex lectularius L.

测定了一系列六元环萜类化合物对臭虫(Cimex lectularius L.)的驱避活性,利用Codessa Pro程序计算了这些化合物的结构描述符,再利用Codessa Pro程序中的最优线性回归方法计算了驱避活性与这些化合物结构描述符之间的定量构效关系.所得到的最优定量构效关系计算模型的R2为0.924,模型所包含的4个参数分别是:FNSA3 fractional PNSA、Min n-n repulsion for bond H-C、YZ Shadow/YZ rectangle、Max electrophilic reactivity index for atom C.通过对模型的分析讨论了臭虫化学感受器与驱避剂之间可能存在的相互作用.     

针叶树萜类合成酶研究进展

萜类化合物是植物一类重要的次生代谢物,在寄主识别和信息通讯及3层营养关系等生态关系上具有重要功能。萜类合成酶是萜烯生物合成途径中的重要调控酶之一,特别是在萜烯化合物多样性的调控上具有重要作用。在针叶树中,萜类合成酶的深入研究有助于更好地利用萜类化合物以进行病虫害的防御。综述近年来针叶树中萜烯合成酶的理化性质、基因和氨基酸序列特征以及调控等方面的研究成果,为我国开展这方面的研究工作提供有益的参考。     

不同温度对紫罗勒萜烯类挥发物释放的影响

以盆栽紫罗勒Ocimum basilicum‘Purple Ruffles’为试验材料,经3个不同温度(20,30,40℃)处理后,使用动态顶空法采集香气,然后采用自动热脱附-气相色谱/质量色谱联用技术(ATD-GC/MS)对萜烯类香气成分和释放量进行鉴定和分析。结果表明,紫罗勒香气中的萜烯类化合物数量随温度升高表现出降低的趋势,并且相对含量也表现出明显变化,说明温度能显著影响紫罗勒萜烯化合物的释放,但各个萜烯类化合物的变化规律不同。在检测到的萜烯化合物中桉叶油醇含量最高,3个温度下的平均含量达到了81%,远远高于其他成分,可初步判断桉叶油醇为紫罗勒挥发物中萜烯化合物的主要成分。     

萜类蚜虫拒食剂的筛选研究

萜类化合物是重要的昆虫拒食剂类型。研究采用叶碟浸液法测试松节油、羟基香茅醛、薄荷醇及其衍生合成的多个系列的萜类化合物对蔬菜害虫萝卜蚜(Lipaphis erysimi)的拒食活性。结果显示,当质量浓度为10mg/mL时,24h后有22种化合物的拒食率高于75%,其中诺卜醇、内型异莰烷基甲醇乙酸酯、4-(1-甲基乙烯基)-1-环己烯-1-乙醇丙酸酯、诺卜甲基醚、8-羟基别二氢葛缕醇、薄荷醇、8-羟基别二氢葛缕醇甲酸酯、8-羟基别二氢葛缕醇乙酸酯、8-羟基别二氢葛缕醇丙酸酯、羟基香茅醛乙基醚、蒎酮酸甲酯等11种化合物的拒食率达到100%。当浓度为1mg/mL时,这些化合物的拒食活性出现了较大的差别,其中2个化合物即内型异莰烷基甲醇丙酸酯和内型1-异莰烷基-3-己醇乙酸酯的拒食活性最高,且持效性较好。系列等比浓度测试结果显示,内型1-异莰烷基-3-己醇乙酸酯的剂量-活性回归方程的坡度值在12,24,36,48,72h为0.47～1.72,拒食中浓度(AFC50)为4.0～12.1mg/mL。8号化合物(内型异莰烷基甲醇丙酸酯)的坡度值为1.08～2.91,AFC50为2.6～7.0mg/mL,表现出良好的正向剂量活...     

铁皮石斛鲨烯合酶基因的克隆及其组织表达模式分析

【目的】克隆珍稀濒危兰科药用植物铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)鲨烯合酶(Squalene synthase,SS)基因(DoSS),并对其进行生物信息学与组织表达模式分析,为研究其生物学功能提供参考。【方法】采用RT-PCR和RACE技术,获得DoSS基因全长序列;利用生物信息学软件预测DoSS蛋白的理化性质、结构域及亚细胞定位等分子特性;用DNASTAR 6.0和MEGA 4.0分别进行DoSS蛋白氨基酸多序列比对和进化关系分析;借助qPCR检测DoSS基因的组织表达模式。【结果】成功克隆获得铁皮石斛鲨烯合酶基因,命名为DoSS(GenBank注册号JX272631),其cDNA全长1 735bp,编码一条由410个氨基酸组成的多肽,分子质量46.99ku,等电点7.13;DoSS蛋白含有鲨烯/八氢番茄红素合成酶保守结构域(44-315位氨基酸);DoSS与其他多种植物SS基因的编码蛋白同源性很高(61%~75%),与水稻、玉米等单子叶植物的亲缘关系较近;DoSS基因为组成型表达,在根中的表达量最大,为叶的12.41倍;茎次之,为叶的1.87倍。【结论】成功克隆得到1个鲨烯合酶基因(DoSS)全长cDNA;DoSS基因的(在根中高)表达特征暗示,其可能在铁皮石斛根的生长发育中发挥重要的调控功能。     

Metabolic Engineering of the Isopentenol Utilization Pathway Enhanced the Production of Terpenoids in Chlamydomonas reinhardtii

Eukaryotic green microalgae show considerable promise for the sustainable light-driven biosynthesis of high-value fine chemicals, especially terpenoids because of their fast and inexpensive phototrophic growth. Here, the novel isopentenol utilization pathway (IUP) was introduced into Chlamydomonas reinhardtii to enhance the hemiterpene (isopentenyl pyrophosphate, IPP) titers. Then, diphosphate isomerase (IDI) and limonene synthase (MsLS) were further inserted for limonene production. Transgenic algae showed 8.6-fold increase in IPP compared with the wild type, and 23-fold increase in limonene production compared with a single MsLS expressing strain. Following the culture optimization, the highest limonene production reached 117 µg/L, when the strain was cultured in a opt2 medium supplemented with 10 mM isoprenol under a light: dark regimen. This demonstrates that transgenic algae expressing the IUP represent an ideal chassis for the high-value terpenoid production. The IUP will facilitate further the metabolic and enzyme engineering to enhance the terpenoid titers by significantly reducing the number of enzyme steps required for an optimal biosynthesis.     

13种萜类化合物对胶孢炭疽菌和链格孢的抑制活性

炭疽菌Colletotrichum和链格孢Alternaria是引起植物病害的重要真菌,给农业生产造成巨大的损失。本研究选取13种萜类化合物,采用菌丝生长速率法对胶孢炭疽菌、链格孢进行抑菌活性分析。研究结果表明:香芹酚、丁香酚、异丁香酚、枯茗醛、百里香酚对两种病原菌有较好的抑菌活性,其中香芹酚对胶孢炭疽菌和链格孢的抑菌活性最强,IC50分别为40.89μg/mL和18.19μg/mL。本试验为植物精油和天然杀菌剂的开发利用提供理论依据。     

穗花杉的转录组测序及其转录组特性分析

[目的]通过对红豆杉科穗花杉属的穗花杉进行转录组测序,为穗花杉的萜类合成途径和分类学研究提供支持。[方法]利用Hi Seq2500技术对穗花杉的茎叶进行转录组测序。[结果]穗花杉转录组测序共得到8.14 Gb的clean data。从头组装共获得82 884条unigene,其中有27 495条unigene被注释。此外,在82 884条unigene中共搜索到2 827个SSR位点,单核苷酸重复SSR出现频率最高(60.1%),其次为三核苷酸重复SSR(25.4%)。在穗花杉unigene中挖掘出了1个牦牛儿基焦磷酸合成酶(GPS)、1个法尼烯基焦磷酸合成酶(FPS)和5个牦牛儿基牦牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)的同源基因,同时得到紫杉二烯合成酶(TS)同源基因13个。[结论]发现了20个与萜类合成有关的unigene和2 827个SSR位点,为今后穗花杉萜类生物合成研究,特别是紫杉二烯合成酶编码基因的研究打下了基础,也为该物种系统分类地位及遗传多样性研究提供了新的遗传信息。     

含氧萜类化合物对稗草的化感抑制作用

以5种含氧萜类物质(-)香芹醇、(+)香芹酮、(-)薄荷酮、(-)香芹基乙酸酯和(+)雪松醇为化感物质替代物,以稗草为受体,运用正交旋转回归组合实验,分析物质间的互作效应.各单因子的主效应分析结果表明:(-)香芹醇、(+)香芹酮、(-)薄荷酮和(-)香芹基乙酸酯的主效应曲线均为开口向下的抛物线,而(+)雪松醇为开口向上的抛物线.各单因子的边际效应分析表明:当浓度低于-2水平时各因子对稗草根长的抑制作用大小为(-)薄荷酮>(-)香芹醇>(+)香芹酮>(-)香芹基乙酸酯>(+)雪松醇,当各因子浓度高于+2水平时,则为(+)雪松醇>(+)香芹酮>(-)香芹基乙酸酯>(-)香芹醇>(-)薄荷酮.综合分析显示,当各物质浓度水平分别为(-)香芹醇0.033mmol·L-1、(+)香芹酮0.030 mmol·L-1、(-)薄荷酮0.080 mmol·L-1、(-)香芹基乙酸酯0.020 mmol˙-1和(+)雪松醇0.001 mmol·L-1时,方程有最优解,即在理论上其混合物对稗草根长的抑制率达到最大,为93.69%.     

乙烯和1-MCP对白姜花萜类香气及相关基因表达的影响

【目的】研究乙烯和1-MCP对白姜花萜类香气物质合成释放的影响,探究相关基因的表达变化。【方法】以白姜花Hedychium coronarium为材料,分别用10μL·L~(–1)的乙烯和4μL·L~(–1)的乙烯抑制剂1-MCP处理8 h,随后采用顶空固相微萃取和气相色谱–质谱(GC-MS)技术进行挥发性香气物质的测定,所得到的离子图用NIST 08数据库进行定性及定量分析。通过荧光定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】乙烯处理后白姜花香气成分罗勒烯、沉香醇、别罗勒烯、石竹烯和法尼烯的挥发量显著上升,相关香气萜类合成酶基因HcTPS1、HcTPS3和HcTPS10的表达量分别上升了116%、182%和63%;而用1-MCP处理后,罗勒烯、别罗勒烯和法尼烯的挥发量显著下降,HcTPS1、HcTPS3和HcTPS10基因的表达量分别降低了45%、30%和30%。乙烯处理后,核转录因子HcEIL1-1和HcEIL1-2的表达量分别上升了51%和114%;1-MCP处理后,HcEIL1-1和HcEIL1-2表达量分别下降了30%和60%。【结论】外源乙烯可以提升白姜花萜类花香物质的释放量,白姜花乙烯信号通路中的核转录因子HcEIL1-1和HcEIL1-2与萜类花香合成酶基因的表达模式一致。