砂梨脂氧合酶cDNA片段克隆与RNAi载体构建

以砂梨‘若光’的成熟果实为材料,根据脂氧合酶氨基酸保守区设计1对简并引物,采用RT-PCR克隆到1段长827 bp的序列,经Blast比对和DNAstar软件聚类分析,结果表明由该序列推导出的氨基酸序列含有脂氧合酶氨基酸保守结构域,与马铃薯脂氧合酶基因的氨基酸序列相似性达到77.5%,判断其为砂梨脂氧合酶基因片段,命名为LOX1,并将序列登录到GenBank,登录号为EF215448。根据RNAi载体的构建原则,选择LOX1一开放阅读框设计携带酶切位点的特异引物,通过PCR扩增正、反向基因片段,再与YYT间隔区串连,插入植物表达载体pYF7713中的相应位置,成功地构建了干扰LOX基因表达的RNAi的植物双元表达载体pYL028,为深入研究该基因在砂梨果实成熟过程中的功能及耐贮藏基因工程育种奠定了基础。     

植物脂氧合酶研究进展

脂氧合酶（简称LOX）是广泛分布的含有非血红素离子的双加氧酶,它是植物十八碳酸代谢途径的关键酶．该途径也称LOX途径。因为该酶作用的产物在植物的生长发育过程中以及在植物对环境胁迫反应中起着重要的作用,因此一直是人们研究的热点。目前对于植物脂氧舍酶的研究主要集中在脂氧合酶基因的表达调控、LOX途径的生化研究以及代谢产物的生理功能这几个方面。     

5-脂氧合酶抑制剂的研究进展

脂氧合酶是一种含铁的氧化还原酶，存在于动植物的组织和细胞中。脂氧合酶主要分为1、3、5、8、12、15-脂氧合酶6种亚型。5-脂氧合酶(5-lipoxygenase,5-LOX)是LOX同工酶中研究较为深入的非血红素铁蛋白氧化代谢酶，是许多高活性氧化脂质生物合成中的关键酶，参与多种炎症性疾病，如炎症、哮喘、脑缺血、部分恶性肿瘤及阿尔茨海默症等疾病的发生和发展过程。因此，开发有效的5-LOX抑制剂对治疗上述疾病至关重要。本文介绍了5-LOX抑制剂的研究成果，并对其分类、来源、治疗药效和优缺点进行了讨论，为深入研发创新型5-LOX抑制剂提供理论依据。     

脂氧合酶在诱导红豆杉细胞产紫杉醇中的作用

对红豆杉悬浮培养细胞中脂氧合酶(LOX)在诱导子诱导紫杉醇合成中的作用进行了探讨。结果表明真菌诱导子处理可提高细胞内LOX的活性和紫杉醇的产量,而诱导前用LOX抑制剂菲尼酮处理,可完全抑制诱导子对LOX活性和紫杉醇合成的诱导作用。说明LOX途径可能参与了紫杉醇的合成过程。外加茉莉酸甲酯也可激活LOX活性和紫杉醇合成,诱导前用菲尼酮处理可抑制诱导子诱导的LOX活性和紫杉醇合成,说明外源茉莉酸甲酯可能是通过激活细胞内LOX途径而启动下游紫杉醇的合成。为了进一步研究脂氧合酶在紫杉醇合成中的作用。我们还对红豆杉细胞脂氧合酶的分布和分子量等性质进行了研究。     

番茄脂氧合酶基因的表达和酶活性分析

将番茄脂氧合酶基因Tom loxD克隆至酵母表达载体pPIC9K中,转化毕赤酵母GS115菌株,构建组成型表达Tom loxD的酵母工程菌株。SDS-PAGE和W estern blot分析表明,经甲醇诱导,Tom loxD蛋白在酵母中得到表达,表达的融合蛋白分子量约为103.56 kD,与预测的分子量一致。酶活性分析表明,酵母中表达的Tom loxD蛋白具有脂氧合酶活性。半定量RT-PCR分析表明,Tom loxD基因在番茄中表达受机械损伤的诱导,损伤处理的番茄叶片中脂氧合酶的活性明显增高。说明Tom loxD基因在番茄防御信号中发挥作用。     

植物种子脂氧合酶

概述了植物种子脂氧合酶蛋白和编码其基因的特性、各种突变体及其遗传规律、基因表达和调控以及生理功能的研究进展.     

接种枯萎病菌对甜瓜脂氧合酶活性及基因表达的影响

本文研究薄皮甜瓜脂氧合酶(lipoxygenase,LOXs)及其基因家族成员(Cm LOXs)在接种枯萎病后的响应。以薄皮甜瓜‘玉美人’幼苗为试材,"三叶一心"时,灌根法接种枯萎病菌-尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.melonis),在接种后不同时间测定了幼苗电解质渗透率、根系活力、LOX活性及Cm LOXs基因相对表达量。接种枯萎病菌后甜瓜叶片中有13个CmLOXs基因在接种枯萎病菌后上调表达。其中除Cm LOX02和Cm LOX11在第3天显著升高外,其他11个基因(Cm LOX03、CmLOX07~10、Cm LOX12~17)均在第5天时相对表达量达到最大值。甜瓜根部有5个Cm LOXs基因上调表达,其中Cm LOX03、Cm LOX16和Cm LOX17在处理1 d后有显著升高,Cm LOX05和Cm LOX06在接种3 d时与对照有显著差异。薄皮甜瓜幼苗在接种枯萎病菌时,根系活力显著下降,电解质渗透率升高,叶片和根中LOX活性升高,叶片和根中分别有13个和5个Cm LOXs成员上调表达,但响应时间不同,这些结果表明Cm LOXs可能参与防御反应,本研究为后续通过转基因技术研究其在生物胁迫中的作用奠定基础。     

5-脂氧合酶及其抑制剂

5-脂氧合酶（5-lipoxygenase, 5-LOX）是生物体内一种重要的双加氧酶.5-LOX是催化花生四烯酸（arachidonic acid,AA）生成白三烯类（leukotrienes, LTs）的关键酶. LTs是重要的炎症介质,并且在许多疾病中发挥着重要作用.近年来,很多学者致力于5 LOX的研究,从而为5-LOX抑制剂的研发提供理论依据.本文对5-LOX的分子结构、细胞内定位、表达与活性调控及其抑制剂的研究进展进行综述.     

烟草二脂酰甘油酰基转移酶基因(NtDGAT2)的克隆与功能分析

二脂酰甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase,DGAT2)是植物储存油脂生物合成过程中的关键酶,对种子储存油脂累积具有重要的生理作用。本文采用电子克隆与实验相结合的方法,从烟草种子cDNA中克隆到DGAT2基因的开放阅读框序列,命名为NtDGAT2(GenBank登录号JX843807),其序列长999bp,编码332个氨基酸。多序列比对和进化分析表明该基因编码蛋白与其他植物DGAT2具有较高相似性和典型的DGAT2结构域。利用Real-time PCR定量表达分析显示Nt-DGAT2在烟草种子、花、茎、叶和根里面都有表达,且在发育中的种子和花的发育过程大量表达。酵母互补实验证实该基因编码蛋白具有DGAT酶活性。     

2,4-二硝基苯酚对采后龙眼果皮脂氧合酶活性和膜脂脂肪酸组分的影响

以'福眼'龙眼(Dimocarpus longan Lour.'Fuyan')果实为材料,研究呼吸解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)对采后果皮脂氧合酶(LOX)活性、膜脂脂肪酸组分和细胞膜透性的影响及其与果皮褐变的关系.结果表明:DNP处理导致龙眼果皮细胞膜透性、LOX活性和褐变指数增加,膜脂脂肪酸组分中的棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)等饱和 脂肪酸的组分增加,亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)和花生一烯酸(C20:1)等不饱和脂肪酸的组分下降,脂肪酸不饱和指数和脂肪酸不饱和度下降.因此认为,DNP促进了龙眼果实果皮褐变可能是由于提高了LOX活性,促进了膜脂不饱和脂肪酸的降解而引起膜系统完整性受损,最终导致细胞膜结构的破坏,使酚酶与酚类物质接触而引起酚类物质氧化的结果.     

干旱胁迫下磷脂酶Dδ和9-脂氧合酶对拟南芥茉莉酸合成及种子萌发的影响

以拟南芥哥伦比亚野生型(WT)、磷脂酶Dδ(PLDδ)缺失型突变体pldδ和9-脂氧合酶(9-LOX)缺失型突变体lox1、lox5实生苗为材料,以0.3 mol·L-1甘露醇模拟干旱胁迫,分析PLDδ和9-LOX参与干旱胁迫下拟南芥茉莉酸(JA)生物合成和在种子萌发中作用。结果表明:干旱胁迫显著提高PLDδ和LOX1基因表达以及PLD和LOX酶活性;干旱胁迫下,pldδ突变体幼苗的LOX活性和JA含量显著低于WT,外源添加磷脂酸(PA)后LOX活性和JA含量显著上升,并高于WT;干旱胁迫显著抑制pldδ、lox1和lox5突变体的种子萌发,以对lox1的抑制效果最为明显;干旱胁迫下PLD活性上升与PLDδ基因表达上调有关,LOX活性上升与LOX1和LOX5基因表达上调有关,其中LOX1基因起主要作用;PLDδ/PA位于9-LOX上游参与9-LOX诱导的JA合成过程;PLDδ、LOX1和LOX5基因均参与干旱胁迫下拟南芥的种子萌发,LOX1在此过程中作用最为明显;PLDδ和9-LOX均参与PA和JA介导的种子萌发过程。     

乳突果苗的组织培养及脂氧合酶的诱导

脂氧合酶(LOX)是植物十八碳酸途径中一个很重要的酶,该酶作用的产物在植物生长发育过程以及在植物对环境胁迫反应中起着重要作用。首次建立了萝藦科植物乳突果苗的培养体系,并用仿真菌环境(几丁质)对乳突果组培苗进行刺激诱导,通过LC-ESI-MS检测脂氧合酶反应的产物。粗酶活性鉴定结果显示,经150mg/L几丁质诱导9h的乳突果组培苗产生了9-LOX,该酶可催化亚油酸生成9,10,11-三羟基-12-十八碳烯酸。推测在乳突果组培苗中,几丁质诱导的十八碳酸代谢途径沿着9-LOX方向进行。     

桃脂氧合酶基因的原核表达分析

利用RT-PCR技术从桃(Prunus persica L.)基因组中克隆到脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)基因3(PpLOX-3)的ORF全长.ORF全长与原核表达载体pET-32a(+)相连接,构建重组原核表达载体pET-LOX-3,并转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,在IPTG诱导下,通过SDS-PAGE电泳,得到一条约125 kD的融合蛋白条带,除去pET-32a(+)自身诱导的约20 kD大小的蛋白后,结果与PpLOX-3编码的约105 kD蛋白的大小一致.     

植物脂氧合酶蛋白特性及其在果实成熟衰老和逆境胁迫中的作用

脂氧合酶（lipoxygenase,LOx）作为植物脂肪酸氧化途径的关键酶,是多基因家族,在植物生长发育中起重要作用。本文综述了脂氧合酶的蛋白结构特征、催化反应的位置特异性、分类及其代谢途径,重点介绍了LOX代谢途径中的氢过氧化物裂解酶（hydropemxide lyase,HPL）支路和丙二烯氧化物合酶（allene oxide synthase,AOS）支路,最后阐述了LOxs在植物成熟衰老和逆境胁迫中的作用,为通过基因工程手段改善果实品质以及提高植物抗逆性提供了一定的理论依据。     

紫苏PfLEC1基因的克隆及表达研究

紫苏是目前发现的α-亚麻酸含量最高的药食同源经济作物,其种子油脂中含60%以上的α-亚麻酸。该研究基于紫苏转录组测序结果,从紫苏种子中克隆获得植物种胚发生过程中的关键基因Leafy Cotyledon 1(Pf LEC1),并对其进行相关生物信息学分析、实时荧光定量PCR以及不同时期种子的脂肪酸含量测定,以探讨紫苏α-亚麻酸高效合成积累的分子调控机制。(1)序列分析结果表明,Pf LEC1基因编码区长度为621 bp,可编码206个氨基酸,属于NF-YB亚基家族,含有HAP3亚基的保守功能域B区域;在线预测该蛋白为不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区域,定位于细胞质;进化分析表明,该蛋白序列与拟南芥、甘蓝型油菜、水稻和玉米关系较近。(2)实时荧光定量PCR分析表明,PfLEC1基因在紫苏根、茎、叶、花及种子中均有表达,且在种子中表达量最高,根中表达最低;PfLEC1在种子发育的前期表达较高,随着种子发育表达量显著下降。(3)不同阶段紫苏种子脂肪酸含量分析表明,油酸、α-亚麻酸含量随种子发育逐渐增加,而棕榈酸、硬脂酸、亚油酸含量变化则相反,其中变化最为明显的是α-亚麻酸,从种子发育5 d时的33.16%上升至20 d时的65.16%,表明紫苏种子中α-亚麻酸含量是随种子发育快速积累的。研究推测,PfLEC1可能与紫苏种子α-亚麻酸的高含量合成积累密切相关,该研究为今后深入探讨PfLEC1基因的功能奠定了分子基础。     

植物种子a-亚麻酸形成及调控机理研究进展

a-亚麻酸是人体必需但不能自身合成的ω-3系列多不饱和脂肪酸,主要来源于植物油脂。由于大宗油料作物种子油脂中ALA含量普遍较低,所以探寻新的种质资源,了解a-亚麻酸形成及调控机理,对于油脂营养膳食健康及植物油脂改良具有重要意义。种子中富含a-亚麻酸的陆生植物资源有紫苏、亚麻、杜仲、油用牡丹、奇亚、藿香、香薷、猕猴桃、星油藤等。在植物中,ω-3FAD是催化LA转化生成ALA的关键酶,ω-3FAD由在质体中FAD3及在内质网中的FAD7及FAD8组成。目前通过基因组及转录组研究已极大的丰富了ω-3FAD基因家族的鉴定及研究。其中,FAD3基因是种子ALA合成的关键基因,其表达受多个转录因子的调控,bZIP、WRI1、LEC、ABI3、FUS3、ASIL1和PKL等转录因子通过相互作用调控FAD3基因表达,决定油料作物种子中a-亚麻酸的含量。本文综述了高含量a-亚麻酸油料植物资源分布,以及主要油料植物种子中油脂脂肪组成及ALA的含量,种子ALA生物合成基本途径及关键基因,植物ω-3脂肪酸脱饱和酶类型及功能以及ω-3FAD的关键调控因子,以期为高ALA植物新资源的利用,以及油料植物脂肪酸成分改良等相关研究提供理论依据。     

茶树种子发育过程的转录组分析

该研究以‘铁观音’茶树品种的种子为试验材料,采用转录组测序技术分析种子发育的3个时期(幼果期、膨大期、成熟期)的表达差异,探究茶树种子油脂代谢的分子机制。结果表明:(1)经转录组测序、组装后共获得30 940 581个clean reads,经数据合并拼接最终得到36 951条非冗余Unigene序列,其中28 476个Unigene可得到功能注释;在转录本中能够被注释到GO分类的Unigene有11 201条(30.3%),KEGG分析发现共有17 172个基因参与了127个代谢通路。(2)经KEGG通路筛选出14条与脂肪酸代谢相关的通路,且随着茶籽的发育,大部分脂肪酸调控途径相关基因呈下调趋势,其中上调基因数最多的有α-亚麻酸代谢途径和脂肪酸降解途径(有17个基因表达量上调),下调基因数最多的是甘油磷脂代谢途径(有58个基因表达量下调);在茶籽发育幼果期α-亚麻酸代谢途径中表达量上调的基因数超过表达量下调的基因数。(3)研究发现茶籽脂肪酸合成相关的基因涉及14个脂类调控途径,共409条差异基因;随着茶树种子发育到成熟期,上调的差异表达基因数量在减少,下调的差异表达基因数量增加,其中α-亚麻酸途径中的基因PLA2G16、DAD1、pldA、FabF、FabI表达量上调显著,随后表达量下调。(4)qRT-PCR检测结果表明,7个茶树FAD和1个ACP差异表达基因的水平与转录组测序结果基本一致;随着茶籽的发育,基因CsFAD7和Δ6-CsFAD从幼果期、果实膨大期至果实成熟期都为差异下调表达,CsFAD2、CsFAD6和Δ7-CsFAD为差异上调表达,CsFAD8、Δ8-CsFAD和CsACP在幼果期至果实膨大期差异上调表达,在果实膨大期至果实成熟期差异下调表达。     

钩吻脂氧合酶基因GeLOX1的鉴定及低温胁迫表达分析

近年来，钩吻（Gelsemium elegans）的药用和饲用价值日益凸显，但钩吻在生长过程中不耐低温，挖掘其低温响应基因，为钩吻的抗寒育种研究奠定基础。植物中，脂氧合酶（lipoxygenase, LOX）在种子老化、抗逆境胁迫等方面的生理生化过程中有重要影响。基于课题组构建的钩吻转录组数据库，挖掘响应低温胁迫的钩吻LOX基因，运用RT-PCR技术，从中克隆到一条GeLOX1的cNDA全长序列，对其进行生物信息学、亚细胞定位、基因表达、原核表达及平板胁迫等分析。结果显示，GeLOX1所编码蛋白的氨基酸长度为761 aa，蛋白相对分子质量为87.00 kD，预测为不稳定的亲水性蛋白，含有28个丝氨酸磷酸化位点，22个苏氨酸磷酸化位点和9个酪氨酸磷酸化位点。进化树分析结果表明，GeLOX1属于9-LOX家族的成员。亚细胞定位检测结果显示，GeLOX1蛋白定位于细胞质中。实时荧光定量PCR分析发现，GeLOX1在钩吻的根中高表达，且其在4℃低温胁迫下的表达量呈现下调的趋势。经原核表达诱导后，GeLOX1的重组蛋白在约111 kD处出现目标条带，且重组蛋白的积累量在诱导8 h时达到峰值。此外...     

拟茎点霉侵染对采后龙眼果皮LOX活性和膜脂脂肪酸组分的影响

用拟茎点霉(Phomopsis longanae Chi)侵染福眼龙眼(Dimocarpus longan Lour. ‘Fuyan’)果实,研究龙眼果皮脂氧合酶(LOX)活性、膜脂脂肪酸组分和细胞膜透性的变化及其与果皮褐变的关系。结果表明：拟茎点霉侵染导致龙眼果皮褐变指数、LOX活性和细胞膜透性增加,不饱和脂肪酸组分[亚油酸(C18∶2)、亚麻酸(C18∶3)和花生一烯酸(C20∶1)]下降而饱和脂肪酸组分[棕榈酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)]增加,脂肪酸不饱和指数(IUFA)和脂肪酸不饱和度下降。拟茎点霉侵染提高龙眼果皮LOX活性和加速膜脂不饱和脂肪酸的降解,从而破坏细胞膜系统的完整性,导致膜系统区室化功能丧失,使多酚氧化酶与酚类物质接触,引起酚类物质的酶促氧化和黑褐色高聚物形成,导致龙眼果皮褐变。     

1-甲基环丙烯和氯化钙处理对鲜切西瓜果实脂质水解酶的作用

无籽西瓜(Citrullus lanatus Thunb．Mansfeld,cv．Millionaire)果实在10μL／L 1-甲基环丙烯(1-MCP)或正常空气中预贮18h后,切取内果皮肉柱(直径7mm,长40mm),再用2％CaCl2或去离子水冲淋肉柱,然后将肉柱贮藏于10℃。测定贮藏过程中的果肉硬度、电导率、磷脂酶D(PLD)、磷脂酶C(PLC)和脂氧合酶(LOX)的活性变化。结果显示,2％CaCl2刺激PLD、PLC和LOX的活性,维持果肉的硬度。单独用CaCl2处理并不足以维持切割两瓜的品质,还可能因刺激脂质水解酶而发生不良的作用。1-MCP能够抵抗CaCl2对PLD、PLC和LOX的刺激作用。与对照相比,1-MCP与CaCl2结合处理能延缓两瓜果肉的衰老过程,表现出较高的果肉硬度和较低的脂质水解酶活性。