棉花杜松烯合成酶基因的克隆及其表达分析

杜松烯合成酶是棉酚合成途径中的关键酶,催化(E,E)-法呢基焦磷酸(FPP)环化形成(+)-δ-杜松烯。从陆地棉Y18R中克隆分离了杜松烯合成酶基因(GhCdn),该基因的基因组序列为2 700 bp,具有6个内含子,剪切后其ORF为1 665 bp,编码554个氨基酸,该基因属于杜松烯合成酶C亚家族。应用Overlap PCR方法将其上的2个Hind Ⅲ 酶切位点钝化后,将GhCdn基因连接到表达载体pBI121上,构建出分别由组成型启动子CaMV 35S和绿色组织高效启动子Psbp驱动的2个植物表达载体pGBI-CaMV 35S-GhCdn和pGBI-Psbp-GhCdn。通过农杆菌介导法转化棉花下胚轴并进行组织培养,获得了9个35S转基因阳性愈伤系和2个P转基因阳性愈伤系。经检测,阳性愈伤组织中GhCdn基因的mRNA表达量和棉酚含量均有所增加,但35S系普遍高于P系。本研究为通过基因工程手段提高棉花组织器官中的棉酚含量提供了依据。     

青蒿发根生长及青蒿素生物合成动态的研究

从747条发根农杆菌ATCC15834转化的青蒿株系025发根中,筛选出7个生长较快的发根系,这7个系在生长速度和青蒿素含量上均有显著差异,其中发根系HR9青蒿素产率最高,达到每月3325mg/L。青蒿发根的生长量和青蒿素含量极显著高于未转化根和愈伤组织。青蒿发根在分批培养中没有明显的迟滞期,接种后第7天进入指数生长期,第11天生长最快,第20天进入稳定期。青蒿发根中青蒿素含量呈明显的“与生长相关”特性,在指数生长期,青蒿素含量缓慢下降,生长速度减缓后,青蒿素含量上升,发根生长停止后,继续延长培养时间,青蒿素含量也不再提高。在分批培养中,青蒿发根适宜的培养时间为21d。     

Ri质粒转化的青蒿发根培养及青蒿素的生物合成

用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)转化药用植物青蒿(Artemisia annua L．)并建立了发根体外培养系统。Southern杂交、NPT Ⅱ酶的检测证明Ri质粒的T—DNA转移并整合到植物的核基因组上。在发根培养系统中,检测了青蒿的重要次生代谢物一青蒿素的含量,检测了不同理化因子对发根生长及青蒿素含量的影响。结果表明：光照(日光灯,12h光周期,20001x)有利于次生产物青蒿素的积累。培养基的pH值为5．4。蔗糖浓度为3％不仅促进发根的生长,而且促进青蒿素的积累。低浓度萘乙酸(NAA)对发根生长具有促进作用,但抑制青蒿素的合成。赤霉素GA,对发根的生长及次生产物的合成都具有促进作用,其最适浓度为4．8mg／L。     

亚洲棉(+)-δ-杜松烯合成酶基因CAD1-A的分离及其在幼苗中的表达特征分析

棉花倍半萜环化酶, 即(+)-δ-杜松烯合成酶(CAD), 由一个基因家族编码. 该基因家族可分为两个亚族: CAD1-A和CAD1-C. 分离了亚洲棉CAD1-A基因. 对亚洲棉7天龄幼苗的mRNA原位杂交表明, CAD1-A和CAD1-C的转录子主要分布在侧根原基、顶端分生组织和新生侧根的维管组织中, 在幼苗下胚轴的原形成层和部分表皮、下表皮细胞中也有分布. CAD1-A启动子在转基因烟草中表现出相似的活性. 组织化学实验发现, 倍半萜醛类分布于侧根根尖的外层细胞以及地上部分的色素腺体中. CAD1基因在亚洲棉幼苗中的表达特征, 以及倍半萜醛类的分布特征, 组成了棉花幼苗的化学防御体系.     

真菌诱导子对青蒿发根细胞生长和青蒿素积累的影响

３种真菌诱导子（大菌丽花轮枝孢（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｄａｈｉａｅ Ｋｌｅｂ．）、葡枝根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｔｏｌｏｎｉｆｅｒ（Ｅｈｒｅｎｂ．ｅｘＦｒ．）Ｖｕｉｌｌ）和束状刺盘孢（Ｃｏｌｌｅｔｏｒｉｃｈｕｍ ｄｅｍａｔｉｕｍ（Ｐｅｒｓ．）Ｇｒｏｖｅ）处理青蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ａｎｎｕａＬ．）的发根,均能促进发根中青蒿素的积累,其中以大丽花轮枝孢的诱导效果最好;对细胞生长均没有明显影响,     

苹果α-法尼烯合成酶基因双链RNAi载体的构建

RNA干扰属于转录后后基因基因沉默机制(PTGS),是一种新型的基因沉默手段,用于基因表达和功能的研究。以成熟苹果的果皮RNA为模板,经RT-PCR扩增并克隆α-Farnesene合成酶基因(AFS),设计特异引物从AFS基因中扩增515bp和396bp的反义和正义基因片段,将正义和反义基因片段串联,把构成的长为911bp的DNA插到PBI121表达载体中,构建成可表达α-Farnesene合成酶双链RNA载体PBI-AFS。     

梨α-法尼烯合成酶基因的克隆及其序列分析

利用RT-PCR技术从鸭梨的果皮中获得了一个全长为1824bp的α-法尼烯合成酶基因(α-Farnesene Synthase,PFS)克隆,该cDNA包含一个由1728个核苷酸组成的开放阅读框架,编码分子量约66kDa的576个氨基酸残基的蛋白质。序列相似性分析结果表明,它与苹果中克隆到的AFS1基因具有很高的同源性,核苷酸序列一致性为97.34%,且具有典型的萜类合成酶基因保守结构域。与来源于黄瓜、杉树、松树的α-法尼烯合成酶基因的同源性较低。     

鸭梨中α-法尼烯合成酶基因分离与表达分析

研究α-法尼烯合成酶基因的表达特性,了解鸭梨虎皮病发生的分子基础.应用高效液相色谱(HPLC)法检测鸭梨果皮中α-法尼烯含量;经过RT-PCR扩增首次得到了1 824 bp鸭梨α-法尼烯合成酶基因(GenBank注册号DQ364626),使用Northern杂交法检测了该基因的表达特性.PFS基因在鸭梨果皮中的表达量最高,叶中的次之,茎、花、根中的表达量相对较低;二苯胺(DPA)推迟而1-甲基环丙烯(1-MCP)抑制了低温冷藏的鸭梨果皮中PFS基因的表达和α-法尼烯的释放.α-法尼烯的积累量与PFS基因的表达量之间存在很高的协同性.     

鸭梨α-法尼烯合成酶基因双链RNAi表达载体的构建

目的：为了在转基因鸭梨植株中有效抑制转录后α-法尼烯合成酶基因（PFS）的表达,研究了α-法尼烯合成酶基因双链RNAi载体的构建。方法：利用RT—PCR技术,从鸭梨的果皮中获得了来源于PFS编码区的2个基因片段,反向连接,构建成RNAi载体。结果：经PCR扩增、限制性内切酶消化和序列测定验证,所构建的载体其序列与设计相一致。结论：克隆质粒pMD-L-S构建成功,为借助农杆菌介导法将PFS基因转化到鸭梨再生植株中奠定了基础。     

青蒿毛状根生长、青蒿素合成以及 营养物消耗的动力学

诱导产生的青蒿毛状根培养物置于MS培养基(含30 g/L蔗糖)进行悬浮培养,并对悬浮培养过程中毛状根生长、青蒿素合成、蔗糖、磷酸盐和不同氮源的消耗、pH和电导率的动力学过程进行分析。经30 d培养,生物量干重和青蒿素产量分别达到13.7 g/L和0.23 g/L,碳源和氮源在培养过程中被逐渐利用,而磷酸盐的利用速率最快,培养至15 d所有的磷酸盐均被吸收,pH在培养初期降低,后又逐渐上升,电导率由于毛状根生长对无机离子的吸收而逐渐减低。     

温度对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响

本实验研究了不同温度(15℃～35℃)对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响,发现25℃有利于毛状根生长,30℃促进了青蒿素生物合成。通过温度改变的二步培养技术(培养前20d温度控制在25℃,后10d温度提高到30℃),青蒿素的产量得到明显提高,高于在恒温培养时(25℃或30℃)的结果。     

Effects of Fungal Elicitors on Cell Growth and Artemisinin Accumulation in Hairy Root Cultures of Artemisia annua

The artemisinin accumulation in the hairy root cultures of Artemisia annua L. was enhanced via a treatment of three fungal elicitors separately ( Verticillium dahliae Kleb., Rhizopus stolonifer (Ehrenb. ex Fr. ) Vuill and Colletotrichum dematium (Pers.) Grove). Among these three elicitors, V. dahliae had the highest inducing efficiency, but none of them manifests any noticeable effects on the cell growth of the hairy root cultures. The artemisinin content of the hairy root cultures treated with V. dahliae elicitor was 1.12 mg/g DW, which was 45% higher than the control (0.77 mg/g DW). The results showed that elicitation was dependent on the elicitor concentration, the incubation period and the physiological stage at which the hairy root cultures were treated. In addition, the authors found that for V. dahliae, the optimum concentration was 0.4 mg carbohydrate per millilitre medium, the strongest response of A. annua hairy root cultures to the elicitation was at the late exponential growth stage, and the highest artemisinin content of the hairy root cultures was on the 4th day post treatment.     

一个新高产青蒿倍半萜合酶基因的克隆、表达和分析

用RACE方法从青蒿(Artemisia annua L.)高产株系001中克隆了一个新的1 886 bp的全长倍半萜合酶cDNA.克隆的倍半萜合酶氨基酸序列与烟草马兜铃烯合酶、莨菪岩兰螺旋二烯合酶、棉花杜松烯合酶的一致性分别为39%、38%和41%;与青蒿柏木脑合酶、紫穗槐二烯合酶和一个推测的倍半萜合酶克隆cASC125的一致性为50%、48%和59%.cDNA编码区序列被克隆进原核表达载体pET-30a,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中诱导表达,但过量表达的蛋白主要是以不溶性蛋白形式存在.Northern blotting分析表明此基因在茎、叶和花中表达,在根中没有表达.     

一个新高产青蒿倍半萜合酶基因的克隆、表达和分析

用RACE方法从青蒿（Artemisia annua L.)高产株系001中克隆了一个新的1886bp的全长倍半萜合酶cDNA。克隆的倍半萜合酶氨基酸序列与烟草马兜铃烯合酶,莨菪岩兰螺旋二烯合酶,棉花杜松烯合酶的一致性分别为39％,38％和41％;与青蒿柏木脑合酶,紫穗槐二烯合酶和一个推测的倍半萜合酶克隆cASC125的一致性为50％,48％和59％。cDNA编码区序列被克隆进原核表达载体pET-30a,并在大肠杆菌（Escherichia coli)BL21(DE3)中诱导表达,但过量表达的蛋白主要是以不溶性蛋白形式存在。Northern blotting分析表明此基因在茎,叶,花中表达,在根中没有表达。     

青蒿倍半萜合酶(环化酶)研究进展

青蒿素是从中药青蒿中分离得到的抗疟有效单体,是含有过氧基团的新型倍半萜内酯化合物,是目前世界上最有效的疟疾治疗药物。青蒿素的生物合成途径属于类异戊二烯代谢途径中的倍半萜类分支途径,倍半萜合酶是该途径的关键酶之一,目前已从青蒿中克隆了多个倍半萜合酶基因。综述了青蒿中已克隆的几种倍半萜合酶基因的研究进展。     

Improved growth of Artemisia annua L hairy roots and artemisinin production under red light conditions

Hairy root cultures of Artemisia annua L were cultivated for 30 days under either white, red, blue, yellow or green light. Red light at 660 nm gave the highest biomass of hairy roots (5.73 g dry wt cells l^–1 medium) and artemisinin content (31 mg arteminsinin g^–1 dry cells) which were, respectively, 17% and 67% higher than those obtained under white light.