查尔酮合成酶基因

查尔酮合成酶基因是苯丙氨酸代谢途径中的关键基因,在类黄酮类物质合成中扮演着重要的角色,调控着色素合成、防御反应、植物育性等生理生化过程,对植物的生长发育起着至关重要的作用。现对查尔酮合成酶在苯丙氨酸代谢途径中的地位、基因表达特性、基因功能以及基因进化等方面的进展做一介绍。     

杂交粳稻花优14及其亲本孕穗期剑叶的基因表达谱芯片分析

本文以孕穗期的杂交粳稻花优14及其母本申9A和父本繁14的剑叶为材料,利用Affymetrix水稻基因组芯片检测了3个样品中的基因表达谱,并用生物信息学方法对差异表达基因进行了分析。结果表明：与其亲本相比,杂交粳稻花优14中共有2057个基因的表达水平出现了2倍(变化倍数≥2或≤0.5)以上的变化。通过对这些差异表达基因进行GO(Gene Ontology)功能分类,发现差异表达基因在光合系统Ⅰ、叶绿体膜和叶绿体被膜等与叶绿体相关的细胞组分中显著富集;同时差异表达基因还在叶绿素合成、叶绿素代谢和类胡萝卜素合成等生物学过程中富集。光合作用效率的改变可能和花优14杂种优势的形成相关。与已报道结果不同,本文在代谢途径分析结果中并没有发现花优14中差异表达基因在碳固定和光合作用等途径中显著的富集,但是发现差异表达基因在光合作用-天线蛋白以及淀粉和蔗糖的代谢途径中显著富集。该结果表明,在不同的杂交组合中,参与杂种优势形成的基因或者代谢途径可能是不同的。     

‘京红’桃芽变缝合线局部早熟分子机制的探究北大核心CSCD

为了探究桃缝合线局部早熟的分子机制,该研究以‘京红’桃芽变(JHM)及其野生型(JHW)的果实为试材,测定分析了缝合线和果面部位的硬度、花青素含量以及差异基因的表达特征。结果显示:(1)‘京红’桃芽变比其野生型果实晚成熟约2周,芽变果实缝合线部位比果面部位局部早成熟,且提前2周时间转为红色。(2)随着果实的成熟,‘京红’桃野生型及其芽变的果实硬度逐渐降低,花青素含量逐渐升高,并均在花后66 d发生明显变化,芽变缝合线部位硬度比果面部位更低,花青素含量比果面更高。(3)在花后66 d,芽变果实的缝合线与果面部位差异表达基因数高达1889个,显著富集在代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、苯丙素的生物合成等代谢途径;从中筛选到24个缝合线早熟相关基因,包含5个细胞壁降解相关基因,9个色素合成、调控相关基因,5个乙烯合成与转导相关基因,3个生长素应答基因和2个NAC转录因子。(4)对24个早熟相关基因中的12个差异表达基因进行荧光定量验证结果表明,基因表达趋势与转录组测序结果相一致。研究发现,桃芽变果实种仁产生的乙烯通过缝合线向周围扩散,促进缝合线部位ACS1和ACO1等基因的转录,并合成了较多乙烯,乙烯又进一步调控该部位PG、XTH33、CHS、DFR等细胞壁降解与色素合成相关基因的表达,导致该部位的果肉提前成熟。     

碱性条件下苏云金芽胞杆菌基础代谢分析

【目的】探索苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)形成转录差异的碱性条件,明确B.thuringiensis在该条件下的基础代谢途径变化。【方法】采用半定量RT-PCR技术及实时荧光定量PCR技术,确定碱刺激下参考基因psp A存在表达差异的碱性处理条件。在该条件下提取RNA进行Agilent定制B.thuringiensis表达谱芯片杂交,对芯片数据进行差异表达分析、GO富集分析及生物途径富集分析等。【结果】通过检测psp A表达变化,将对数生长中期的菌体加入终浓度为28 mmol/L的Na OH并诱导培养10min,作为B.thuringiensis响应碱刺激的研究条件。富集分析表明碳代谢、脂肪酸合成代谢、氨基酸合成代谢途径变化明显。细胞糖酵解途径至少19个酶促基因上调表达,三羧酸循环中催化α-酮戊二酸转化为苹果酸的大部分酶蛋白编码基因上调2倍以上。【结论】本研究发现在碱性条件下B.thuringiensis基础代谢明显增强,细胞可能通过大量合成酸性物质如乳酸、苹果酸等来提高细胞对于碱性环境的适应能力。     

ipt基因促进矮牵牛遗传转化效率及热激启动子驱动基因删除

本研究主要探讨ipt基因对矮牵牛遗传转化不定芽诱导影响及拟南芥热激启动子hsp18.2驱动重组酶基因flp的热诱导外源基因删除表达载体在矮牵牛中的基因删除效果.本研究中将植物表达载体pBin-hsp18.2:flp-35S:ipt及对照载体pBin-hsp18.2:flp遗传转化矮牵牛,以获得转基因植株,分析比较不定芽的诱导和转基因植株进行的热激基因删除.研究结果表明,ipt基因可促进矮牵牛遗传转化过程中不定芽的诱导,其不定芽诱导率为21.5%,显著高于对照的8.7%.在44℃,6 h,热激6次的条件下,转基因矮牵牛植株表型恢复正常,经 GUS蛋白表达分析及PCR、RT-PCR检测,证明外源基因已经被删除.转基因矮牵牛基因删除效率最高可达43.8%.本研究为ipt基因在一些遗传转化困难植物转基因中的应用奠定了基础.     

解淀粉芽胞杆菌胞外抑菌活性物质研究现状

解淀粉芽胞杆菌是芽胞杆菌属的一个种,在生长过程中可以向胞外分泌多种抑菌活性物质。按照胞外抑菌活性物质合成方式的不同分为两大类,一类是通过核糖体途径合成的核糖体类细菌素、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等抑菌物质;另一类是通过非核糖体途径合成的细菌素、表面活性素、芬荠素、伊枯草菌素等脂肽类物质。这些代谢产物种类丰富、广谱抑菌、抗逆性强,可应用于农业、食品工业和环境保护等。本文对解淀粉芽胞杆菌抑菌活性物质的研究及应用现状进行综述,为深入研究和全面开发解淀粉芽胞杆菌抑菌活性物质提供充足的理论依据。     

杜仲叶片不同发育时期数字基因表达谱分析

为在转录水平解析杜仲叶片发育过程中的基因表达模式,该研究通过数字基因表达谱技术对‘华仲6号’杜仲叶片从展叶(4月)到落叶(10月)不同发育时期的基因表达水平进行比较分析,共获得差异基因3 002个,其中1 764个表达量上调,1 238个下调,这些差异表达基因主要行使催化、氧化还原等功能,参与代谢过程和生物过程等;进一步Pathway富集分析发现,苯丙素类生物合成途径相关基因被富集,其中调控绿原酸合成的6个基因差异表达显著;对这些基因表达模式进行分析显示,4月中旬和9月中旬基因的表达量较高,暗示这两个时期对于绿原酸的合成具有重要作用。荧光定量RT-PCR检测6个绿原酸合成相关基因和12个随机选择的差异表达基因,验证结果显示表达谱测序结果可靠。该研究结果为揭示杜仲叶片在不同发育时期的分子调控机制奠定了基础,并为深入解析杜仲绿原酸合成机理,进而通过分子育种手段提高杜仲绿原酸含量提供新的路径。     

吸水和干燥条件下发菜核糖体代谢差异表达基因分析

为解析发菜吸水和干燥条件下的基因差异表达规律以及发菜适应“干 湿”水分节律调控机制,该研究以充分吸水发菜藻体为对照组,干燥状态下的发菜藻体为处理组,采用高通量Illumina HiSeq PE150测序平台结合生物信息学分析方法对发菜吸水和干燥条件下的差异表达基因进行分析。结果显示：(1)发菜吸水和干燥条件下共鉴定到差异表达基因3 383个,其中显著上调和显著下调表达的基因数分别为1 767个和1 616个。(2)GO功能富集分析发现,在吸水和干燥条件下发菜差异表达基因主要富集在蛋白质合成与代谢等相关途径中;KEGG显著性富集分析发现,吸水和干燥条件下发菜有46个差异表达基因被显著富集到核糖体代谢途径,且均为显著上调表达,这些基因可能参与发菜对干旱胁迫的响应。(3)随机挑选6个被显著富集到核糖体代谢途径的基因进行qRT PCR分析发现,其基因相对表达量与转录组测序结果一致。研究表明,发菜在干燥条件下可能通过激活核糖体代谢特定基因表达帮助抗旱相关的蛋白质的合成和正确折叠、并参与渗透调节等重要生理活动进而调控其适应干燥环境条件。     

干旱胁迫下丹参数字基因表达谱分析

丹参是中国传统大宗药材,具有重要的药用价值,但其品质受干旱胁迫影响较大,而对丹参响应干旱胁迫的应答机制尚不明确。本研究基于数字基因表达谱技术,对干旱胁迫处理后的丹参植株cDNA文库进行了差异基因表达谱分析。分析结果表明,共有5 740条基因受干旱胁迫诱导差异表达,其中1 143条表达上调,4 597条表达下调。Gene Ontology (GO)功能显著性富集分析表明,干旱胁迫应答基因的生物学功能主要集中在催化活性和结合活性中。Pathway显著性富集分析结果表明,上调基因显著富集在黄酮生物合成途径、核糖体途径、苯基丙酸类生物合成途径、半胱氨酸蛋氨酸代谢途径和植物激素生物合成等途径,下调基因则主要富集在鞘糖脂的合成途径、糖胺聚糖降解途径、卟啉代谢和叶绿素代谢途径上。随机抽取9个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,其结果与EDG检测结果一致。本研究的分析结果有助于进一步了解丹参响应干旱胁迫的分子机制,为干旱应答功能基因的筛选奠定基础。     

结球白菜离体子叶不定芽再生过程中的组织学及生理变化

以日本引进品种爱知结球白菜(Brassica rapa ssp．pekinensis CV．AiehiHakusai,C1)为试材,对离体子叶不定芽再生过程中的组织学和生理变化进行了研究。结果表明,子叶在离体培养过程中,不定芽发生方式为器官直接发生。在不定芽形成前,可溶性蛋白质含量、POD和SOD的活性均呈上升趋势。随着细胞的脱分化,代谢活动逐渐旺盛,酶活性增强,可溶性蛋白质含量增加,表明不定芽形成过程中形态变化与生理变化紧密相联。培养基中添加AgNO3对酶活性有促进作用,并促进不定芽的分化。     

蓝标型核不育小麦花药转录物组学及花色素苷合成相关基因的表达分析

为了揭示蓝标型小麦核雄性不育的分子机制,更好地利用隐性核不育小麦杂种优势,本研究以蓝标型白粒小麦WS（不育）和浅蓝粒小麦WF（育性正常）植株花药为试验材料,利用转录物组学技术对两者差异表达基因进行了分析,并对其中涉及花色素苷合成相关基因进行了验证。结果表明： WF与WS相比,共检测到2 352个差异表达基因,这些基因经GO功能注释分为3大类43个小类,主要涉及生物合成、苯丙烷代谢、L-苯丙氨酸分解代谢、膜组成部分、质膜、细胞质、ATP结合和蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性等。 KEGG通路分析结果显示,苯丙烷类生物合成通路富集基因最多,有159个,其次是苯丙氨酸代谢通路,包含136个显著差异表达基因,其他还涉及多种氨基酸代谢、嘌呤代谢、嘧啶代谢及糖代谢通路;与花青素代谢直接相关的通路中,多个控制关键酶结构基因存在差异表达,且大多数在WF中上调表达,只有黄烷酮3-羟化酶基因（flavanone 3-hydroxylase,F3H）和无色花青素双加氧酶基因（anthocyanin dioxygenase,ANS）下调表达;实时荧光定量分析显示,10个与花青素代谢相关基因实际表达情况和转录物组测序数据中基因表达情况具有相同的上下调趋势;差异基因序列同源性分析显示,筛选出的2个转录因子（DN48762c2g1、DN25944c0g1）与玉米、水稻及拟南芥花色素苷合成调控转录因子聚为同一簇,可能是蓝标型小麦浅蓝粒植株蓝色糊粉层性状的候选基因。并且荧光定量分析表明,DN48762c2g1和DN25944c0g1在WF中的表达量要明显高于WS。综上认为,花青素的生物合成途径相关基因不仅与籽粒蓝色性状有关,而且可能参与了蓝标型核不育系的花药败育。     

PEG模拟干旱胁迫下马铃薯茎段转录组分析

该研究以‘青薯9号’马铃薯无菌苗为材料,采用转录组测序技术分析模拟干旱胁迫下马铃薯茎段的差异表达,探究茎段在干旱胁迫下的分子机制。结果表明:(1)不同程度干旱胁迫下,马铃薯叶片脯氨酸、可溶性糖以及可溶性蛋白含量明显增加;马铃薯茎段差异表达基因下调的数量均多于上调,其中3种处理条件下共有的差异表达基因有657个。(2)GO富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在氧化还原过程、激素响应、氧化还原酶活性以及糖基水解酶活性;Pathway富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在植物激素信号转导、苯丙酸生物合成、玉米素生物合成、苯丙氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢以及次生代谢产物的生物合成。(3)实时荧光定量PCR验证结果表明,6个差异表达基因在不同程度干旱胁迫中的差异表达与转录组分析的结果基本一致,证明转录组数据的可靠性。该结果对进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。