广藿香八氢番茄红素合成酶PcPSY1基因克隆和序列分析

根据已获得的广藿香转录组数据中的PSY转录本序列,利用Primer 3在线设计基因全长扩增引物,采用RT-PCR方法获得广藿香的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)基因。并利用在线分析平台和生物软件对该其因进行生物信息学分析。获得的广藿香PSY1基因长1 550 bp,编码439个氨基酸,命名为PcPSY1,GenBank登录号为KC862310; 预测了PcPSY1 编码蛋白的结构与功能,且基于PSY基因利用NJ法构建了与21个不同物种间的进化树,进化树表明广藿香PcPSY1基因与桂花的PSY序列亲缘关系最近。成功克隆并分析广藿香PcPSY1基因的全长序列,为进一步阐明广藿香萜类代谢途径奠定基础。     

基于转录组挖掘‘云香’水仙萜类合成基因及NaIDI的克隆

为深入挖掘中国水仙转录组中萜类合成相关基因,了解中国水仙萜类代谢途径和分子调控机制,该研究以‘云香’水仙为材料,在其盛花期花瓣与副冠转录组测序的基础上,筛选已注释的萜类合成途径基因并利用NCBI blastn进行再注释,通过对部分候选基因的表达量与生物信息分析进一步筛选出代表基因,采用RT PCR技术克隆了水仙异戊烯基焦磷酸异构酶基因NaIDI,并对其蛋白序列与特异性表达进行分析。结果表明：(1)Blast比对筛选得到52 个与萜类合成上游途径相关的Unigenes,二次筛选获得11个显著差异表达的代表基因。(2)NaIDI基因开放阅读框(ORF)长度为858 bp,编码285个氨基酸,其氨基酸序列与‘金盏银台’水仙相似度97.19%;亚细胞定位预测显示该基因定位在叶绿体;系统进化分析表明其与芦笋亲缘关系比较近。(3)实时荧光定量分析结果表明,NaIDI基因在水仙开花的不同时期和不同组织器官中差异表达显著,且在盛花期时副冠中的表达量最高,与中国水仙挥发性萜类化合物在开花不同时期和不同组织器官中的表达规律一致,表明NaIDI在萜类代谢中发挥着一定作用。     

香鳞毛蕨 1 脱氧 D 木酮糖 5 磷酸合酶基因的克隆及表达分析

1 脱氧 D 木酮糖 5 磷酸合酶(DXS)是甲基 D 赤藓醇 4 磷酸(MEP)途径中控制影响植物萜类化合物合成的第一个限速酶。该研究对香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)DfDXS基因进行序列特征及生物信息学分析,并通过qRT PCR技术分析其在外源激素、干旱、盐胁迫、高温及低温处理下的表达模式,旨在探究DfDXS基因在香鳞毛蕨萜类生物合成及抗逆机制中的作用,为进一步解析香鳞毛蕨抗逆分子机制奠定基础。结果显示：(1) DfDXS1基因全长2 139 bp,编码712个氨基酸,而DfDXS2全长2 160 bp,编码719个氨基酸;结构域分析显示,其具有典型的转酮醇酶保守域,包含焦磷酸硫胺素结合位点和转酮醇酶结构域;DfDXS氨基酸序列与江南卷柏(Selaginella moellendorffii)和银杏(Ginkgo biloba)的DXS等关系较近。(2)水杨酸(SA)处理下,DfDXS基因的相对表达量先升高后降低;脱落酸(ABA)抑制DfDXS的表达;DfDXS1/2在茉莉酸甲酯(MeJA)处理下相对表达水平均显著高于对照;乙烯利(Eth)抑制DfDXS的表达,但DfDXS1处理3 h时表达水平显著高于对照。(3)聚乙二醇(PEG)、高温和低温均诱导DfDXS1上调表达。研究推测,香鳞毛蕨DXS基因在萜类物质合成与逆境胁迫机制中发挥着重要的作用。     

龟裂链霉菌中zwf基因的克隆及其生物信息学分析

利用RT-PCR技术、巢式PCR技术、3′-RACE和5′-RACE技术从龟裂链霉菌K-16菌株中克隆获得zwf基因的全长cDNA序列。测序结果表明：经软件Vector NTI 11.0拼接zwf基因全长cDNA序列为1 679 bp,并带有一段很短的poly(A)尾巴,包含1 347 bp的开放读码框(ORF),编码一个含449个氨基酸残基的蛋白质。Blast2go生物信息学分析结果表明：该基因编码的酶为葡萄糖-6-磷酸脱氢酶,通过KEGG代谢途径注释明确该基因编码的酶是参与谷胱甘肽代谢和磷酸戊糖途径代谢的关键酶。     

苏云金芽孢杆菌chiA,chiB全基因的克隆、表达及其序列分析

以苏云金芽孢杆菌科默尔亚种15A3菌株基因组DNA为模版,用touchdown PCR方法扩增几丁质酶ChiA和ChiB的全基因序列(GenBank登录号:EF103273和DQ512474)。将PCR产物连接pUCm-T克隆载体,获得重组质粒pUCm-chiA和pUCm-chiB,分别转化E.coliXL-Blue。克隆的几丁质酶基因可以利用本身的启动子异源表达各自的蛋白,不需要几丁质作为诱导物。表达的几丁质酶能够分泌到胞外。证明15A3菌株可组成型表达2种几丁质酶。经核苷酸及氨基酸序列分析证明,chiA基因全长1426bp,含有343bp的上游非编码区和1083bp的ORF,编码360个氨基酸。推测成熟蛋白分子量为36kD,只有一个几丁质酶催化域。chiB基因全长2279bp,含有248bp的上游非编码区和2031bp的ORF,编码676个氨基酸。推测成熟蛋白分子量约为70.6kD,具有三个功能域。核苷酸序列分析显示chiA和chiB的启动子所处的位置及转录起始碱基都不相同,-35区相同,而-10区有两个碱基不同,SD序列也不完全一致。     

甘蓝型油菜BnDGAT1基因表达的特异性分析

该研究从甘蓝型油菜中克隆获得了二酰甘油酰基转移酶基因（DGAT）,命名为BnDGAT1,并对该基因编码的氨基酸序列、蛋白结构域和系统进化树进行分析。结果表明:该基因编码的氨基酸序列包含二酰甘油酰基转移酶等多个功能结构域,并具有8个疏水跨膜结构区。系统进化分析表明,BnDGAT1与芥菜、拟南芥、旱金莲中DGAT1系统进化关系相对较近。利用定量PCR对BnDGAT1基因的RNA转录表达分析表明,在不同组织和角果的不同发育阶段,BnDGAT1基因的表达具有组织特异性,且在角果不同发育阶段,其RNA转录水平随着角果发育的成熟表达明显下调。     

宁夏云雾山典型草原灌丛化过程中植被和土壤演变特征

bHLH转录因子在植物类黄酮代谢过程中具有重要调控作用。该研究采用PCR方法，从‘碧香早’茶树中获得了与儿茶素含量高度负相关的CsbHLH71基因，并对其进行生物信息学分析、亚细胞定位及转录活性分析，为探究CsbHLH71基因在调控茶树儿茶素生物合成的分子机制奠定基础。结果表明：(1)通过RNA-seq测序筛选成功获得一个茶树CsbHLH71基因，该基因CDS序列全长912 bp，编码303个氨基酸；氨基酸序列第101-160位含有一个碱性螺旋-环-螺旋保守结构域，属于bHLH家族转录因子；序列对比和系统进化树结果显示，其与杜鹃花、河滨葡萄等物种的bHLH氨基酸序列有较高的相似性。(2)qRT-PCR结果显示，不同浓度微生物肥处理下茶树CsbHLH71基因的表达水平显著上调，且在1000倍处理下效果最显著，说明高浓度的微生物肥能促进茶树CsbHLH71基因的表达。(3)亚细胞定位分析表明CsbHLH71蛋白定位在细胞核。(4)转录活性分析发现，茶树CsbHLH71蛋白在酵母和烟草中均具有转录抑制活性，为转录抑制子，证实了CsbHLH71蛋白具有转录抑制剂的功能。研究推测， CsbHLH71蛋白可能负调控茶树中儿茶素积累。     

右旋糖苷蔗糖酶基因的克隆及其序列分析*

以筛选的肠膜明串珠菌的基因组为模板,通过聚合酶链式反应(PCR)分别扩增得到右旋糖苷蔗糖酶的基因片段dsr1和dsr2,将基因片段克隆到pUC19载体上并对基因片段组装得到完整基因序列dsrx,通过限制性酶切分析和核苷酸序列分析鉴定,dsrx的序列全长为4,566bp,编码1,522个氨基酸,与GenBank中已注册的U81374核苷酸序列同源性达99%,推导的氨基酸序列与其序列同源性达98.49%。     

百合LbCAT和LbGPX基因的克隆与表达分析

以切花百合(Lilium brownii var. viridulum)‘卡瓦纳’cDNA为模板,克隆了过氧化氢酶(LbCAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(LbGPX)基因。序列分析表明,这2个基因分别包含1 479 bp和519 bp的开放阅读框(ORF),编码492个和172个氨基酸。进化分析结果表明,LbCAT蛋白与岷江百合CAT蛋白的氨基酸序列相似性最高(99.19%),且亲缘关系最近;LbGPX蛋白与油棕GPX蛋白的氨基酸序列相似性最高(78.61%),亲缘关系最近。qRT PCR结果显示,LbCAT和LbGPX在百合根、鳞茎、叶和花中都有表达。LbCAT在叶中表达量最高,LbGPX在花中表达量最高。这2个基因在百合花蕾的生长发育过程中均有表达,且表达量逐渐增加;在PEG处理后2个基因的转录水平升高,但独角金内酯(SLs)处理却显著降低了这2个基因的转录水平;该结果为百合抗逆性机理研究以及抗逆育种奠定了基础。     

酮型广藿香MVA途径基因表达分析及与主要成分合成相关性研究

广藿香药材以广藿香酮含量较高的酮型广藿香为最优质。而广藿香酮为一种萜类成分,其生物合成途径尚未明确。MVA(甲羟戊酸)途径是萜类化合物生物合成的重要途径。为了分析MVA途经基因表达与化学成分的相关性从而获得促进广藿香酮合成的潜在基因,该文以2种酮型广藿香栽培品种(石牌广藿香、高要广藿香)为材料,通过实时定量PCR分析基因表达和主要成分含量测定,并研究了供试材料不同时期的茎、叶中与甲羟戊酸代谢途径相关的HMGR、MK、MDD基因表达及化学成分。结果表明：(1)HMGR基因在石牌广藿香嫩叶中表达更明显;MK基因在石牌广藿香和高要广藿香中表达模式相似,主要在老茎中表达;MDD基因在石牌广藿香叶中比高要广藿香表达量更高,在两种广藿香的茎中表达模式相似。(2)同属于酮型广藿香,石牌广藿香与高要广藿香的化学成分相似,老叶广藿香醇含量最高,老茎的广藿香酮含量更高。(3)MDD和MK基因与广藿香酮的合成正相关。综上结果所述,酮型广藿香两个栽培种MVA途径的基因表达模式相似,MDD和MK基因可能为酮型广藿香萜类代谢途径的关键基因。     

两种栽培型广藿香内生真菌群落组成变化

为探索内生真菌与广藿香互作间对宿主活性成分形成机制的影响,该研究以成分差异较大的牌香和湛香为对象,采用传统形态学方法对所获菌株归类,通过真菌通用引物ITS1/ITS4扩增菌株rDNA-ITS序列,鉴定其分类地位并研究其多样性。结果表明：(1)用PDA和LBA培养基对苗期、分枝期和成株期广藿香茎叶组织块进行内生真菌分离,共获得3 070株菌株,其中牌香(PX)分离出1 624株,鉴定出1 319株,分属于36属;湛香(ZX)分离出1 446株,鉴定出994株,分属于33属。牌香分离出7种特有内生真菌,分别为香柱菌(Epichloe typhina)、盘长孢状刺盘孢菌(Colletotrichum gloeosporioides)、座腔孢菌(Botryosphaeria sp.)、丝核菌(Rhizoctonia sp.)及截盘多毛孢菌(Truncatella sp.),并首次分离到疫霉菌(Phytophthora sp.)和指疫霉菌(Sclerophthora sp.),这2种菌属于卵菌门内生菌。湛香分离出拟青霉菌(Paecilomyces sp.)和尾孢菌(Cercospora sp.)...     

铁皮石斛DoSMT2基因的功能分析

为了揭示铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇C-24甲基转移酶2基因(DoSMT2)在甾醇代谢过程的功能,该研究通过根癌农杆菌介导法将来源于铁皮石斛的DoSMT2基因转化烟草(Nicotiana tabacum),并采用qRT-PCR技术检测DoSMT2基因在转基因烟草叶片中的表达,采用气相色谱质谱法分析菜油甾醇和谷甾醇的含量。结果显示:(1)成功获得DoSMT2基因的开放阅读框(1 119 bp),并成功构建正义植物表达载体质粒pCXSN-DoSMT2,经农杆菌介导的烟草叶盘转化法转化烟草并鉴定,获得4株阳性转基因烟草植株。(2)Southern blot结果表明,4株转基因烟草植株都有1条杂交信号带,而非转基因烟草植株没有,说明外源DoSMT2基因都以单拷贝整合到4株转基因烟草基因组中。(3)qRT-PCR检测显示,非转基因烟草未检测到外源DoSMT2基因的表达,4株转基因烟草都能检测到DoSMT2基因的表达,且表达水平差异极显著,各株系表达量高低依次为P3P1P2(P4)。(4)气相色谱质谱分析显示,转DoSMT2基因烟草叶片的菜油甾醇含量均极显著低于非转基因烟草叶片,而谷甾醇含量均极显著高于非转基因烟草叶片。研究表明,DoSMT2具有催化24-亚甲基胆甾烯醇转化形成24-亚乙基胆甾烯醇活性。     

不同品种来源广藿香叶表皮毛特征比较分析

叶表皮毛特征作为药用植物的"微性状"特征,被越来越多地应用于植物学分类研究中,表皮毛的生长发育状态可以直接影响药材的整体品质。广藿香主要含有挥发油成分,叶表皮毛中的腺毛是其挥发油的主要合成分泌场所,而非腺毛可以起到保护作用,影响其长势和产量。为了探讨叶表皮毛特征在广藿香品种鉴别方面的意义,该研究以8个不同品种来源以及2个采收期(6月末和10月末)的广藿香的顶叶、第4对生叶及底叶为材料,采用水合氯醛透化法制片,于光学显微镜下观察拍照,使用Microsoft Excel 2019统计数据,采用SPSS 23.0统计学软件对叶表皮毛密度、腺毛直径进行方差分析、主成分分析和聚类分析。结果表明:同一品种来源,不同采收期的广藿香叶表皮毛密度有显著性差异,6月末采收的广藿香叶表皮毛密度显著低于10月末采收的;根据叶表皮毛(非腺毛、头状腺毛、盾状腺毛)密度及腺毛直径,可将相同采收期的8个不同品种来源广藿香分为4类,且可以将已知品种来源的南香、肇香和牌香分开,与传统分类结果有着很好的一致性。叶表皮毛密度和腺毛直径在广藿香的分类中具有一定的参考意义,并为广藿香药材品质形成机制的研究提供参考。     

石榴PgUFGT基因克隆及表达分析

利用RT-PCR和RACE方法,从石榴(Punica granatum L.)果皮中克隆到一个类黄酮糖基转移酶(UFGT)基因(PgUFGT)全长cDNA序列(GenBank登录号为KF841620)。PgUFGT基因编码区1 476bp,编码491个氨基酸。PgUFGT蛋白具有保守PSPG基序、UDP-糖基转移酶家族结构域和UDP-葡萄糖醛酸基/葡萄糖基转移酶保守域(UDPGT),与其他植物UFGT蛋白一致性较高;系统进化树分析结果表明,PgUFGT属于类黄酮3-O-糖基转移酶类。荧光定量qRT-PCR结果表明,PgUFGT基因在‘红宝石’和‘水晶甜’2个石榴品种的发育期内具有不同的表达模式,PgUFGT在‘红宝石’石榴中有2个转录表达高峰,而在‘水晶甜’石榴中仅有1个表达高峰,表明PgUFGT可能在2个石榴品种中具有不同的催化作用。该研究结果为进一步研究石榴果实色泽形成的分子机制奠定了基础。     

木薯UGT41基因对细菌性枯萎病的抗性研究北大核心CSCD

糖基转移酶广泛存在于植物中,其中UDP依赖型糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases,UGTs)基因家族是糖基转移酶中的一大类。该研究以华南124木薯品种(Manihot esculenta cv.SC124)为材料,利用RT-PCR技术克隆木薯MeUGT41基因,以病毒诱导干扰木薯MeUGT41基因的表达量,并对基因干扰植株进行细菌性枯萎病抗性评价,为研究MeUGT41基因在木薯抵抗细菌性枯萎病的抗病机理奠定基础。结果表明:(1)地毯草黄单胞菌(Xamthomonas axonopodis pv.Manihotis,Xam)可显著诱导木薯MeUGT41基因表达。(2)成功构建MeUGT41的病毒诱导基因沉默(VIGS)载体,将干扰载体转化至木薯叶片进行MeUGT41基因沉默,荧光定量PCR检测结果显示,木薯叶片中MeUGT41基因的表达量显著下降。(3)Xam侵染实验表明,干扰抑制MeUGT41基因表达可显著降低木薯植株叶片对Xam病菌侵染的抵抗能力。研究认为,木薯叶片中MeUGT41基因具有抵抗Xam病菌侵染的能力。     

漆树TvMYB1基因的鉴定及干旱响应潜力分析

该研究筛选漆树MYB转录因子家族成员,经同源比对、开放读码框(ORF)、序列基本特征等分析,选取其中的TvMYB1进行基本生物学信息及逆境表达分析。以一年生漆树(Toxicodendron vernicifluum)盆栽苗为材料,采用RT-PCR技术克隆漆树TvMYB1基因的cDNA,以漆树茎和根部的cDNA为模板对漆树TvMYB1基因进行克隆,采用实时荧光定量(qRT-PCR)分析经PEG6000胁迫后其在根部、茎、叶片中随处理时间的表达变化。结果表明:(1)生物信息学分析显示,TvMYB1基因ORF长900 bp,编码蛋白含299个氨基酸,分子质量为32.45 kD,理论等电点为9.51,其蛋白结构含有1个MYB不完全重复子结构域,属于1R-MYB类,亚细胞定位在细胞核内。(2)进化树分析显示,TvMYB1基因编码蛋白与阿月浑子(Pistacia vera)、可可豆(Theobroma cacao)、柑橘(Citrus sinensis)的MYB蛋白具有较近的亲缘关系。(3)qRT-PCR分析结果显示,经PEG6000处理后,TvMYB1在漆树不同组织中均可被诱导表达,在叶片中的表达量最高,而在根和茎中表达量相对较低。随处理时间延长,TvMYB1在根部和茎中的表达有递增的趋势,在叶片中则相反。研究认为,TvMYB1受渗透胁迫诱导,在漆树干旱响应中具有一定作用,是漆树逆境适应机制研究的重要候选基因。