查尔酮合酶基因对转基因植物花色和育性的影响

查尔酮合酶 ( chalcone synthase,CHS)是花色素合成途径中的一个关键酶 ,它在植物中表达量的改变可能影响花的颜色。从矮牵牛 ( Petunia hybrida)特定发育阶段的花瓣的 c DNA中 ,克隆到查尔酮合酶基因 ,并正向插入到原核表达载体和含有花椰菜花叶病毒 Ca MV 35 S启动子的真核表达载体中 ,在原核中得到高效表达 ,并通过土壤农杆菌介导的方法转化矮牵牛。转基因植物的花色不但发生了明显的变异 ,其育性也受到了影响 ,不能产生正常花粉粒 ,成为雄性不育植株。 Northern杂交表明 ,转基因植物花瓣中 ,内源及外源查尔酮合酶基因转录均受到抑制     

查尔酮合酶基因的克隆、全序列分析及在大肠杆菌中的高效表达

类黄酮是植物中的一种重要的次级代谢产物,它与植物的花色形成有关。查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径中的一个关键酶,在植物体内,CHS表达量的增加或减少都可能改变花的颜色。从矮牵牛(Petunia hybrida)花瓣的cDNA中克隆到了CHS—A基因,进行了全序列分析,并与国外已报道的CHS—A序列进行了同源性比较。结果表明,克隆的CHS-A基因长为1170bp,编码一个由389个氨基酸组成的多肽,与国外已报道的CHS—A同源率高达99％。此外,还在大肠杆菌中实现了CHS—A基因的高效表达。CHS—A基因的成功克隆与表达为研究CHS—A基因对植物花色的影响打下了一个良好的基础。     

查尔酮合酶基因的克隆、全序列分析及在大肠杆菌中的高效表达

类黄酮是植物中的一种重要的次级代谢产物,它与植物的花色形成有关。查尔酮合酶是类黄酮合成途径中的一个关键酶,在植物体内,ＣＨＳ表达量的增加或减少都可能改变花的。从矮牵牛花瓣的ｃＤＮＡ中克隆到了ＣＨＳ－Ａ基因,进行了全序列分析,并与国外已报道的ＣＨＳ－Ａ－序列进行了同源性比较。     

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.     

转查耳酮合酶基因矮牵牛共抑制的研究

查耳酮合酶是花色素合成途径的一个关键酶. 将查耳酮合酶基因(chalcone synthase A, chsA)导入矮牵牛(Petunia hybrida)后, 转基因植株的外源与内源chsA基因一起发生共抑制, 导致花色改变. 将β-葡糖苷酸酶基因(uidA)连在chsA基因下游形成融合基因, 通过土壤农杆菌介导的途径转化矮牵牛. 利用GUS组织染色检测到共抑制的发生具有发育特异性, 在花组织发育时期开始发生, 发生的起始需要内源基因与外源基因的相互作用. RNA原位杂交实验表明, 共抑制的发生没有组织特异性, 且初步表明共抑制发生后, RNA可能是在细胞质中发生降解的.     

查尔酮异构酶基因的克隆序列分析及在大肠杆菌中的表达

从矮牵牛(Petunia hybrida Vilm.)花瓣的cDNA中克隆了查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)的基因chi-a,进行了序列分析。结果表明,chi-a基因全长726 bp,编码241个氨基酸。并在大肠杆菌中表达了chi-a基因,对来源于不同植物种的CHI进行了同源性比较分析。     

植物查尔酮异构酶研究进展

黄酮类化合物属于多酚类次生代谢物,具有广泛的药用价值。查尔酮异构酶（CHI）是黄酮类代谢途径中的一个关键酶,催化分子内环化反应,使双环的查尔酮转化为有生物学活性的三环（2S）-黄烷酮。植物体内的CHI活性与类黄酮物质的合成有着密切联系,CHI转基因研究对于提高植物类黄酮含量有重要意义。简要概述了查尔酮异构酶的结构特点、催化反应机理以及CHI转基因的研究进展。     

矮牵牛中查尔酮合成酶基因A (chsA) 2个启动子的克隆和分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮类物质生物合成途径中的第一个关键酶,其控制基因chs为超家族基因.根据前人报道的矮牵牛查尔酮合成酶基因A(chsA)启动子的保守序列设计1对特异性引物,从矮牵牛基因组DNA中通过1次PCR同时扩增出长为550 bp和354 bp的启动子(分别命名为PchsA-L和PchsA-S,GenBank登录号:EF199747和EF199748),其中PchsA-L与PchsA-S相比,除个别碱基有差异外,在88～269 bp多出一段182 bp的序列,其中103～201 bp含有典型的内含子特征.应用DNAStar软件分析表明2条序列均含有普通启动子的保守序列TATA box、CCAAT box、capsite(CCATAA),并含有花中特异表达启动子的特征序列TACPyAT box、anther box(TAGAAGTGACAGAAAT)、G-box(CACGTG)、box1元件(ATGTCACGTGCCATC)和box2元件(TGTGTTGAAGGTTTGCTA).对克隆启动子所用的矮牵牛后代群体进行分析,130个单株中只含有PchsA-S的有13株,只含有PchsA-L的有20株,同时含有2个启动子的有97株.2个启动子在后代中发生了分离,但其分离比并不符合1∶2∶1.克隆启动子所用的矮牵牛有14条染色体,为二倍体.DNA印迹表明2个启动子在基因组中均是多拷贝.qRT-PCR分析显示:未经过紫外光处理的花中以及经过紫外光处理的花中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因与PchsA-S启动子驱动的chsA基因表达都未见明显差异;在紫外光处理的幼苗叶片中表达量相应地比紫外光处理的花中的表达量增高;在紫外光处理的幼苗叶片中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因比PchsA-S启动子驱动的chsA基因表达量显著增高;而未经过紫外光处理的幼苗叶片中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因、PchsA-S启动子驱动的chsA基因都没有检测到明显的表达信号.结果表明:在矮牵牛中chsA基因存在2个独立的启动子PchsA-L和PchsA-S;启动子PchsA-L中182 bp类内含子特征的序列具有显著提高chsA基因在紫外光处理的幼苗叶片中表达量的功能.     

粪透明颤菌血红蛋白基因促进转基因矮牵牛在水培条件下生长并增强其抗涝能力

通过PCR程序克隆粪透明颤菌（Vitreoscilla steroraria Pringsheim)血红蛋白基因（vhb)的编码区。将其置于CaMV35S启动子的驱动下导入矮牵牛（Petunia hybriad Vilm),PCR和Southern杂交分析证明vhb基因已整合到受体基因组中,而RT-PCR检测证实了转基因矮牵牛中vhb基因转录水平的表达。观察了转基因株系在液体培养基中对淹水和缺氧的反应,发现vhb的表达明显促进了水培植物的生长。为进一步研究转基因植物在低氧条件的耐受能力。将上述的转基因株系在静置的液体培养基中进行完全的淹没培养,结果显示转基因植株具有较强的低氧耐受能力。培养两周后能从淹没状态长出液面,并由此而在液体中较正常地生长,而未转基因的对照不能长出淹没的培养基表面,在4-5周后因缺氧而窒息死亡。另将上述转基因株系在温室中盆栽并进行抗涝分析。在模拟的持续淹水胁迫中,转基因株系比对照表现出较强的忍受能力。这些结果预示vhb基因在抗涝作物培育和提高水培植物缺氧耐受能力的分子育种方面具有较良好的应用前景。     

粪透明颤菌血红蛋白基因促进转基因矮牵牛在水培条件下生长并增强其抗涝能力

通过PCR程序克隆粪透明颤菌(Vitreoscilla stercoraria Pringsheim)血红蛋白基因(vhb)的编码区,将其置于CaMV 35S启动子的驱动下导入矮牵牛(Petunia hybrida Vilm). PCR和Southern杂交分析证明vhb基因已整合到受体基因组中,而RT-PCR检测证实了转基因矮牵牛中vhb基因转录水平的表达.观察了转基因株系在液体培养基中对淹水和缺氧的反应,发现vhb的表达明显促进了水培植物的生长.为进一步研究转基因植物在低氧条件的耐受能力,将上述的转基因株系在静置的液体培养基中进行完全的淹没培养, 结果显示转基因植株具有较强的低氧耐受能力,培养两周后能从淹没状态长出液面,并由此而在液体中较正常地生长,而未转基因的对照不能长出淹没的培养基表面,在4～5周后因缺氧而窒息死亡.另将上述转基因株系在温室中盆栽并进行抗涝分析,在模拟的持续淹水胁迫中,转基因株系比对照表现出较强的忍受能力.这些结果预示vhb基因在抗涝作物培育和提高水培植物缺氧耐受能力的分子育种方面具有较良好的应用前景.     

非洲菊查尔酮合酶基因的克隆、序列分析及在大肠杆菌中的表达

利用RT-PCR方法,从非洲菊(Gerbera hybrida)花瓣的CDNA中克隆到了查尔酮合酶(Chalcone Synthase,CHS)基因CHS,进行了序列分析。结果表明,克隆到的CHS基因全长为1197bps,编码一个由398个氨基酸残基组成的多肽,与Helariutta等发表的非洲菊查尔酮合酶CHSI基因的CDNA序列的CHS基因同源性高达99％。进一步将该基因克隆到表达载体pET32a上,经IPTG诱导表达,得到高效表达的融合蛋白。     

矮牵牛编码F3′5′H的蓝色基因表达载体构建及转化

类黄酮3',5'羟基化酶(Flavonoid-3',5'hydroxylase,F3'5'H)是花色苷代谢途径中的一个关键酶,能使花色素合成趋向于形成蓝色的飞燕草色素,从而使花色向蓝紫色偏移.本研究从蓝紫色矮牵牛(Petunia hybrida)花瓣中克隆了编码F3'5,H的蓝色基因Hf1,并通过PCR技术获得百合花特异表达启动子(PchsA),将百合PchsA与Hf1基因融合,构建了百合花特异表达启动子调控的Hf1基因植物表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法转化粉红色矮牵牛.抗性筛选和PCR检测鉴定转基因植株,结果表明,成功地获得了转基因阳性植株.     

矮牵牛编码 F3'5'H的蓝色基因表达载体构建及转化

类黄酮3',5'羟基化酶(Flavonoid-3',5'hydroxylase,F3'5'H)是花色苷代谢途径中的一个关键酶,能使花色素合成趋向于形成蓝色的飞燕草色素,从而使花色向蓝紫色偏移.本研究从蓝紫色矮牵牛(Petunia hybrida)花瓣中克隆了编码F3'5,H的蓝色基因Hf1,并通过PCR技术获得百合花特异表达启动子(PchsA),将百合PchsA与Hf1基因融合,构建了百合花特异表达启动子调控的Hf1基因植物表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法转化粉红色矮牵牛.抗性筛选和PCR检测鉴定转基因植株,结果表明,成功地获得了转基因阳性植株.     

罗汉果查尔酮合成酶基因的生物信息学分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮生物合成的关键酶,在植物发育、防止UV损伤、抗病和逆境反应中起着重要作用。本研究通过EST测序,获得了罗汉果查尔酮合成酶基因序列(登录号:GU980155)。为了进一步了解罗汉果查尔酮合成酶基因的特征,我们将其与46种植物的查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列进行比对和进化分析。结果表明,罗汉果查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列与其它物种的查尔酮合成酶基因均具较高同源性,编码区相似性约为94%。使用PHYLIP和MEGA4分别构建了邻接树、最大似然树和最大简约树,但经bootstrap检验,最优树未能明确罗汉果查尔酮合成酶基因的系统发育地位。以紫花苜蓿查尔酮合成酶的三维结构为参考,利用同源建模的方法预测了罗汉果查尔酮合成酶的三维结构,发现罗汉果查尔酮合成酶具有保守的活性位点和空间结构。     

植物Ⅲ型聚酮合酶的分子机制与应用前景

植物III型聚酮合酶能催化生成一系列结构各异、具有不同生理活性、包含查耳酮合酶基本骨架的植物次生代谢产物,这类次生代谢产物不仅使植物体本身的抗逆性提高,并且对人类健康医疗有很好的应用前景。以下综述了近年来从植物中克隆、鉴定III型聚酮合酶的研究进展,着重论述了其分子结构、催化反应的类型和机制、表达调控及其在转基因工程方面的研究和应用前景。这些研究将为有效地对其进行基因改造,合成一些难以化学合成的新型天然化合物奠定基础,并且为将来进一步开展III型聚酮合酶的转基因工程提供了参考。     

中国水仙查尔酮合酶cDNA的克隆及序列分析(简报)

中国水仙系石蒜科水仙属多年生草本植物。其花枝多,花香浓郁,素有“凌波仙子”的美称。但水仙花色单一,影响其观赏价值。花色形成与植物体内的一类次级代谢产物类黄酮有关。查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径中的一个关键酶,在植物体内它催化丙二酰基辅酶A的三个乙酸基和对羟苯丙烯酰辅酶A的一个乙酸基的缩合,产生柚配基查尔酮(naringenin)。此中心中     

花分生组织决定基因ＡＰ１转化矮牵牛的研究

利用ＲＴ－ＰＣＲ方法从拟南芥（Ａrabidopsis thaliana(L.)Heynh.)中克隆了花分生组织决定基因（flower-meristem-identity gene)ＡＰ１,进行了全序列测定。测序结果显示,所得到的基因与发表的序列仅有一个碱基的差异,但并不影响蛋白质的一级结构,将ＡＰ１基因克隆入植物中间载体p208,通过根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumfaciens(Smith et Townsend)Conn)介导的方法转化矮牵牛（Ｐetumia hybrida Vilm.)。对转基因植株进行了ＰＣＲ和Southern检测,所得到的两个株系的转基因矮牵牛在Ｒ０代即表现出提前且持续不断地开花的特性,与对照差异显。     

水母雪莲查尔酮合酶基因的克隆、表达及酶活分析

从水母雪莲Saussurea medusa Maxim. cDNA文库中得到一段查尔酮合酶基因 (SmCHS) 片段,然后通过RT-PCR得到完整的查尔酮合酶基因cDNA。序列分析表明SmCHS全长1 313 bp,其开放阅读框为1 170 bp,编码389个氨基酸,预测表达蛋白的分子量为43 kDa。构建原核表达质粒pET28a(+)-SmCHS,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),获得表达菌株。经IPTG诱导表达后,对表达产物进行SDS-PAGE分析,结果显示,表达的融合蛋白以部分可溶的形式存在。用Ni-NTA预装柱对融合蛋白进行亲和纯化,对纯化蛋白进行酶活检测,结果表明融合蛋白具有查尔酮合酶活性,可催化底物4-香豆酰辅酶A和丙二酰辅酶A缩合生成产物柚皮素查尔酮。     

分蘖洋葱查尔酮异构酶基因的克隆及表达载体的构建

旨在得到分蘖洋葱查尔酮异构酶基因,探明该基因的功能。克隆查尔酮异构酶基因并构建了其超表达和干扰载体,以期得到用于研究查尔酮异构酶基因功能的表达载体。从分蘖洋葱叶片中克隆得到查尔酮异构酶基因cDNA全长743 bp,GenBank登录号为KJ489062。结果显示,该基因633 bp的开放读码框编码210个氨基酸的多肽序列。将PCR扩增克隆得到的分蘖洋葱查尔酮异构酶基因片段连接到干扰载体pCAMBIA1 301和超表达载体SOL2095中,成功构建了35S启动子控制的植物表达双元载体pCAMBIA1301-CHI和SOL2095-CHI。     

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。