外源乙烯对月季(Rosa hybrida)切花花朵开放的影响与乙烯生物合成相关基因表达的关联

以探讨外源乙烯对月季切花花朵开放的影响及其与花瓣内源乙烯生物合成相关基因表达之间的关联为目的. 试材选用外源乙烯对花朵开放进程影响截然相反的两个品种, 其中, Samantha明显被促进, 而Kardinal则明显被抑制. 经外源乙烯处理, 两品种花瓣乙烯生成量、1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane -1-carboxylate, ACC)合成酶(ACC synthase, ACS)和ACC氧化酶(ACC oxidase, ACO)活性都被诱导升高. 但是, 以上指标两品种间变化有差异, 其中, Samantha主要表现为峰值提前, 即由未经处理对照的盛开期(开花级数4级)提早到初开期(3级); 而Kardinal主要表现为绝对值剧烈升高, 且远高于Samantha. 从花瓣中克隆到3个ACS (Rh-ACS1, Rh-ACS2和Rh-ACS3)和1个ACO(Rh-ACO1)基因的cDNA, 非放射性Northern检测结果表明, Rh-ACS3和Rh-ACO1基因的表达受到乙烯的诱导, 并且其表达变化在两个品种中都与ACS活性和乙烯生成量相一致. 由此推测, 外源乙烯对切花月季品种间花朵开放影响的差异, 可能与花瓣内乙烯生物合成关键酶转录水平上的诱导差异有关, 并且Kardinal可能对外源乙烯更为敏感. 还明确了月季切花3个ACS基因之间的表达存在发育时间和诱导方式上的特异性.     

花椰菜ACC氧化酶基因的克隆及其RNAi对内源基因表达的抑制作用

根据亲缘关系较近的几种作物ACC氧化酶氨基酸序列,设计一对简并引物,从花椰菜(Brassica oleracea var．botrytis)基因组中获得长1202bp的候选片段。序列分析表明该基因含有3个外显子(Exon)、2个内含子(Intron),编码区序列长756bp,编码252个氨基酸。同源性分析发现其与青花菜(Brassica oleracea var．Italica)上已发表mRNA序列同源率为99％(GenBank序列号：X81629),推断该基因为花椰菜ACC氧化酶基因,命名为BoACO(GenBank登录号：AY676466)。在此基础上,用BP克隆的方法构建BoACO的RNA干涉(RNAi)载体pHBACO,对花椰菜进行遗传转化,获得卡那霉素抗性转化植株5棵,分子检测证实外源片段成功导入其中3棵花椰菜基因组中。Northern杂交分析显示：转基因植株内源ACO基因转录的mRNA被降解。ACC氧化酶活性分析进一步表明,外源基因的导人大大地降低了ACC氧化酶活性。     

不同性别类型黄瓜ACC合酶基因的单核苷酸多态性标记和酶切扩增长度多态性标记

黄瓜的性别分化与乙烯密切相关,1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合酶是乙烯生物合成过程中的关键酶.根据ACC合酶基因家族的保守序列设计PCR引物,从8个不同性别类型(雌雄同株、强雌性和全雌性)黄瓜品种中克隆了长度为1188bp的ACC合酶基因(CS-ACS2)片段(GenBank登记号为:DQ115884～DQ115886和DQ115875～DQ115879).经测序分析,3个雌雄同株性别类型品种的序列完全相同.与之相比,5个强雌性和全雌性品种中存在8个单核苷酸多态性(SNPs)标记,SNPs标记为4个A←→G和4个T←→C之间的转换.在8个SNPs中,有1个SNP位于内含子区域,其余7个SNPs都位于外显子区域.在7个位于外显子区域的SNPs中,有3个为非编码区的SNPs,4个为cSNPs.而在4个cSNPs中,有3个导致了编码的氨基酸序列改变.研究结果表明,与雌雄同株性别类型相比,雌性系中均存在单核苷酸的变异,这提示ACC合酶基因CS-ACS2的单核苷酸变异可能与黄瓜雌性系的发生形成有关.另一方面,根据SNP多态性还发展了一个酶切扩增长度多态性(CAPS)标记C-MT700.利用CAPS标记C-MT700能将强雌性优良品种MT-705与其他黄瓜品种相区别,该标记在黄瓜育种生产上具有一定的应用价值.此外,研究获得的SNPs标记和CAPS标记丰富了黄瓜的分子标记种类.     

全雌系苦瓜ACC氧化酶基因cDNA克隆及序列分析

为研究1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACC氧化酶,ACO)基因在苦瓜性别分化中的作用,以全雌系苦瓜‘X-Hei-d-d’花蕾为试材,采用RT-PCR和RACE技术获得了ACC氧化酶基因(Mc-ACO1)的全长cDNA序列。该序列为1 137 bp(GenBank登录号:FJ459813),其完整开放阅读框长1 005 bp,编码334个氨基酸,预测分子量为37.30 kD,肽链N端缺失ACOs家族典型的1个保守区和2个保守二价铁离子/抗坏血酸依赖型双加氧酶氨基酸残基。序列分析表明,植物ACO基因的演化与其来源植物亲缘关系的一致性较高;与其他物种相比,苦瓜Mc-ACO1不同的氨基酸序列主要表现在肽链N端;苦瓜Mc-ACO1应属于黄瓜Cs-ACO2类成员,功能可能与性别分化相关。     

氢氧化细菌SDW-16的分离鉴定及促生特性

利用气体循环培养体系从沙打旺根际土壤分离得到1株氢氧化细菌SDW-16(GenBank登录号:KF835389),16S rDNA序列分析和生理生化特征鉴定其为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。菌株对植物促生机制的初步研究表明菌株SDW-16除具有铁载体分泌能力外,还具有产IAA和ACC脱氨酶活性,其中产IAA量为(21.62±0.30)μg/mL,ACC脱氨酶活力高达(8 372.17±805.43) nmol/(mg·h)。菌株SDW-16具有多项促生能力且均高于其他菌株,说明菌株SDW-16有较高的促生特性,同时也初步证明了氢氧化细菌的促生机制。     

L-氨基酸脱氨酶的分子改造及其用于全细胞催化法生产α-酮戊二酸条件的优化

酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)是谷氨酸脱氨基的酮酸产物,作为一种重要的有机酸广泛用于食品、医药、精细化工等领域。为提高L-氨基酸脱氨酶全细胞催化法合成α-KG的效率及产量,首先通过优化全细胞催化剂制备条件及全细胞转化反应条件,包括发酵过程中的温度、诱导剂浓度、诱导剂添加时刻、诱导时间等;全细胞转化过程中的温度、pH、细胞量、转化时间。各个条件优化后以200g/L谷氨酸钠为底物时,产量最终提高了54. 9%,摩尔转化率为39. 6%。其次,通过定点饱和突变对L-氨基酸脱氨酶进行定向进化以提高其催化能力。经过多次突变、筛选,最优突变体E. coli BL21-pET-20b(+)-pm1152催化200g/L谷氨酸钠生成α-KG最高产量为100. 9g/L,摩尔转化率为64. 7%,较最初对照菌株提高了66. 3%。结果表明,条件优化和饱和突变可有效提高重组大肠杆菌全细胞转化合成α-KG的能力。     

甘蔗ACC氧化酶全长cDNA的克隆及序列分析

ACC氧化酶是高等植物乙烯生物合成途径中的限速酶。根据报道的植物ACC氧化酶基因序列设计特异引物,从甘蔗cDNA文库中克隆到一ACC氧化酶基因片段,命名为GZ-ACO,该基因长792bp,与甘蔗基因组文库中克隆的ACO基因片段仅18个碱基之差。根据该cDNA片段序列,设计两对末端扩增的特异引物,利用RACE-PCR技术,获得GZ-ACO片段的5′端和3′端序列。用VectorNTI7.0软件对三个序列进行拼接和分析,结果得到全长的甘蔗GZ-ACO氧化酶基因。GZ-ACOcDNA核苷酸序列长1307bp,具有一个972bp完整的读码框,启动子ATG位于126bp,终止子TAA位于1097bp,推导编码323个氨基酸。系统进化分析表明,GZ-ACO基因氨基酸序列与其它植物已报道的ACC氧化酶基因具有65%~86%的同源率,且与单子叶禾本科植物首先聚类,其次与单子叶芭蕉科、兰科植物聚类,最后与双子叶植物聚类,与植物形态的系统进化结果一致。该基因已在DDBJ/EMBL/GenBank基因数据库注册,注册号为AY521566。     

向日葵ACC氧化酶基因(HaACO1)的克隆及表达分析

目的:克隆向日葵中的ACC氧化酶基因(HaACO1),并对其进行生物信息学分析及盐胁迫表达分析,为理解向日葵ACC氧化酶生理功能并加强对ACO基因的利用奠定基础。方法:以前期从盐胁迫的内葵杂4号根中获得的ACC氧化酶基因片段4-4-7TDF(KM823963)为基础,通过RT-PCR和5'/3'RACE技术克隆ACO基因的全长cDNA序列,利用生物信息学软件对获得的cDNA序列及编码的蛋白质序列进行分析。同时采用PCR方法克隆基因组DNA(genemic DNA,gDNA)序列,并对其进行结构分析。利用实时荧光定量PCR分析Na Cl胁迫下向日葵根、下胚轴、叶中HaACO1的表达量和不同NaCl浓度及不同胁迫时间下根中Ha ACO1的表达量。结果:Ha ACO1的cDNA序列全长为1 135bp,其开放阅读框为942bp,编码313个氨基酸。预测其分子质量和等电点分别为35.84k Da和5.13,基因登录号为KP966508。HaACO1与已报道的多种植物的ACO基因核苷酸序列及其推导的氨基酸序列有较高的相似性,分别为76%~83%和77%~88%。gDNA起始密码子至终止密码子序列长1 018bp,包含2个外显子和1个内含子,基因登录号为KP988289。实时荧光定量PCR分析表明向日葵HaACO1在不同器官及不同NaCl浓度、不同时间诱导下存在特异性表达差异。结论:获得的向日葵HaACO1是植物ACO家族成员之一,该基因应答盐胁迫具有独特的表达模式。     

鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶的基因克隆、表达及最适反应pH改造

【目的】表达鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶(AvPAL),并经分子改造降低其最适反应pH。【方法】PCR克隆AvPAL编码基因,并在大肠杆菌中表达,用Ni2+亲和层析柱和凝胶柱纯化重组蛋白。利用GETAREA软件筛选与催化残基距离较近的暴露于酶分子表面的氨基酸位点,将其突变为带电性质不同的氨基酸,并对突变体进行酶学性质研究。【结果】在大肠杆菌中成功表达了AvPAL,纯化后得到电泳纯的重组酶。突变体E75Q和E75R的最适反应pH从8.5分别偏移到7.5和7.0。E75Q在pH 7.5时的比酶活较原酶提高了25%,在pH 6.5–9.5之间酶的稳定性良好,其最适反应温度为50 °C,在此温度下保温1 h酶活无显著变化。在最适反应条件下,E75Q的kcat/Km值较原酶提高了26.6%。【结论】改变AvPAL酶分子中起路易斯碱作用的关键氨基酸残基(质子受体)附近与之有相互作用的氨基酸的带电性质,降低了AvPAL的最适反应pH,提升了其在医疗领域的应用前景。     

血清腺苷脱氨酶、糖类抗原199、红细胞沉降率与活动性肺结核患者病情严重程度及预后的关系研究

摘要 目的：探讨血清腺苷脱氨酶（ADA）、糖类抗原199（CA199）、红细胞沉降率（ESR）与活动性肺结核（ATB）患者病情严重程度及预后的关系。方法：选取2021年1月～2022年10月湖南省胸科医院收治的75例ATB患者作为观察组，另外选取60例同期在我院体检健康的体检者作为对照组。比较两组血清ADA、CA199及ESR水平。根据病情严重程度将ATB患者分为轻度组、中度组和重度组。比较不同病情严重程度ATB患者的血清ADA、CA199及ESR水平。观察组接受抗结核治疗，根据疗效分为预后良好组和预后不良组，比较不同预后ATB患者的血清ADA、CA199及ESR水平。收集ATB患者的临床资料，多因素Logistic回归分析ATB患者预后的影响因素。受试者工作特征（ROC）曲线分析血清ADA、CA199、ESR对ATB患者预后的预测价值。结果：观察组血清ADA、CA199、ESR均高于对照组（P＜0.05）。将观察组患者分为轻度组26例、中度组34例和重度组15例。中度组和重度组血清ADA、CA199、ESR高于轻度组（P＜0.05），重度组血清ADA、CA199、ESR高于中度组（P＜0.05）。治疗后，根据疗效将观察组患者分为预后良好组50例和预后不良组25例，预后良好组和预后不良组在性别、年龄、BMI、吸烟史、饮酒史、糖尿病史、居住地、哮喘、支气管扩张、乙型肝炎、胸片改变等方面比较差异无统计学意义（P＞0.05），预后不良组患者血清PCT、白细胞计数、ADA、CA199、ESR高于预后良好组（P＜0.05）。经多因素Logistic回归分析结果显示，血清ADA、CA199、ESR升高是ATB患者预后不良的危险因素（P＜0.05）。绘制ROC曲线结果显示，血清ADA、CA199、ESR单独预测ATB患者预后不良的AUC分别为0.655、0.675、0.699，血清ADA、CA199、ESR联合预测ATB患者预后不良的AUC为0.828，大于各指标单独检测。结论：血清ADA、CA199、ESR升高可提示ATB患者的病情严重程度，血清ADA、CA199、ESR联合检测对预测ATB患者预后不良具有较高的价值。