苦荞转录因子基因FtbHLH4的克隆及其对非生物胁迫的应答

根据苦荞花期转录组数据,克隆得到1个苦荞bHLH类转录因子基因,命名为FtbHLH4。采用实时荧光定量PCR技术,分析了非生物胁迫对苦荞芽期FtbHLH4基因表达的影响。序列分析表明,苦荞FtbHLH4基因DNA全长1 852bp,由7个外显子和6个内含子构成,符合GT-AG剪接原则;cDNA序列包含1个1 062bp的开放阅读框,编码353个氨基酸,具有bHLH类蛋白典型的螺旋-环-螺旋保守结构域。在脱落酸(ABA)、NaCl和PEG模拟干旱胁迫下,苦荞芽期FtbHLH4基因表达量均持续上升,至48h时达最大,分别为胁迫前的11.3倍、12.0倍和6.1倍。而在冷胁迫和UV-B胁迫下,苦荞芽期FtbHLH4基因表达量迅速下降,分别于6h和12h降低至胁迫前的24%和23%。研究推测FtbHLH4基因以不同机制参与了苦荞对非生物胁迫的应答过程。     

苦荞锌指蛋白基因FtLSD1的克隆及其对非生物胁迫的应答

根据苦荞(Fagopyrum tataricum)花期转录组数据,分别以苦荞DNA和cDNA为模板,克隆得到1个苦荞C2C2型锌指蛋白基因FtLSD1(GenBank登录号KP252134)的DNA序列和cDNA序列,采用实时荧光定量PCR方法,研究了FtLSD1基因在非生物胁迫下的表达模式。结果显示:苦荞FtLSD1基因DNA全长2 427bp,由6个外显子和5个内含子构成,符合GU-AG剪切原则;cDNA序列包含一个528bp开放阅读框,编码175个氨基酸,具有LSD1家族的典型结构域;UV-B照射和水杨酸处理均能使FtLSD1基因的表达量上升,且UV-B处理在6h达到最大,为0h(CK)的3.84倍;水杨酸处理于10h达到最大,为0h(CK)的3.44倍,而4℃冷胁迫下该基因表达量保持稳定。推测该基因可能参与苦荞抗UV-B和高浓度水杨酸等非生物胁迫的应答反应,为苦荞的抗逆性研究提供新的视角。     

甜荞查尔酮合酶基因Chs的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术从甜荞中克隆得到查耳酮合酶(CHS)的cDNA开放阅读框(ORF)序列,命名为FeChs,NCBI登录号为GU172166.1.该序列长1 179 bp,编码392个氨基酸,与其它植物CHS基因的同源性为78%～92%,其推导的氨基酸序列含有CHS高度保守的活性位点及CHS的标签序列GFGPG.     

甘蓝型油菜油体数量及面积之和与含油量的相关性

利用荧光染料尼罗红染色和激光扫描共聚焦显微观察技术,建立了油菜油体观察或生物体内中性脂类物质定性鉴定的研究体系。对高油品种宁油14号、宁油18号、ZH-088和低油品种ZL-366、NjY008、Westar共6个甘蓝型油菜品种子叶贮藏细胞内的油体进行了观察。研究发现：油菜种子成熟过程中,油体从着色不明显的小颗粒,逐渐发育形成着色清晰的球状大油体。种子成熟干燥后,油体间很少发生聚合。在成熟干燥的种子中,油体集中分布于子叶贮藏细胞中央,呈椭圆形或不规则形状,较少为圆形。通过研究种子内油体与含油量的关系,发现高油品种组与低油品种组之间在单个子叶贮藏细胞内油体数量和截面积之和存在明显差异,而在高油品种组内或低油品种组内的差异不明显。结果显示,油菜种子细胞中油体的数量和总面积与含油量之间存在正相关,可作为高油分材料的选择依据。     

大熊猫肠道纤维素分解菌的分离鉴定及产酶性质

【目的】从健康大熊猫新鲜粪便中分离具有纤维素酶活性的菌株,并对其进行菌种鉴定及产酶性质研究。【方法】利用羧甲基纤维素钠培养基分离纯化具有较高纤维素酶活性的菌株,根据形态学特征、生理生化特性以及16S rDNA分析对其进行分类鉴定,研究影响该菌株纤维素酶的产酶条件,以及对不同纤维素底物的降解情况。【结果】分离得到一株纤维素酶产生菌株P2,该菌株为好氧的革兰氏阳性细菌,生长温度范围20-50℃(最适温度37℃),pH范围6.0-9.0(最适pH7.0),NaCl浓度范围0%-15%(最适2%NaCl),培养24h达到产酶高峰。16S rDNA基因序列分析显示,菌株P2与解淀粉芽胞杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)NBRC15535相似性为99.66%。该菌株对四种纤维素底物(滤纸、脱脂棉、秸秆、竹纤维)均有不同程度的降解,内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和总酶活具有不同的酶活变化。【结论】本研究首次从大熊猫粪便中分离出了好氧纤维素分解菌,并鉴定为解淀粉芽胞杆菌,对上述四种纤维结构均有一定的破坏和分解作用,为进一步研究大熊猫竹纤维消化机制提供了菌源。     

苦荞糖基转移酶基因的克隆及活性鉴定

糖基化修饰在调控各种小分子的溶解度、稳定性及生物活性中具有重要的作用。该研究基于苦荞转录组数据,克隆获得2条糖基转移酶基因（FtUFGT4和FtUFGT5）,并对其在大肠杆菌中的表达产物进行酶催活性鉴定。结果表明：（1）获得的苦荞糖基转移酶基因cDNA分别为1 434和1 470 bp,其编码蛋白同属于拟南芥糖基转移酶E类群,可能参与黄酮类化合物的糖基化。（2）多重序列比对表明,FtUFGT4和FtUFGT5蛋白C端都具有PSPG框,其催化活性位点分别是H17和H16;FtUFGT4和FtUFGT5都是典型的植物糖基转移酶GT B结构,二者的蛋白模型能与矢车菊素和UDP进行分子对接。（3）FtUFGT4和FtUFGT5在大肠杆菌中获得了可溶性表达,薄层层析实验表明二者均具有催化矢车菊素糖基化为矢车菊素 3 O 葡萄糖苷的活性。     

光周期对苦荞芽菜生长与品质的影响

苦荞(Fagopyrum tataricum)芽菜是一种新兴健康食品,该研究通过不同光周期(0、4、8、12、16和20 h·d~(-1))处理苦荞芽菜,测定其生物量、叶绿素和主要营养成分的含量以及黄酮合成相关基因的表达水平,以明确不同光周期对苦荞芽菜品质的影响机理。结果表明:(1)随着苦荞芽菜生长时间的增加,芽菜生物量总体呈上升趋势,16 h·d~(-1)光周期时芽菜生长状态最好,鲜重最大。(2)不同光周期对苦荞芽菜各营养成分含量的影响有所差异,可溶性糖含量在芽菜萌发第2天开始逐渐下降,10 d后含量仅为第2天的13.5%～14.5%;花青素含量在芽菜萌发第2天光周期为12 h·d~(-1)时最高(2.16 mg/g),不同光周期处理4～10 d后均显示出降低趋势;芦丁是苦荞芽菜中主要的黄酮类化合物,芦丁含量在不同光周期处理后有所变化且适当的光照有利于其合成和积累,并在处理第4天光周期为16 h·d~(-1)时含量最高(59.60 mg/g)。(3)qRT-PCR分析表明,不同光周期处理的苦荞芽菜中各黄酮合成相关基因的表达量在第2天最高,随生长周期其表达量均不同程度降低,但黄酮醇合成支路关键酶基因FtFLS1和花青素支路基因FtDFR2表达量上升、且显示出强烈的光诱导特征。研究发现,光周期对苦荞芽菜的生物量影响较大,黑暗有利于胚轴伸长,长光周期(16 h·d~(-1))有利于鲜重的增加;在苦荞萌发过程中,苦荞芽菜可溶性糖、花青素和芦丁含量整体呈减少趋势,可溶性糖和花青素含量均在光周期16 h·d~(-1)处理第2天时最高,芦丁含量在光周期为16 h·d~(-1)处理第4天时最高,建议苦荞芽菜在光周期为16 h·d~(-1)生长4 d时采食。     

苦荞转录因子基因FtDREB1和FtDREB2的克隆及其对非生物胁迫的应答

基于苦荞(Fagopyrum tataricum)花期转录组数据,采用RT-PCR技术克隆到2个编码DREB类转录因子的基因,命名为Ft DREB1和Ft DREB2。氨基酸多重序列比对表明,其编码蛋白Ft DREB1和Ft DREB2具有与拟南芥DREB相同的保守AP2结构域。进化树分析表明,Ft DREB1和Ft DREB2与抗逆相关DREB转录因子归为A2亚家族。实时荧光定量PCR分析表明,在PEG模拟的干旱胁迫下,Ft DREB1和Ft DREB2表达量有所上升,峰值分别在2 h与12 h,分别为对照组的2.09倍(p0.01)和2.83倍(p0.01);低温与Na Cl胁迫下,Ft DREB1和Ft DREB2表达量均显著下降,趋势基本一致。本研究推测Ft DREB1和Ft DREB2基因以相似的应答模式参与了苦荞对不同非生物胁迫的应答过程。     

苦荞4-香豆酸辅酶A连接酶基因(Ft4CL)的克隆及序列分析

以苦荞栽培种‘西荞2号’为材料,利用同源克隆和RT-PCR技术获得Ft4CL保守片段,采用RACE技术获得Ft4CL基因的3'末端及5'末端序列,并进一步采用生物信息学方法进行序列分析。结果表明:从苦荞花蕾总RNA中获得一条苦荞麦(Fagopyrum tatarium)4-香豆酸辅酶A连接酶基因(4-coumarate:Coa ligase,Ft4CL)的cDNA全长序列。生物息学分析结果显示,Ft4CL基因ORF全长1 602 bp,可编码553个氨基酸,理论标准分子质量为58.02kDa,等电点(pI)为5.23。该研究首次从苦荞中获得Ft4CL基因的cDNA全长序列,该基因具有植物4CL同源基因的典型特征,推导的氨基酸序列具有4CL的所有活性位点并归属于黄酮代谢支路。该研究结果可为深入研究苦荞黄酮代谢途径奠定基础,为采用代谢工程技术提高苦荞黄酮含量提供候选靶基因。     

苦荞谷胱甘肽转移酶(FtGST)基因的克隆与序列分析

采用RACE技术,从苦荞(Fagopyrum tatarium)中克隆得到一个谷胱甘肽转移酶(Glutathione S-transferase protein,FtGST)基因。序列分析表明,FtGST基因全长DNA序列和cDNA序列编码区分别为746 bp和666 bp,DNA序列含有一个长度为80 bp(342-421 bp)的内含子;开放阅读框(ORF)长666 bp,编码221个氨基酸。生物信息学分析表明,FtGST基因推导的蛋白质含有Tau家族典型的底物结合口袋、谷胱甘肽结合位点(G-site)和疏水性底物结合位点(H-site)氨基酸残基,表明FtGST为Tau家族蛋白。