植物种子脂氧合酶

概述了植物种子脂氧合酶蛋白和编码其基因的特性、各种突变体及其遗传规律、基因表达和调控以及生理功能的研究进展.     

4种红豆杉属植物遗传多样性和遗传关系的RAPD分析

采用RAPD标记研究了分属于4种红豆杉属(Taxus Linn.)植物的68个单株的遗传多样性,并采用UPGMA方法分析68个单株的遗传关系.结果表明:12条RAPD引物共扩增出109条带,其中多态性条带108条,多态性条带百分率为99.1％;平均每条引物扩增出9.1条带.南方红豆杉[T.wallichiana var.mairei (Lemée et Lévl)L.K.Fu et Nan Li.]种内的多态性条带百分率和观察等位基因数均最高;欧洲红豆杉(T.baccata Linn.)种内的有效等位基因数、Nei's基因多样度和Shannon's信息指数均最高;须弥红豆杉(T.wallichiana Zucc.)种内的各项遗传多样性指数均最低.供试4种植物的种内遗传多样度、种间遗传多样度、基因流和种间遗传分化系数分别为0.1745、0.358 6、0.401 7和0.554 5,表明55.45％的遗传变异发生在种间.南方红豆杉和须弥红豆杉遗传距离最近;曼地亚红豆杉(Taxus×media Rehd.)和须弥红豆杉的遗传距离最远.通过聚类分析可将68个单株分为3组,欧洲红豆杉的18个单株和曼地亚红豆杉的18个单株分别各自聚为1组;须弥红豆杉的16个单株和南方红豆杉的16个单株聚为1组,其中须弥红豆杉的16个单株和南方红豆杉的16个单株又各自聚为1个亚组,且南方红豆杉的雌、雄单株也分别聚在同一分支上,表明须弥红豆杉和南方红豆杉遗传关系较近,而欧洲红豆杉与其他3种植物的遗传关系较远.     

一个新的忽地笑O-甲基转移酶基因的克隆与原核表达

采用RACE技术克隆得到一个新的忽地笑O-甲基转移酶（OMT）基因,命名为LaOMT。LaOMT的cDNA序列为1379 bp,开放阅读框1077 bp,预测编码蛋白包含358个氨基酸。序列比对分析发现, LaOMT编码的蛋白序列具有依赖于S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM）的高度保守的结构域,与葡萄、大豆等其他植物OMTs蛋白的相似性为50%左右。将LaOMT基因连接到原核表达载体pET28a上,转化大肠杆菌Rosetta （DE3）的SDS-PAGE电泳结果显示,重组蛋白受异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达,分子量大小约为45 kDa,与已报导的其他植物的OMTs蛋白大小基本一致。此外,半定量RT-PCR分析结果表明, LaOMT在忽地笑的叶、鳞茎、根和花中均有表达,其中花中的表达量最低。     

石蒜儿茶酚氧位甲基转移酶基因克隆与原核表达

采用同源克隆与RACE相结合的方法,首次从石蒜叶片中克隆到可能与加兰他敏生物合成相关的儿茶酚氧位甲基转移酶基因,命名为LrCOMT。核酸序列分析显示,该cDNA全长1 246bp,开放阅读框1 101bp,编码366氨基酸。氨基酸序列分析与比对发现,LrCOMT编码的氨基酸序列具有COMT蛋白的特征区域,且与鸢尾、玉米、烟草等植物COMT的同源性大于60%。将LrCOMT基因连接到原核表达载体pET-29a上,转化大肠杆菌BL21(DE3)的原核表达结果显示,重组蛋白受IPTG诱导表达,分子量大小约为40kD,与已报道的其他植物COMT大小基本一致。     

植物中SAM Mtases基因研究进展

SAM Mtases是从多种植物中分离到的一类S-腺苷-L-甲硫氨酸依赖性氧位甲基转移酶基因,该基因对植物体内木质素、类苯基丙烷、类黄酮类、生物碱和脂肪族化合物等许多次生代谢产物合成有直接的影响,并且在植物抗病、抗紫外线、杀虫、抗菌、植物激素生长和信号调节、植物共生、花粉管伸长和花粉生长等生理过程中起重要作用.该文总结了国内外已经克隆到的SAM Mtases同源基因的分离、分类及其功能,为进一步研究SAM Mtases基因在植物生理代谢调控中的地位及在植物抗性及药用成分育种上的应用提供参考.     

换锦花和中国石蒜对干旱胁迫的生理响应

以2种春出叶石蒜属植物中国石蒜和换锦花为材料,通过盆栽控水试验,以适宜水分(最大持水量的75%~80%)为对照,设置干旱胁迫(最大持水量的35%~40%)处理,研究干旱胁迫对其幼苗生理生化指标的影响,以明确2种植物的耐旱特性。结果显示:(1)换锦花和中国石蒜幼苗叶片相对含水量(RWC)和叶绿素a、b含量均随着干旱胁迫时间的延长而降低。(2)换锦花可溶性糖含量和脯氨酸含量均随着干旱时间的延长表现出持续增加的趋势,而中国石蒜则表现出先升高后降低的趋势。(3)换锦花和中国石蒜幼苗叶片TBARS含量和相对电导率总体上呈增大趋势,并在干旱末期达到最大值;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈现出先上升后下降趋势。(4)换锦花和中国石蒜幼苗叶片净光合速率(Pn)、胞内二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)随着干旱胁迫时间延长均有不同程度下降。研究表明,在土壤干旱胁迫条件下,换锦花和中国石蒜幼苗叶片在水分生理、光合特性、渗透调节物质和抗氧化酶活性等方面表现出一定的差异,其中换锦花较中国石蒜表现出较强的耐旱性,且具有明显的优势。     

石蒜LrP5CS基因的克隆与表达特性分析

Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是植物渗透胁迫下谷氨酸途径合成脯氨酸的关键酶。该研究以石蒜(Lycoris radiata)为材料,采用同源克隆、RACE方法结合RT-PCR技术克隆获得LrP5CS基因全长cDNA序列。序列分析表明,LrP5CS基因全长2 521bp,其中开放阅读框(ORF)为2 139bp,编码713个氨基酸,预测编码蛋白质的分子量为77.19kD,等电点为6.34;LrP5CS是1个稳定的疏水蛋白,不含信号肽,不具有跨膜结构,具有AAK超基因家族和ALDH-SF超基因家族的保守结构域。氨基酸序列比对和系统进化树分析发现,LrP5CS与植物其他P5CS蛋白具有较高的一致性,且与海枣PdP5CS及油棕EgP5CS聚为一类,亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果表明,LrP5CS在根、鳞茎和叶片中均有表达,其中在鳞茎中的表达量最高。LrP5CS在20%聚乙二醇(PEG)处理下的表达模式分析发现,LrP5CS受PEG胁迫处理的诱导表达,其基因相对表达量在处理后6h达到最高;随着处理时间的延长,LrP5CS基因相对表达量水平逐渐下调至对照水平。将LrP5CS连接到表达载体pET-28a上,转化获得LrP5CS编码基因的大肠杆菌BL21(DE3)工程菌,通过IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表达产物发现成功表达目的蛋白。该研究结果为进一步分析LrP5CS基因功能及石蒜抗逆分子育种奠定了基础。     

从水稻种胚中提取RNA的新方法

介绍了一种全新、简单的提取水稻种胚RNA的CTAB-LiCl提取法,可在不用液氮的室温下有效地排除剥取的种胚中大量带有的多糖和本身脂质的干扰,所得RNA样品经紫外分光光度计和琼脂糖凝胶电泳分析证明具有较高的纯度和完整性,并可进一步满足RT-PCR和Northern 印迹的实验需要,适用于富含多糖和脂质的植物组织RNA的提取。 Abstract:A novel and simple CTAB-LiCl-based extraction method for high-quality and total RNA of rice embryo samples is developed.This method can efficiently eliminate the interference of polysaccharide and lipids rich in rice（Oryza sativa L.）embryo obtained under room temperature without using liquid nitrogen.The results of ultraviolet spectrophotometer and agarose gel electrophoresis analysis show that the obtained RNA has no obvious degradation and a good purity sufficient for further RT-PCR and RNA gel blotting.Therefore,it is also especially useful for the RNA extraction of plant material plenty of polysaccharide and lipids.     

忽地笑LaABCG3转运蛋白基因的克隆与表达分析

石蒜科植物体内的生物碱具有重要的药用价值,尽管部分生物碱的生物合成途径已被发现,但与其相关的转运机制尚未报道。本研究在忽地笑(Lycoris aurea)经茉莉酸甲酯(MeJA)处理后的差异转录组测序数据的基础上,发现了一个ABC转运蛋白基因,并命名为ABCG3。采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了该基因的编码区全长2157bp,编码719个氨基酸,包含6个跨膜结构域。LaABCG3的组织分布与生物碱积累组织相重合。此外,在MeJA处理下,LaABCG3的表达量和石蒜科生物碱,包括加兰他敏、石蒜碱、水仙环素的含量均受到显著诱导。本研究为探索忽地笑中石蒜科生物碱的转运和积累机制打下了基础。     

忽地笑酌-生育酚甲基转移酶基因LaTMT的克隆与表达分析

采用RACE技术从忽地笑也Lycoris aurea ( L'Hér.) Herb.页叶片中克隆获得γ-生育酚甲基转移酶(γ-TMT)基因,命名为LaTMT。序列分析结果显示：该基因cDNA全长1458 bp,其中开放阅读框( ORF)长1017 bp,编码338个氨基酸残基。 LaTMT基因编码蛋白质的理论相对分子质量37560,理论等电点pI 8.70,为亲水性蛋白,无跨膜结构但具有信号肽结构;并具有S-腺苷甲硫氨酸( SAM)甲基转移酶保守结构域,包含3个SAM结合位点;该蛋白的二级结构中包含44.08%的α-螺旋、32.84%的无规则卷曲、12.72%的延伸链和10.36%的β-转角。序列比对和系统进化树分析结果显示：LaTMT蛋白属于S-腺苷甲硫氨酸-依赖性γ-生育酚甲基转移酶家族,与其他植物γ-TMT蛋白的一致性为64%~75%;在 NJ系统树上, LaTMT蛋白与单子叶植物γ-TMT蛋白聚为同一大类,并与油棕( Elaeis guineensis Jacq.) EgTMT和美洲油棕也Elaeis oleifera ( Kunth) Cortés页EoTMT聚为同一类,亲缘关系最近。基因表达分析结果显示：LaTMT基因可在大肠杆菌中成功表达,且表达量随异丙基硫代半乳糖苷( IPTG)诱导时间的延长而增加;在忽地笑的根、叶片、花苞、子房、雄蕊、花瓣和鳞茎中LaTMT基因均可表达,其中在叶片中的相对表达量最高,在子房、雄蕊和鳞茎中的相对表达量相对较低,具有明显的组织特异性。研究结果表明：忽地笑LaTMT基因在进化过程中具有很高的保守性;该基因主要定位于叶绿体中,并与忽地笑对非生物逆境胁迫的抗性相关。