稀土元素镧和铈对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响

以冬凌草无菌苗为材料,在冬凌草再生植株时期,添加不同浓度的稀土元素镧和铈,用重量法测定其单株平均鲜重及干重,用高效液相法测定冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸的含量,参考农作物、园艺作物种质评比的方法,根据冬凌草生产中各项指标的重要性,设置权重,计算加权后得到综合评分对其进行综合评价,探讨稀土元素镧、铈对冬凌草再生植株产量及次生代谢产物冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸含量的影响。结果表明:空白对照组综合评分为62.99分,添加稀土元素铈的条件下,1μmol·L-1Ce Cl3·7H2O评分最高为87.96分,添加稀土元素镧的条件下,5μmol·L-1La Cl3·6H2O评分最高为74.44分,这表明Ce Cl3·7H2O对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物积累的促进作用优于La Cl3·6H2O;适宜浓度的镧、铈能促进冬凌草再生植株的生长及次生代谢产物冬凌草甲素、冬凌草乙素、迷迭香酸的合成,而高浓度10μmol·L-1La Cl3·6H2O具有抑制的情况。该研究结果将对进一步研究稀土元素对冬凌草再生植株生长的促进作用机制奠定基础,为植物组织培养中如何科学合理地使用稀土元素提供理论依据。     

氮碳源对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响

以冬凌草再生植株为研究材料,通过改变培养基中蔗糖浓度及NO3-/NH4+比例,研究冬凌草再生植株的生长状况及植株体内次生代谢物的积累规律.结果表明:3%蔗糖有利于冬凌草再生植株的生长和冬凌草甲素的积累,5%蔗糖有利于迷迭香酸的积累;NO3-/NH4+比例过高或过低均不利于再生植株的生长和次生代谢产物的积累,二者比例为2∶1时再生植株生长和次生代谢产物积累最佳.说明不同蔗糖浓度及NO3-/NH4+比例对冬凌草再生植株的生长和次生代谢物合成有明显的影响.     

夏枯草PvGGPPS基因的克隆和诱导表达分析

为探究夏枯草中GGPPS基因的生物学特性及功能,该文在夏枯草转录组测序的基础上设计特异性引物,采用逆转录PCR技术获得夏枯草中GGPPS基因的全长核苷酸序列,并进行生物信息学分析;采用qPCR法分析PvGGPPS基因在不同外源性物质诱导下在夏枯草果穗中的表达量以及该基因在夏枯草不同组织中的表达量。结果表明:PvGGPPS基因开放阅读框1 092 bp,编码363个氨基酸,理论分子量为38 815.68 D,等电点为5.69。PvGGPPS蛋白具有异戊烯基焦磷酸合酶家族的特征结构域。系统进化树表明PvGGPPS蛋白与丹参、毛喉鞘蕊花GGPPS蛋白具有较高的亲缘关系。qPCR分析表明,PvGGPPS基因在叶中表达量高于果穗及茎。对果穗施加7种外源性物质处理24 h后,GA3处理组该基因表达量升高。PvGGPPS基因在夏枯草不同组织中表达量差异较大,且受外源物质诱导表达。该研究结果为进一步研究PvGGPPS基因对夏枯草萜类成分合成途径中的功能及表达调控奠定基础。     

虎掌（天南星科）中草酸钙晶体的形态和分布

在光学显微镜下对虎掌（Pinellia pedatisecta）营养器官和繁殖器官中晶体的类型和分布进行了观察和分析,探讨晶体的功能与作用机制。结果表明：（1）虎掌各个器官中都发现有晶体,且晶体类型有针晶、簇晶、砂晶和柱晶4种形态,其中针晶最为常见。（2）虎掌叶中的晶体大多以针晶状分布在叶片上表皮下的叶肉中,少数分布在叶下表皮下的叶肉中,其次砂晶和星芒状簇晶也在叶中较常见,叶中也有少量的柱晶。（3）虎掌的块茎中分布有大量的针晶束,在输导组织附近还有一些大的簇晶;虎掌的不定根中分布有不整齐的针晶和排列不规则的针晶束以及少量大的簇晶。（4）虎掌的佛焰苞中分布有针晶、簇晶和砂晶,且在佛焰苞中的针晶主要分布于上、下表皮之下的叶肉中,砂晶多分布在佛焰苞的上、下表皮上。（5）虎掌的花药壁中分布有针晶束,其方向和花药壁表面垂直,而花粉囊中只有小的簇晶。（6）虎掌的果皮和种皮上分布有大量的针晶。根据晶体在酸中的溶解性,虎掌体内所有晶体的化学成分都为草酸钙。研究认为,虎掌各个器官中的各种草酸钙晶体对于保护虎掌免受食草动物取食具有重要的作用。     

冬凌草1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因克隆与表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase,DXS)是植物萜类代谢通路中2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)途径的第一个关键酶,在植物萜类物质的生物合成中发挥重要的作用.为了研究该基因在冬凌草二萜类成分合成中的作用,该研究在冬凌草转录组测序结果的基础上设计一对特异性引物,采用RT-PCR方法得到冬凌草IrDXS基因cDNA全长序列,并对其蛋白进行理化性质分析、信号肽预测、亚细胞定位预测、蛋白质二级结构、三级结构预测分析及跨膜域分析等生物信息学分析,同时利用实时荧光定量PCR的方法检测IrDXS基因在冬凌草不同部位中的表达情况.结果表明:从冬凌草叶片中分离得到了一条编码DXS的全长基因,通过生物信息学软件分析发现,该基因编码全长2169 bp,编码722个氨基酸,分子量为77.7 kD.多序列比对发现该基因编码的蛋白和其他植物中已知的DXS蛋白序列具有较高的同源性,N端均包含了一段质体转运肽序列,并均具有一个保守的焦磷酸硫胺素结构域和与吡啶结合相关的DRAG结构域.序列进化树分析显示,IrDXS基因属于植物DXS2家族.DXS基因在冬凌草根中表达量最高、愈伤组织中最低.该研究首次获得了IrDXS基因的全长cDNA序列,并揭示了其在不同组织中的表达差异,为后续的深入研究IrDXS基因在冬凌草二萜类成分合成途径中的功能奠定了基础.     

响应内生菌侵染的两个地黄茉莉酸合成关键基因的克隆与表达分析

丙二烯氧化物合酶(allene oxide synthase,AOS)、12-氧代植二烯酸还原酶(12-oxophytodienoate reduc?tase,OPR)基因是植物中茉莉酸合成关键基因。从地黄与内生真菌GG22互作转录组中筛选响应内生菌侵染的AOS和OPR基因序列,设计特异引物,克隆RgAOS和RgOPR基因的完整开放阅读框,并对该序列及其编码产物进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR技术分析RgAOS和RgOPR基因在不同组织及内生真菌GG22侵染前后的表达模式。RgAOS基因开放阅读框为1626 bp,编码541个氨基酸,分子量为60.20 kD。RgOPR基因的开放阅读框为1197 bp,编码398个氨基酸,分子量为44.07 kD。QPCR分析发现,RgAOS在根中表达量最高,花中最少,RgOPR在花和叶中的表达量较高。内生真菌GG22能诱导地黄中RgAOS和RgOPR基因的表达。该研究成功从地黄中克隆了RgAOS和RgOPR基因,为进一步研究地黄中茉莉酸类物质的生物活性及探索内生真菌对地黄次生代谢产物调节的分子机制奠定了基础。     

夏枯草PvDXS基因的克隆和表达分析

该研究在夏枯草转录组测序的基础上设计特异引物,采用逆转录PCR技术获得该基因的全长核苷酸序列,并进行生物信息学分析,采用qRT-PCR法分析PvDXS在夏枯草不同组织及不同外源性物质诱导下的表达量。结果表明:克隆得到的PvDXS基因开放阅读框2 181 bp,编码726个氨基酸,理论分子量为78 040.47 D,等电点为6.75,PvDXS蛋白具有Transketolase_C结构域和Transket_pyr结构域,系统进化树结果表明,PvDXS蛋白与丹参、长春花的DXS(SmDXS2、CrDXS2)亲缘关系较近,推测PvDXS属于第Ⅱ类DXS蛋白。qRT-PCR分析表明,PvDXS基因在叶中表达量高于果穗及茎。对果穗施加7种外源性物质处理24 h后,GA₃处理组该基因表达量升高,其他6种外源性物质处理后表达量均降低,其中CaCl₂、SNP、SA处理后该基因的表达量显著降低。PvDXS基因在不同组织中表达量差异较大,且受外源物质诱导表达。这为进一步研究PvDXS基因对夏枯草萜类成分合成途径中的功能及表达调控奠定基础。     

外源MeJA对高温胁迫下半夏抗氧化系统和胁迫基因的影响

研究叶面喷施外源MeJA对高温胁迫下半夏的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响;对脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性糖含量及有效成分含量的影响;对小分子热激蛋白(sHSP)等胁迫相关基因表达的影响。将生长状况一致的半夏植株在40℃高温下进行胁迫处理,实验组喷施50μmol·L^-1的外源MeJA溶液,空白组喷施等量的水,分别在处理2、6、12、24、48 h时进行取样,对样品进行指标测定。结果发现,在40℃高温下,喷施一定浓度的外源MeJA可以提高半夏叶片的SOD、POD、APX活性,降低MDA质量分数,增加脯氨酸及可溶性糖含量;对半夏有机酸含量无明显影响。2个细胞质型小分子热激蛋白和GRRBP蛋白,在MeJA处理后表达量显著增加。由此得出结论:喷施外源MeJA可以增强半夏中部分抗氧化酶的活性,保护半夏的细胞膜,增强细胞的渗透调节能力,且外源MeJA可能增加半夏高温胁迫响应基因的表达。     

冬凌草离体培养体系的建立及主要次生代谢产物的测定

以冬凌草叶片为外植体,研究不同浓度激素组合对冬凌草愈伤组织诱导及植株再生的影响,并对不同外植体(茎、叶)诱导愈伤、芽的分化能力及再生植株内主要次生代谢产物的含量进行了比较研究。结果表明:在MS 2.0 mg/L 6-BA 1.0 mg/L NAA培养基上诱导愈伤组织效果较好;在MS 2.0 mg/L 6-BA的培养基上诱导芽的效果较好;叶片和茎段在愈伤诱导培养基上均能产生大量的愈伤组织,但其再分化能力以茎段最好;再生苗生根培养基以0.3 mg/L IBA最好;以叶为外植体诱导的再生植株中冬凌草甲素、迷迭香酸的含量均高于以茎为外植体诱导的再生植株。