欧洲红豆杉AP2/ERF转录因子基因序列分析

以东北红豆杉AP2转录因子氨基酸序列为查询序列,搜索比对欧洲红豆杉基因组草图数据得到一个AP2转录因子全长序列,并命名为TbAP2。同时,利用生物信息学方法对TbAP2基因序列及其编码蛋白进行了特征分析和功能预测,发现该基因全长1 817bp,编码一个217个氨基酸的ORF;TbAP2相对分子量为23.68×103,等电点为4.92,亚细胞定位分析推测该转录因子定位在细胞核中,保守结构域分析发现其含有一个典型的AP2结构域,除与东北红豆杉具有99%的高一致性外,还分别与杨树、苜蓿和大豆的AP2蛋白具有81%、80%和78%的高一致性,进化树分析表明,相近科属植物的AP2转录因子归为一类,红豆杉AP2转录因子与玉米的AP2转录因子亲缘关系最近。本研究获得了TbAP2基因电子序列,为更好地利用分子生物学技术调控紫杉醇的生物合成提供理论基础。     

紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望北大核心CSCD

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

穗花杉中不存在紫杉醇的化学及分子生物学证据

穗花杉(Amentotaxus argotaenia(Hance)Pilger)是红豆杉科穗花杉属的一个种。由于穗花杉与红豆杉属植物具有较近的亲缘关系,有研究者认为穗花杉也可以合成紫杉醇,并利用HPLC法测到其含有紫杉醇。但这仅仅是依靠HPLC中出峰时间来判断,并没有质谱结果。该研究利用LC-MS对穗花杉茎叶的化学提取物分析结果显示,穗花杉的茎叶中均未发现紫杉醇。为了进一步证明穗花杉不能合成紫杉醇,该研究利用欧洲红豆杉(Taxus baccata L.)紫杉醇生物合成关键基因-紫杉二烯合成酶基因(Taxadiene synthase gene,TbTS)的序列TBLASTN比对穗花杉本地转录组,从中找出并克隆得到与TbTS同源性最高的AarTSL1基因;利用原核表达分析AarTSL1基因的编码蛋白,结果发现该基因不具有紫杉二烯合成酶编码基因的功能。该研究从化学和生物学两个方面均证明穗花杉无法合成紫杉醇,为以后通过植物学和化学分类学等研究穗花杉的分类学地位提供了新的有用信息。     

紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

高通量转录组测序技术在植物雄性不育研究中的应用

植物雄性不育是指植物雄蕊发育受阻不能产生正常有功能花粉的现象。植物雄性不育不仅是生殖生理研究的宝贵材料,也是植物杂种优势利用的重要工具。由于高通量转录组测序技术几乎可以检测细胞内所有mRNA及非编码RNA的信息,已被广泛应用于生命科学研究的各项领域。在植物雄性不育相关研究中,高通量转录组测序技术在不同物种、不同败育类型中的应用已有报道,这为研究者在转录组水平综合了解植物雄性不育的分子机制及代谢网络提供了帮助。本文从测序文库构建策略、差异表达基因、非编码RNA的功能特征等方面综述了高通量转录组测序在植物雄性不育机理方面的研究进展,并探讨了转录组测序技术在花粉败育机制解析及育性相关基因定位中的应用价值,以期为植物雄性不育的相关研究提供参考。     

银杏细胞转录组高通量测序及分析

利用Illumina的Genome Analyzer Ⅱx对银杏(Ginkgo Biloba)细胞转录组进行高通量测序,挖掘银杏内酯和紫杉醇生物合成基因,特别是新的羟基化酶基因,为今后最终完善红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径中未知的羟基化步骤作准备.通过测序,获得了银杏细胞69 286个contig,56 387个scaffold,32 032个unigene.Unigene平均长度636bp.另外从gap分布、GC含量、基因组coverage等方面对unigene进行评估,数据显示测序质量好,可信度高.通过分析unigene的表达和功能注释等信息,发现66个属于CYP450基因家族,726个参与次生代谢物合成,其中59个与萜类合成有关,17个与二萜类合成相关.利用生物信息学方法从Michigan State University银杏成熟叶、侧根、成熟果实、无菌苗以及次生茎的转录组数据中找到了与银杏细胞CYP450高度同源的紫杉烷羟基化酶候选基因15个,为后续研究奠定了基础.     

香榧中不存在紫杉醇的化学及分子生物学证据

香榧(Torreya grandis Fort.ex Lindl.cv.Merrillii)是红豆杉科榧树属的一个种。由于香榧与红豆杉属植物具有较近的亲缘关系,研究者认为香榧也可以合成紫杉醇,并利用HPLC法验证其中含有紫杉醇。但他们仅仅依靠HPLC中出峰时间来判断,并没有质谱的分析结果。本研究利用LC-MS对香榧茎叶的化学提取物进行分析发现香榧并不能合成紫杉醇。为了进一步证明香榧不能合成紫杉醇,我们利用欧洲红豆杉(Taxus baccata L.)紫杉醇生物合成关键基因-紫杉二烯合成酶基因(Taxadiene synthase gene,Tb TS)TBLASTN比对香榧本地转录组,从中找出并克隆得到与Tb TS同源性最高的Tgr TSL1基因。利用原核表达对Tgr TSL1基因进行功能分析,发现该基因不具有紫杉二烯合成酶编码基因的功能。这样,我们从化学和生物学两个方面对香榧无法合成紫杉醇这个结论进行了证明。这为以后通过植物学和化学分类学等研究穗花杉的分类学地位提供了新的有用信息。     

鼻咽癌转录组学研究的现状与进展

转录组学是一门在整体水平上研究某一时刻某一细胞中基因全部转录本种类、结构和功能及转录调控规律的学科,它为研究鼻咽癌不同发病阶段的分子机理和调控网络提供全新的手段.现简要介绍鼻咽癌不同发病阶段相关易感/抑瘤基因的分离鉴定及其功能研究,各阶段基因转录谱和转录调控网络的构建等方面的研究现状和进展.     

野生稻基因导入系W6023对白叶枯菌的抗谱及转录组差异表达基因分析

水稻白叶枯病是世界性水稻病害,严重威胁水稻的高产和稳产。为了挖掘水稻抗白叶枯病新基因,本研究对一个野生稻基因导入系W6023进行了白叶枯病多菌系接种鉴定及抗谱分析,发现W6023具有广谱抗病性。用强致病菌PXO99诱导W6023及其感病轮回亲本IR24后进行转录组测序,分别获得105644962和91022599条序列,通过GO注释及KEGG富集分析,发现差异表达基因主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导及糖代谢途径等方面。在这些差异表达基因中,发现203个基因的表达有显著差异,其中在W6023中上调表达的基因有114个(56.2%),下调表达的有89个(43.8%),而且35.9%分布在第11染色体上。生物信息学分析发现在203个差异表达基因中有16个属于类抗病基因,如NBS-LRR等;14个直接或间接与水稻体内过氧化物的代谢相关,如编码过氧化物酶和金属硫蛋白等;6个编码抗病相关转录因子,如WRKY和NAC等;18个为信号传导相关基因,编码钙调素结合蛋白和萜类合成酶等。随机选择6个W6023中上调表达和3个IR24中上调表达的基因进行RT-PCR及qRT-PCR分析,结果与转录组测序结果一致,表明本研究获得的转录组测序数据结果是可靠的,为以后更深入挖掘W6023的抗病基因及分子机理研究提供了基础。     

蔓地亚红豆杉3′-N-去苯甲酰-2-脱氧紫杉醇苯甲酰转移酶基因的克隆与序列分析

3′-N-去苯甲酰-2-脱氧紫杉醇苯甲酰转移酶(DBTNBT)是催化紫杉醇生物合成最后一步反应所需要的酶,负责将带有不完全侧链的紫杉醇前体催化形成紫杉醇。利用蔓地亚红豆杉的总DNA和总RNA为模板,采用PCR和RT-PCR技术克隆出DBTNBT基因的DNA序列和cDNA序列,测序结果显示长度分别为1465bp和1362bp,编码438个氨基酸的多肽。同源性比较分析结果表明,其碱基序列与已经报道的蔓地亚红豆杉的DBTNBT基因的一致性为99%,其氨基酸序列与已经报道的蔓地亚红豆杉的DBTNBT氨基酸序列的一致性为96%。DNA序列和cDNA序列比对发现该基因含有1个内含子。利用SWISS-PROT、DNAMAN等生物信息学工具对其蛋白序列进行了分析,为利用基因工程的方法生产紫杉醇或其前体物质提供了分子基础。     

内生真菌发酵生产紫杉醇的研究现状与展望

抗癌药物紫杉醇已在临床上广泛应用,但受原料红豆杉树木短缺的制约,存在巨大的供需差距,而内生真菌发酵生产紫杉醇是解决紫杉醇药源问题的很有前景的途径之一.结合课题组多年来开展的科学试验研究工作,概述了内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生真菌的分离研究现状和生物多样性及提高内生真菌生物合成紫杉醇量的途径.     

中国红豆杉细胞紫杉醇合成期与非紫杉醇合成期基因表达差异初步分析

紫杉醇 (Ｐａｃｌｉｔａｘｅｌ,商品名为Ｔａｘｏｌ)是存在于红豆杉属(Ｔａｘｕｓｓｐ .)植物中的一种四环二萜酰胺类化合物 ,因其具有广谱强效的抗癌活性和独特的抗癌机理而倍受人们关注。然而 ,紫杉醇天然资源十分有限 ,自 1992年美国食品与药物管理局 (ＦＤＡ)批准紫杉醇用于癌症的临床治疗以来 ,其供需矛盾日益尖锐[1 ] 。目前 ,普遍认为采用红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇是解决其药源紧缺问题的最佳途径之一。迄今为止 ,在红豆杉细胞的代谢规律和培养方面均取得一定成果 ,但前景仍不容乐观 ,离工业化大规模生产还有相当大的距离 ,主要…     

一株产紫杉醇内生真菌液体发酵工艺的优化

紫杉醇是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物,可以有效地治疗乳腺癌、子宫癌等。近年来的研究发现,从植物内生真菌中发酵生产紫杉醇被证明是解决药源问题的有效途径。从分离到的420株内生真菌中筛选到一株产紫杉醇的内生真菌XC1-07为实验材料进行发酵条件的初步优化。结果表明：最适碳源、氮源分别是麦芽糖和NH4NO3;在含10g/L NH4NO3、90g/L麦芽糖、1.0g/L MgSO4、pH6的优化培养基中培养13d,紫杉醇的产量为1,124.34μg/L。为目前报道的植物内生真菌发酵生产紫杉醇最高的产量。     

Taxol-induced apoptotic cell death in suspension cultures of Taxus cuspidata

Taxol caused apoptotic cell death of Taxus cuspidata in suspension cultures. Typical morphological and biochemical changes of apoptosis were observed by microscopy and total DNA agarose gel electrophoresis. Taxus cuspidata responded to the added Taxol by increasing the biosynthesis of Taxol. The percentage of apoptotic cells in total cells increased with the concentration of added Taxol. With Taxol added at 10 mg l^–1, the maximum concentration of Taxol produced was 23 mg l^–1, 3 times higher than that of the control culture.     

红豆杉人工栽培试验初报

紫杉醇是近年发现的高效、广谱、低毒的抗癌新药 ,存在于红豆杉科红豆杉属植物中。广西是红豆杉的分布区之一。对红豆杉的人工栽培试验进行了报道。在海拔 560 m的低山造林 ,造林试验成活率 1 0 0 % ,1 997年 4月～ 1 999年 1 1月平均高生长为 91 .63cm、茎粗生长量为 1 .4 46cm,侧枝生长 62～ 68cm,年平均净生长量约为高 30 .5cm、粗 0 .4 8cm、侧枝 2 2 cm。     

Taxol biosynthetic genes

The function and properties of heterologously expressed full-length cDNA clones, isolated from a Taxus cDNA library and specific to Taxol biosynthesis, are summarized. Recombinant enzymes are described that catalyze early steps of the pathway, including taxadiene synthase, taxadien-5alpha-ol-O-acetyltransferase and taxadien-5alpha-yl acetate 10beta-hydroxylase, and that catalyze late steps, including 10-deacetylbaccatin III-10beta-O-acetyltransferase and taxane 2alpha-O-benzoyltransferase. The properties of Taxus geranylgeranyl diphosphate synthase are also described; although this synthase does not mediate a committed step of Taxol biosynthesis, it does provide the universal plastidial diterpenoid precursor, geranylgeranyl diphosphate, for initiating Taxol biosynthesis.     

内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望

紫杉醇是重要的抗癌药物之一,已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前,人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇,但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物,且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽,市场需求的稳定增长,单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足,科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法,如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此,了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制,对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作,概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。     

红豆杉组织培养及其产物紫杉醇研究进展

该文对红豆杉组织培养过程中外植体的选择、培养基、培养方法等方面研究进展进行了综述。获取抗癌药物紫杉醇主要途径有:红豆杉组织培养途径、人工种植途径、化学合成及微生物生产途径等。     

Will fungi be the new source of the blockbuster drug taxol?

Taxol (paclitaxel) is widely used for the treatment of various kinds of cancers. Originally, the major source of taxol was bark of the Pacific yew tree (Taxus brevifolia). However, this proved devastating to natural populations of the trees. To protect the Pacific yew, alternatives to the use of trees are sought. One solution is the use of taxol or its precursors derived from fungi. A large number of endophytic fungi that reside within healthy plants have been reported to be taxol producers. However, fungal epiphytes, pathogens and saprophytes have also been found to produce taxol. Several strains of fungi belonging to species Metarhizium anisopliae and Cladosporium cladosporioides MD2 are very promising, producing taxol at levels up to 800 μg/L. This review examines the potential for production of taxol from fungi. The biology of taxol synthesis in fungi and measures which may improve taxol yield are also discussed.     

产紫杉醇真菌的研究概况与紫杉醇工业生产的一个新思路

分离自太平洋红豆杉的天然抗癌药物紫杉醇(Taxol)已在临床上广泛应用,市场需求日益增强,但工业产量受原料红豆杉树木短缺的制约,供需存在巨大差距。1993年,Stierle等分离到一株与太平洋红豆杉共生的真菌安德烈紫杉菌,证实产生紫杉醇,为利用真菌发酵生产紫杉醇带来可能。通过分析目前工业生产技术存在的问题,总结了产紫杉醇真菌研究的进展及其重要意义。认为利用真菌大规模发酵生产紫杉醇或其中间体,是摆脱制约的一条新思路,具有广阔的应用前景,并且可以带动其他产品的开发。