甜瓜鲨烯合酶基因克隆及酶分子结构分析

葫芦素类是主要分布于葫芦科植物中具有多种医药活性的四环三萜类化合物,目前药用葫芦素原料主要从甜瓜蒂中提取。该研究从甜瓜中克隆葫芦素类合成关键酶——鲨烯合酶(SQS)的基因,并对其序列进行了生物信息学分析。结果表明:DNA测序和BLASTRefSeqGene分析表明,克隆的甜瓜SQS基因片段具有完整的该酶基因开放阅读框架(ORF)序列。ORF分析显示,甜瓜SQS由417氨基酸残基构成,等电点为7.56。对推衍的甜瓜SQS氨基酸序列分析结果提示,该酶二级结构以α螺旋为主。结构域预测结果表明,SQS属于异戊二烯合酶家族,具有法呢酰基二磷酸及镁离子的结合位点。三级结构预测提示,甜瓜SQS为单体酶,其活性中心主要由几个α螺旋围绕形成的穴状结构。磷酸化位点分析显示,S~(48)处于酶活性中心相关~(47)VSRSF~(52)的模体中,而S~(196)是正选择位点,提示这两处磷酸化位点可能是甜瓜SQS酶活性调节的关键部位。以甜瓜SQS基因ORF序列构建系统发生树的系统发生分类结果与形态学分类结果一致。该研究结果为葫芦素类的生物合成调控研究提供了新的线索和实验依据。     

巴西橡胶树鲨烯合酶基因的克隆与序列分析

鲨烯合酶(SQS )是植物甾醇和三萜化合物生物合成途径中的关键酶。以巴西橡胶树为试验材料,提取胶乳总 RNA,利用 RT-PCR 以及 RACE 的方法克隆橡胶树鲨烯合酶 cDNA 编码区片段,并进行序列分析。结果表明：橡胶树鲨烯合酶 cDNA 编码区为1239 bp,编码413个氨基酸,命名为 HbSQS 。荧光定量分析表明鲨烯合酶基因在不同组织里表达水平存在明显差异,且受乙烯调控。     

黄独微型块茎低温保存及其萌发苗遗传稳定性研究

以黄独微型块茎为材料,对其低温保存期间的解剖结构、生理生化指标进行观察,并对其低温保存后的萌发苗进行遗传稳定性检测。结果表明:低温保存时间越长,微型块茎外围细胞内的淀粉粒消失越多,至90d时,淀粉粒消失的细胞扩延到微型块茎中部;低温保存期间,微型块茎的抗氧化酶和淀粉酶活性及其脯氨酸和可溶性糖含量均呈显著增加趋势。在低温保存的0~90 d内,SOD活性在18~54 d内持续增加,而在54~90 d内基本维持不变;POD活性在18~36 d内显著增加,在36~54 d内维持稳定,而在54~72 d内又开始显著增加,72~90 d趋于稳定;CAT活性变化趋势与SOD活性一致,即在18~54 d内持续增加,而在54~90 d内基本维持不变;α-淀粉酶和总淀粉酶活性在18~36 d内快速增加,在36~54 d内无显著变化,在54~90 d内持续显著增加;β-淀粉酶活性在18~54 d内显著增加,在54~72 d内维持稳定,在72~90 d内又开始显著增加;可溶性糖含量在18~36 d内显著增加,36~54 d内无显著性变化,54~90 d又开始显著增加;脯氨酸含量在18~36 d内无变化,在36~72 d内显著提高,在72~90 d内维持不变。微型块茎低温保存90 d后,其萌发苗的形态(株高、叶片数、根数和茎节长)、DNA含量、生理指标(总叶绿素含量、SOD活性、CAT活性、POD活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量)及其叶片的光合特性参数(净光合速率、气孔导度、细胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔限制值、水分利用效率和瞬时羧化速率)和叶绿素荧光参数(初始荧光、最大荧光、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ潜在光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、开放的PSII反应中心捕获激发能效率、光化学荧光猝灭系数和非光化学猝灭系数),与常温保存的比较均无显著性差异,这表明黄独微型块茎的低温保存不会造成植株的遗传变异。     

刺五加鲨烯合酶基因cDNA的克隆与序列分析

采用改良的异硫氰酸胍法提取刺五加总RNA,逆转录为cDNA,根据已报道的人参鲨烯合酶基因(squalene synthase gene,SS) cDNA序列设计引物,利用RT-PCR法克隆刺五加SS基因的cDNA序列.克隆得到长度为1258 bp的刺五加SS基因cDNA序列,开放阅读框全长1248 bp,编码415个氨基酸残基,GenBank登录号为HQ456918,与人参的SS1、SS2和SS3氨基酸序列一致性分别为91.73％、97.59％和96.63％.首次分离并报道了刺五加SS基因cDNA序列,为刺五加苷生物合成中关键酶的表达分析及调控机理研究提供参考.     

黄独微型块茎低温离体保存的GC/MS代谢组学分析

GC/MS检测方法采用初步探明黄独低温离体保存微型块茎的差异代谢物。与黄独微型块茎25℃离体保存相比较,黄独微型块茎4℃离体保存的差异性代谢物有丙氨酸（Alanine）、儿茶素（Catechin）、N,N-双（2-羟乙基）甲胺（N,N-Di-（2-Hydroxyethyl）-methanamine）、水杨酸（Salicylic acid）、柠檬酸（Citric acid）和山梨糖（Sorbose）等。在黄独微型块茎4℃离体保存中,丙氨酸（Alanine）参与氰基氨基酸代谢;儿茶素（Catechin）参与次生代谢产物生物合成、黄酮类化合物的生物合成和苯丙素的生物合成;水杨酸（Salicylic acid）参与多环芳烃降解、微生物在不同环境中的代谢、植物激素信号转导、次生代谢产物生物合成、二恶英降解、苯丙氨酸代谢、芳烃降解、植物激素生物合成、铁载体组非核糖体肽合成和苯丙素的生物合成等。柠檬酸（Citric acid）参与来自鸟氨酸、赖氨酸和烟酸的生物碱生物合成、组氨酸和嘌呤的生物碱生物合成、微生物在不同环境中的代谢、植物次生代谢产物的生物合成、2-氧代羧酸代谢、萜类和类固醇的生物合成、原核生物固碳途径、次生代谢产物生物合成、来自莽草酸途径的生物碱生物合成、来自萜类化合物和聚酮的生物碱生物合成、柠檬酸循环（TCA循环）、植物激素生物合成、乙醛酸和二羧酸代谢、双组分系统、苯丙素的生物合成以及来自鸟氨酸,赖氨酸和烟酸的生物碱生物合成等。黄独低温离体保存微型块茎差异代谢物的初步发现为进一步了解其低温离体保存的分子机制奠定了基础,也为低温离体保存黄独微型块茎的破除休眠以及其后续萌发提供了理论依据。     

绞股蓝鲨烯环氧酶基因的克隆与序列分析

根据已报道植物鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SE)基因cDNA序列的保守区域设计引物,利用RT-PCR和RACE技术,对绞股蓝SE基因进行克隆及序列分析.结果表明,绞股蓝SE基因cDNA全长为1 818 bp,编码一个由525个氨基酸残基组成的多肽.绞股蓝SE基因编码的氨基酸序列中含有52.4%的非极性疏水性氨基酸,26.1%极性中性氨基酸,9.0%酸性氨基酸,12.6%碱性氨基酸.Blast结果显示,绞股蓝SE基因核苷酸序列与其他已报道的植物SE基因相似性为73%～82%,推导的氨基酸序列相似性为63.2%～79.4%.SE氨基酸序列进化分析发现,绞股蓝SE与绿珊瑚、拟南芥亲缘关系较近.     

鲨烯合酶的研究进展

鲨烯合酶 (SqualeneSynthase,EC 2 5 1 2 1 ,简称SQS)是催化两分子的法呢酯焦磷酸 (Farnesyldiphos phate,简称FPP)缩合产生鲨烯 (SQ)的关键酶 ,而鲨烯是生物合成三萜、甾醇、胆固醇等萜烯类重要物质的共同前体[1 ,2 ] 。因此 ,对鲨烯合酶的研究倍受重视 ,迄今人们已对 1 4个不同物种中的鲨烯合酶进行了研究。本文简要综述国内外关于鲨烯合酶研究的进展。1　SQS在萜烯类化合物生物合成中的作用萜烯类化合物生物合成的途径见图 1 [1 ] ,SQS处于代谢途径中FPP到其它产物的分支点上 ,FPP除可以被鲨烯合酶催化产生鲨烯 (SQ)外 ,还…     

油茶种仁鲨烯合酶基因的分子特性与表达分析

角鲨烯含量是高品质植物食用油评判标准的重要指标之一。鲨烯合酶是角鲨烯合成直接相关的上游调控关键酶。本研究在已构建的油茶种仁转录组数据库基础上,设计特异引物,采用RACE技术获得油茶鲨烯合酶基因的全长cDNA序列,命名为CoSQS(Gen Bank登录号为JX914592)。生物信息学分析结果表明:该序列全长1554 bp,其中含全长的开放阅读框为1245 bp,编码415个氨基酸残基,CoSQS蛋白为弱碱性非分泌型蛋白,具有2个明显的跨膜区和2个角鲨烯和番茄红素合成酶的特异信号区。与柿Dk SQS同源蛋白亲缘关系最近,属于疏水性蛋白。亚细胞定位试验结果显示该基因定位于叶绿体。实时荧光定量PCR分析表明,5-10月间,油茶种仁中CoSQS基因表达量呈现先上升后下降的趋势,转录最高峰在9月下旬。通过关联分析表明CoSQS基因表达量与角鲨烯含量密切相关。     

大豆异黄酮合酶基因的克隆及序列分析

目的:大豆异黄酮是多酚类混合物,有防治肿瘤发生,提高机体免疫力等多种保健功能。异黄酮合酶(isoflavone synthase,IFS)是合成异黄酮的关键酶。本文为了利用异黄酮的特有生物学功能,从大豆中克隆了该基因。方法:采用PCR扩增从大豆[Glycine max(Linn.)Merr.]总RNA中分离了异黄酮合酶基因,并将其克隆到pUCm-T载体并测序。结果:得到全长1583bp的片段。以期用于构建诱导表达基因敲除系统,并用于无性繁殖植物的无标记基因转化。结论:序列分析表明,异黄酮合酶基因(IFS1)含1583个核苷酸,与已报道的序列比较,核苷酸的同源性为92%。     

黄独遗传多样性研究

采用ISSR标记技术研究了我国14个黄独样品的遗传多样性.从55条简单重复序列引物中筛选出9条多态性引物,共扩增出70条带,其中67条多态性带,多态性比率为95.71%,平均每条引物扩增出7.8条带.黄独原变种内Nei s基因多样性(h)为0.294 9,有效等位基因数(Ne)为1.491 1,Shannon多样性指数(I)为0.444 8.种水平h为0.326 3,Ne为1.552 9,I为0.488 3.基因分化系数(Gst)为0.782 1,基因流(Nm)为0.139 3.聚类分析表明来自海南省和台湾省的样品与我国内陆的样品较早分离.据此可将来自我国内陆的样品分为5组.ISSR聚类分析基本上支持依据形态特征对黄独变种的划分.同时实验结果也表明,云南可能是黄独在我国的分化中心.     

黄独块茎的甾体类成分

黄独（ＤｉｏｓｃｏｒｅａｂｕｌｂｉｆｅｒａＬ．）又名黄药子、黄药脂等,药用其块茎。主要用于治疗各种甲状腺疾病和多种癌症。对食道癌、胃癌、直肠癌的近期疗效确切,对乳腺癌、宫颈癌、膀胱癌、肺癌及肉瘤均有一定疗效［１］。关于黄独中甾体皂甙类成分的报道颇具争...     

浙贝母角鲨烯合酶全长cDNA的克隆及功能分析

鲨烯是甾醇和其他三萜类化合物的关键代谢中间体,其生物合成由鲨烯合酶（squalene synthase,SQS）催化,该酶将2分子法呢基焦磷酸转化为鲨烯。浙贝母异甾体生物碱的生物合成途径与三萜类化合物类似。在本研究中,基于cDNA末端的快速扩增（RACE）技术克隆了浙贝母鲨烯合酶 (FtSQS）基因的全长cDNA,GenBank登录号为KF551097.2。通过生物信息学方法对FtSQS进行详细表征,包括保守区检测、序列同源分析、二级和三级结构预测及系统发育树分析。结果表明,其开放阅读框（ORF）为1 230 bp,编码409个氨基酸,FtSQS氨基酸序列与印度甘松、截形苜蓿、紫衫、马铃薯、柴胡、金铁锁和拟南芥的SQS氨基酸同源性分别达到73.84%、73.23%、72.24%、70.66%、70.66%、69.44%和68.14%。启动子分析表明,FtSQS的5′上游区域具有与生理和环境因素相关的各种潜在因素。为了获得可溶性FtSQS表达,从羧基末端截断24个疏水氨基酸,构建了原核表达载体pGEX-2T-FtSQSΔTM,并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。SDS-PAGE检测到约66 kD的重组FtSQSΔTM蛋白。体外酶促反应证明,FtSQS可以催化FPP转化成鲨烯。qRT-PCR分析FtSQS mRNA在叶中的表达量最高,茎、根次之,而在鳞茎中表达水平最低。这提示,叶子是浙贝母碱生物合成的主要活性器官。FtSQS的鉴定及功能研究为浙贝母次生代谢产物的研究提供了重要依据。     

盾叶薯蓣环阿屯醇合酶全长基因的克隆与分析

环阿屯醇合酶(cycloartenol synthase,CAS)是薯蓣皂甙元生物合成途径中的第一个关键酶.以基因组DNA为模板,利用染色体步行和长距离PCR方法首次克隆了盾叶薯蓣CAS全长基因.序列分析比较结果表明,盾叶薯蓣CAS全长基因为7 192 bp,由18个外显子和17个内含子组成.外显子总长为2 280 bp,编码759个氨基酸,最长的外显子为198 bp,最短的为47 bp;内含子总长4 912 bp,最长的内含子为1 551 bp,最短的为68 bp.Southern blot杂交分析表明,CAS基因在盾叶薯蓣基因组中为单拷贝.     

芜菁花青素合成酶基因的克隆、序列分析及表达

目的：克隆津田芜菁和赤丸芜菁花青素合成酶（ANS）基因并研究其表达特性。方法：用UV-A处理津田芜菁和赤丸芜菁块根24h后提取总RNA,通过RT-PCR方法克隆BrANS1和BrANS2基因并进行序列分析,通过Northern杂交检测BrANS1和BrANS2基因的表达。结果：BrANS1和BrANS2的开放读码框为1077bp,编码358个氨基酸残基;BRANS1和BRANS2与甘蓝ANS的同源性达97％,第211-307肽段具有20G-Fe（Ⅱ）加氧酶家族基因的结构域;BrANS1和BRANS2基因具有高度同源性,核苷酸序列在5个位置上存在差异,推导的氨基酸序列完全相同;uv-A可以诱导BrANS1和BrANS2表达,基因的表达量与处理时间相关。结论：克隆了津田芜菁和赤丸芜菁的BRANS1和BrANS2基因,这将为筛选依光型和非依光型花青素生物合成催化酶基因奠定研究基础。     

枸杞蔗糖磷酸合成酶基因的克隆及组织表达分析

利用RT-PCR及RACE技术,从药用植物枸杞中克隆了1个编码蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的全长cDNA,命名为LbSPS(GenBank登录号KC834608)。序列分析表明:LbSPS基因长3 677bp,开放阅读框为3 165bp,编码1 033个氨基酸,分子量为118.457 5kD,理论等电点6.05。系统进化分析显示,LbSPS编码的氨基酸序列与甜瓜、马铃薯、番茄等蔗糖磷酸合成酶基因编码氨基酸序列一致性为66%~98%。qRT-PCR分析显示,LbSPS基因在枸杞花中表达量最高,叶中表达水平较低。该研究为进一步了解LbSPS在枸杞生长发育、逆境胁迫等过程中的生物学功能奠定了基础。     

麻疯树鲨烯合酶基因SQS的克隆及生物信息学分析

以麻疯树(Jatropha curcas L.)总RNA为模板,根据已报道的鲨烯合酶基因序列设计简并引物,用RACE方法克隆得到麻疯树鲨烯合酶基因全长cDNA,命名为JcSQS。JcSQS全长1609 bp,包含1个1242 bp的开放阅读框,预测麻疯树鲨烯合酶基因编码的蛋白含有413个氨基酸。JcSQS具有鲨烯合酶类的保守结构域,JcSQS 蛋白与蓖麻、柿、木榄等植物中SQS基因编码的氨基酸序列具有高度同源性。这为研究麻疯树萜烯类物质的生物合成和调控机制奠定了基础。