黄秋葵查尔酮合成酶基因AeCHS的克隆与表达分析

采用同源序列克隆和RT-PCR技术,首次克隆得到黄秋葵查尔酮合成酶基因(CHS)cDNA全长序列。序列分析表明,该序列全长1175 bp,包括一个1170 bp的完整ORF,编码389个氨基酸,命名为AeCHS。生物信息学分析表明,本研究所获得的AeCHS氨基酸序列与同科植物黄蜀葵和陆地棉的同源性较高,分别达99.23%和97.44%,AeCHS推断的氨基酸序列含有CHS蛋白的标签序列GFGPG以及4个保守活性位点Cys164、Phe215、His303、Asn336。实时荧光定量PCR分析黄秋葵果实、花、叶片不同发育时期AeCHS基因的表达量,结果表明AeCHS基因在上述植物材料中表现出不同的表达模式:花>果实>叶片,具体到不同植物组织,AeCHS基因在生长6 d的果实、盛开的花朵以及植株顶端第4片叶子中的表达量较高。     

苦荞查尔酮合成酶基因CHS的结构及花期不同组织表达量分析

采用同源克隆、染色体步移和RT-PCR技术,首次克隆到苦荞查尔酮合酶基因（CHS）的全长DNA序列和cDNA开放阅读框（ORF)序列. 序列分析表明,苦荞CHS DNA序列（GU172165）全长1 632 bp,含1个445 bp的内含子;cDNA编码区（HM852753）全长1 188 bp,编码395个氨基酸,命名为FtCHS. 生物信息学分析表明,FtCHS和推导的氨基酸序列与其它植物CHS基因同源率在95%以上,含有CHS多基因家族的标签序列（GFGPG）、活性位点、底物结合口袋位点和环化反应口袋位点. 半定量RT-PCR分析苦荞花期FtCHS空间表达模型表明,其表达量未成熟种子＞叶＞茎＞花＞根＞成熟种子,与苦荞芦丁含量的分布基本一致,具有组织特异性.     

红松查尔酮合成酶基因CHS密码子偏好性分析

查尔酮合成酶(Chalcone synthase,CHS)广泛存在于植物体内,是花色素形成过程中一种重要的酶,可以进一步催化生成黄酮类化合物。本研究采用Codon W和EMBOSS在线软件对红松查尔酮合成酶基因CHS的密码子使用偏好性进行分析,并与北美乔松等其他24种植物的CHS基因以及模式植物基因组进行比较,对认识红松CHS基因的密码子使用偏好性,为选择适宜的表达系统奠定了一定的基础。研究结果表明:红松CHS基因编码区的有效密码子数(ENC)和GC含量分别为48.92和0.548,C+G含量高于A+T含量,密码子偏好以A/T结尾;多数植物CHS基因的G+C含量高于A+T含量,且密码子更偏好C/G结尾;聚类分析表明,红松与马尾松和赤松的密码子使用偏好性的相似性较高;密码子使用频率研究发现,红松CHS遗传转化与异源表达较优的受体可能是大肠杆菌和拟南芥。     

水蕨(Ceratopteris thalictroides)查尔酮合成酶基因的克隆和表达

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是植物类黄酮化合物合成的关键酶,有关蕨类植物CHS基因的序列及功能信息尚不完善。本研究采用快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆获得了模式蕨类植物——水蕨(Ceratopteris thalictroides)CtCHS基因(GenBank登录号:JX027616.1),其cDNA序列全长为1616 bp,具有3个外显子和2个内含子,开放阅读框(ORF)为1215 bp,编码404个氨基酸。进化树分析表明,CtCHS与问荆(Equisetum arvense)、松叶蕨(Psilotum nudum)和3种薄囊蕨的查尔酮合成酶基因聚为一枝,说明这些蕨类植物亲缘关系较近且为单系起源。通过构建原核表达体系成功获得CtCHS蛋白的多克隆抗体并用于免疫印迹分析,结果表明CtCHS基因的表达明显受紫外光(UV)诱导。CtCHS基因的克隆与表达分析为进一步研究水蕨类黄酮化合物的合成及其调控机制提供了依据。     

水母雪莲查尔酮合酶基因的克隆、表达及酶活分析

从水母雪莲Saussurea medusa Maxim. cDNA文库中得到一段查尔酮合酶基因 (SmCHS) 片段,然后通过RT-PCR得到完整的查尔酮合酶基因cDNA。序列分析表明SmCHS全长1 313 bp,其开放阅读框为1 170 bp,编码389个氨基酸,预测表达蛋白的分子量为43 kDa。构建原核表达质粒pET28a(+)-SmCHS,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),获得表达菌株。经IPTG诱导表达后,对表达产物进行SDS-PAGE分析,结果显示,表达的融合蛋白以部分可溶的形式存在。用Ni-NTA预装柱对融合蛋白进行亲和纯化,对纯化蛋白进行酶活检测,结果表明融合蛋白具有查尔酮合酶活性,可催化底物4-香豆酰辅酶A和丙二酰辅酶A缩合生成产物柚皮素查尔酮。     

苦荞和甜荞查尔酮合成酶基因的克隆及序列比较

以苦荞品种‘西农9920’和甜荞品种‘西农9976’为材料,根据其它植物查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因DNA序列的保守区域设计的一对简并引物,进行PCR扩增,从2种荞麦基因组中克隆出了长度均为860 bp的CHS基因片段,对其进行回收、克隆,挑选阳性克隆测序;序列分析表明这2个片段含有CHS基因的N端和C端的结构域,分别为苦荞和甜荞的CHS基因片段,命名为FtCHS和FeCHS。对获得的2种荞麦CHS基因的DNA序列进行比较分析,发现两者间存在多达43处单碱基多态性,这些单碱基多态性可能是苦荞和甜荞种子中类黄酮含量差异的重要原因之一。苦荞和甜荞CHS与其它植物CHS的氨基酸序列的进化分析表明,其与同为蓼科的掌叶大黄和石竹科的满天星的同源性较近。     

查尔酮合成酶基因

查尔酮合成酶基因是苯丙氨酸代谢途径中的关键基因,在类黄酮类物质合成中扮演着重要的角色,调控着色素合成、防御反应、植物育性等生理生化过程,对植物的生长发育起着至关重要的作用。现对查尔酮合成酶在苯丙氨酸代谢途径中的地位、基因表达特性、基因功能以及基因进化等方面的进展做一介绍。     

金花茶查尔酮合成酶基因全长克隆与序列分析

利用RT-PCR和RACE方法,从我国珍稀植物金花茶(Camellia nitidissima)花瓣中获得了查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因的cDNA全长,命名为Cn-CHS,GenBank登录号HQ269804.碱基序列分析表明,Cn-CHS全长1 454bp,包含77 bp的5'非翻译区、207 bp的3'非翻译区和一个长为1 170 bp编码389个氨基酸的开放阅读框.氨基酸序列分析显示该基因编码的蛋白具有CHS家族保守存在的所有功能活性位点和特征性多肽序列.氨基酸序列比对分析表明,CnCHS与蔷薇科、杜鹃花科、茄科等植物的CHS相似性都在92%以上;与山茶科山茶属物种山茶(C.japonica)CHS完全一致;与茶(C.sinensis)CHS相似性达99%,有5个氨基酸位点存在差异,其中包括一个功能性位点.     

化州柚查尔酮合成酶基因克隆与序列分析

利用CTAB-LiCl法提取高质量的化州柚总RNA,采用RT-PCR技术克隆查尔酮合成酶基因,获得广东道地药材化橘红资源化州柚的查尔酮合成酶基因。该基因编码区全长1176bp,编码391个氨基酸残基,与同样来源于柑橘属的查尔酮合成酶基因同源性高达98%。CTAB-LiCl法能提取高质量的化州柚总RNA,可以用于后续基因克隆和分析;克隆获得的查尔酮合成酶具有编码区,与同属植物相同基因具有高度序列同源性。     

月季查尔酮合成酶基因片段的克隆及其表达分析

采用改良CTAB法从月季(Rosa hybrida)花瓣中成功提取出总RNA,进行反转录合成cDNA模板。根据GenBank已发表的其他植物CHS基因序列的保守结构域设计简并引物,采用同源克隆法进行克隆,获得RhCHS片段序列,并分析该片段的生物学信息,利用半定量RT-PCR对不同花发育时期进行表达分析。序列分析结果表明,克隆到的cDNA片段长度为860 bp,编码287个氨基酸残基,GenBank登录号KC145553。同源序列比对发现,月季RhCHS与其他植物的同源性很高,说明CHS在进化的过程中具有高度的保守性。表达谱分析表明,CHS在盛花期表达量最高。     

大豆种质资源SRAP分子标记中的引物筛选

以113个大豆栽培品种和20个野生品种为材料,从288对引物组合中筛选出12对多态性丰富、条带清晰、可重复性好的SRAP引物组合。用筛选出的12对引物组合对大豆品种进行PCR扩增,获得了带型丰富和清晰可辨的DNA的PAGE指纹图谱;共扩增出251条谱带,其中多态性条带220条,多态性谱带比率为87.6%,平均每个引物扩增出18.3条谱带。结果显示,所筛选出的12对引物组合可以有效的应用于大豆种质资源的SRAP分析。     

大豆GmCOL8基因的克隆及表达分析

从大豆品种‘垦农18’中克隆了一个CONSTANS—like基因,命名为GmCOL8。进化树分析表明它属于CONSTANS—like亚家族1的成员。mRNA表达分析显示,GmCOL8在短日下具有明显的生物钟节律性表达特性,其表达高峰出现在凌晨。GmCOL8主要在复叶中表达,表达高峰出现在开花时期。     

Plant Regeneration from Protoplasts of Soybean (Glycine max L.)

Protoplasts were isolated enzymatically from immature cotyledons of soybean. The protoplasts divided to form calli in the K8P liquid medium. The calli further grew to 2–3 mm on the solid K8 medium and were transferred onto the MSB medium (MS minerals+B5 organic components+0.5–1.0 mg/l 2,4-D+0.2–0.5 mg/l BA) to obtain compact and nodular calli. Shoot formation was initiated on M1 medium (MSB medium with 0.15 mg/1 NAA, and BA, KT and ZT, 0.5 mg/l of each, 500 mg/1 CH). Differentiation frequency was 13.6–24.2%. Plants have been regenerated from protoplasts of immature cotyledons in 2 cultivars, and normal pods were obtained from them.     

两种羟基苯乙酸对大豆萌发的化感效应研究

通过田间和室内试验相结合,利用高效液相色谱检测大豆根际土境和残茬腐解液中的对羟基苯乙酸和间羟基苯乙酸的含量;在培养皿内研究两种酚酸对大豆生长抑制效应;研究了二者对大豆DNA熔点(Tm)的影响,并采用SDS—PAGE方法研究二者对根系蛋白合成的影响．结果表明,在大豆根际土境和残茬腐解液中检测到对羟基苯乙酸;两种羟基苯乙酸处理后,大豆例根效和主根长均显著减少,表现出明显的化感抑制效应,间羟基苯乙酸的抑制效应更明显;两种羟基苯乙酸使大豆DNA的熔点(Tm)下降,一些小分子蛋白的合成受到影响,从而抑制大豆生长,表现出典型的化感效应。     

Effect of sulfur-containing agrochemicals on growth,yield, and protein content of soybeans (Glycine max (L.) Merr)

In this study, effect of different forms of sulfur-containing agrochemicals on growth, yield, and protein content of soybean grains have been evaluated. Three forms were used, such as powdery, solute, and pasty, in which elemental sulfur is contained in a nanostructured state. Plants treated with powdered and solute sulfur-containing agrochemicals had the highest growth and grain yield values, and the effect of applying pasty sulfur-containing agrochemicals did not differ from the control, in which there was low yield on all variants. The use of powdered and solute sulfur-containing agrochemicals increased all protein fractions in soybeans. The results show that the use of powdered and solute sulfur-containing agrochemicals is necessary to boost the yield of soy and increase the supply of proteins in the grains. A key factor in the availability of sulfur for soybean plants is the conversion of sulfur to a nanodisperse state. This study provides relevant information about sulfur-containing agrochemicals, which can promote higher seed yields and increase the content of protein in soybeans.     

Effects of seismic stress on the vegetative growth of Glycine max (L.) Merr. cv. Wells II

Abstract. Vegetative plants of soybean [ Glycine max (L.) Merr. cv. Wells II] grown in a greenhouse and agitated periodically on a gyratory shaker had shorter stems, less leaf area, and lower leaf and plant dry weight than did undisturbed greenhouse-grown (GG) plants after 16 d of treatment. Outdoor-grown (OG) plants, which were subjected to additional environmental stresses including ultraviolet radiation, wind loading, and uncontrolled temperature and humidity fluctuations, were smaller and had less dry weight than GG controls, but growth was not inhibited further by gyratory shaking. Periodic shaking of GG soybeans resulted in the same plant and leaf dry weight as for OG soybeans. Response of GG plants to mechanical stress depended on light intensity, with minimum growth reduction occurring under full light (FL) level, and maximum growth reduction occurring under lower light levels (24–45% FL). Reduction in dry weight gain due to mechanical stress corresponded to a decrease in relative growth rate (RGR). Decreases in net assimilation rate and leaf area ratio contributed equally to the lower RGR of shaken plants, indicating that seismic stress inhibits dry weight accumulation by decreasing both the photosynthetic efficiency and the assimilatory surface of soybean.     

UV-B辐射对8个大豆品种种子萌发率和 幼苗生长的影响

在生长房5种(暗处、可见光、低、中、高强度紫外线-B)处理下,研究了8个大豆品种的种子萌发率和萌发后幼苗的生长状况。结果表明,暗处种子萌发率高于自然光和UV-B辐射的种子。UV-B辐射增强对大豆种子的萌发率没有显著影响,仅使部分品种的最大萌发率降低和导致部分品种达到最大萌发率的时间延长。幼苗的生长对增强的UV-B辐射非常敏感。使大部分品种的胚根变短增粗,这可能是植物激素作用的结果。大豆的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量明显受到UV-B辐射的抑制。UV-B作用能促进类黄酮在幼苗中的积累,紫外吸收色素的增设有利于提高对UV-B的抵抗力。UV-B辐射的这种效应及大豆品种间的差异在自然情况下会产生深远的生物学和生态学意义     

Protoplasts Culture and Plant Regeneration of Soybean (Glycine max L. and G. soja)

Protoplasts were isolated enzymatically from immature cotyledons of soybean. The protoplasts divided to form calli in the K8P liquid medium. The calli further grew to 2–3 mm on the solid K8 medium and were transferred onto the MSB medium (MS minerals+B5 organic components+0.5–1.0 mg/l 2,4-D+0.2–0.5 mg/l BA) to obtain compact and nodular calli. Shoot formation was initiated on M1 medium (MSB medium with 0.15 mg/1 NAA, and BA, KT and ZT, 0.5 mg/l of each, 500 mg/1 CH). Differentiation frequency was 13.6–24.2%. Plants have been regenerated from protoplasts of immature cotyledons in 2 cultivars, and normal pods were obtained from them.     

大豆重复序列的克隆,特性分析及在染色体上的定位

从大豆栽培品种Ｕｎｉｏｎ（Ｇ．ｍａｘ）基因组ｐＵＣ１８质粒文库中,以基因组ＤＮＡ为探针,筛选出一个重复序列家族。序列分析表明,此重复序列的重复单位为９１ｂｐ,拷贝数约为１０￣５,其序列约占基因组ＤＮＡ的０．９％。基因组ＤＮＡ不同限制酶片段Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析和染色体原位杂交分析表明此重复序列主要以串联方式集中分布在Ｍ２和Ｍ１１号染色体的臂上,而另外一些则散布于整个Ｍ１２和Ｓｍ７号染色体上。以该序列为探针片大豆属不同亚属１３个种的１８个品系的Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果表明,此重复序列为Ｓｏｊａ亚属所特有。这一Ｓｏｉａ亚属特异重复序列的发现,从另一个角度支持应把Ｓｏｊａ亚属的３个种Ｇ．ｓｏｊａ、Ｇ．ｇｒａｃｉｌｌｉｓ、Ｇ．ｍａｘ划分为一个种的观点。