鸭梨PAL基因的反义遗传转化及表达分析

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanin ammonia-lyase,PAL,EC4.3.1.5)是植物通过苯丙烷代谢途径合成木质素的关键酶和限速酶,其通过影响木质素的合成而与果实中石细胞的分化、发育及果实品质密切相关。为了降低鸭梨中苯丙氨酸解氨酶的含量,该研究利用反义PAL基因遗传转化鸭梨、降低鸭梨内源PAL基因的表达。结果表明:(1)采用RT-PCR技术,利用根据Gen Bank中西洋梨PAL基因序列设计特异性引物,扩增得到496 bp的鸭梨PAL基因片段。(2)将扩增片段反向插入载体p BI121的MCS区域,构建植物PAL基因反义表达载体p BI121-As PAL。接着采用电转化法将反义表达载体转入农杆菌EHA105中,并制备出农杆菌工程菌液。(3)利用农杆菌介导法对鸭梨组培苗叶片外植体进行遗传转化,得到23株转基因鸭梨苗。PCR检测证实PAL反义基因片段转入鸭梨中,实时定量PCR检测表明转基因鸭梨苗体内PAL基因表达量均有所降低,为非转基因苗的65%~75%。该研究结果表明利用反义RNA技术获得了抑制内源性PAL基因表达的转基因鸭梨植株,为改善鸭梨果实品质、改良品种奠定了基础。     

光质对‘红富士’苹果果实着色的影响

为探明 '红富士'苹果着色机理,试验以'红富士'苹果为试材,应用不同光质的光源对进入着色期的套袋果实进行室内离体补光和田间树冠内膛补光照射处理,对果皮花青苷、果实糖分及相关酶的活性等生理指标进行测定.试验结果表明,红光(R)照射离体套袋'红富士'苹果果实不着色,紫外光UVA(＞320 nm)灼伤果实果皮而变褐色;UVB(280～320 nm)及其组合光源刺激果实PAL酶活性增加,促进糖含量增长,并使果实花青苷大量积累,促进'红富士'苹果着红色.白光对'红富士'苹果果实PAL酶活性、花青苷及糖分含量的增加也有一定促进作用,但不如UVB及其组合光源照射效果好.因此,UVB光源是'红富士'苹果着色的直接外在因子,是直接刺激'红富士'苹果着色的光信号之一.     

奉节脐橙果实苯丙氨酸解氨酶活性及其基因表达与果皮褐变的关系

柑橘果皮褐变严重影响果实的商品价值和耐贮性．以奉节脐橙（Citrus sinensis Osbcck）果实为材料,通过采后常温、涂蜡、低温、机械损伤等处理研究了果实果皮褐变率、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性及PAL上基因在果皮褐变过程中表达水平的变化。结果表明,涂蜡、损伤处理均极显著地提高果实的果皮褐变率,而低温贮藏可显著降低其发生率;贮藏期问各处理的PAL活性均呈上升趋势,损伤处理PAL活性显著高于对照。果实发生褐变或受到机械损伤后,PAL2、PAL6基因的表达均比对照明显增强。结果首次表明脐橙果实PAL活性变化以及PAL2基因的表达与果皮褐变具有非常密切的关系．     

植物苯丙氨酸解氨酶基因的研究进展

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonia-lyase,PAL)是连接植物初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙烷类代谢第一步反应的酶。综述植物PAL基因的研究进展,主要包括PAL基因的结构特点、表达特点和PAL基因表达的调控机制,并指出今后对PAL基因的研究方向。     

香蕉芒果果皮中酶活性与炭疽病菌潜伏侵染的关系

在树上正生长发育的香蕉果实,随着果实长大,果皮中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性不断升高。采后的香蕉和芒果果实的果皮中,POD和PPO活性变化与呼吸代谢相关。苯丙氨酸解氨酶(PAL)主要分布在果皮中,并随着果实成熟度的提高,其活性呈极显著下降趋势。感病果实的果皮中三种酶活性均比健康果皮高。说明果皮中三种酶活性的变化与炭疽菌的潜伏侵染有关。     

花儿缘何红与香

一般地说 ,花冠的颜色很美丽 ,为什么花会有各种不同的颜色呢 ?花的颜色主要是由花瓣里的色素决定的。色素的种类繁多 ,其中最重要的是类黄酮和类胡萝卜素。目前 ,已发现的类胡萝卜素有 80种以上 ,不同种类的类胡萝卜素 ,有的能使花显出黄色 ,如黄玫瑰 ;有的可以使花显出红色 ,如红郁金香 ;有的可以使花显出桔红色 ,如金盏花。已鉴定出来的类黄酮有五六百种之多 ,花青素是其中的重要成员。花青素存在于花瓣细胞内 ,在酸性溶液中呈现红色 ,在碱性溶液中呈现蓝色 ,在中性溶液中呈现紫色。花色的浓淡与花青素和类胡萝卜素的含量多少有关 ,而花…     

不同栽培区域和年份的红皮砂梨果皮着色特性

该研究以红皮砂梨品种‘八月红’和‘红香酥’为试材,比较了不同栽培地区和年份的红皮砂梨着色规律、花色素苷组分及含量,以及相关代谢酶的变化。结果显示:（1）‘八月红’和‘红香酥’果皮花色素苷含量变化规律由其品种特性决定,同一品种的果皮花色素苷绝对含量受不同栽培区域和年份的影响,其组成和含量变化趋势不受影响;但不同品种的花色素苷含量变化以及着色规律有所不同。（2）红色砂梨果皮着色主要与矢车菊-3-半乳糖苷含量变化一致,且随着梨果实的发育和着色加深,果实中UDP-葡萄糖:类黄酮-3-O葡萄糖苷转移酶（UFGT）、二氢黄酮醇-4-还原酶（DFR）活性呈上升趋势,而苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性随着果实发育而下降。（3）相关性分析表明,两品种梨果实花色苷含量与其UFGT、DFR活性呈显著或极显著正相关关系,而与PAL活性相关性不一致。研究表明,梨果皮中的UFGT、DFR是影响红皮砂梨着色的重要酶。     

炭疽病菌侵染对荔枝果实生理生化变化的影响

本研究测定了荔枝果实人工接种炭疽病菌后呼吸速率、乙烯释放量的变化和果皮氧化、过氧化作用以及与酚类代谢有关的几种酶活性的变化。结果表明,接种炭疽病菌的荔枝果实呼吸速率和乙烯释放量显著增高,果皮活性氧(O₂^·)产生速率和丙二醛(MDA)含量显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著降低,过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著增高。说明炭疽病菌的侵染可导致荔枝果实呼吸速率和乙烯释放量的增高,加速荔枝果皮氧化和过氧化进程,并诱导荔枝果皮PPO、POD、PAL活性增高,是加速采收后荔枝果实衰老、褐变、腐烂的一个重要原因。     

油木奈果实苯丙氨酸解氨酶基因的分离与表达分析

该试验从(木奈)褐变果实均一化全长cDNA文库中获得一个苯丙氨酸解氨酶全长基因,命名为PsPAL,并对该基因进行了生物信息学分析和表达模式的研究.结果表明:(1) PsPAL基因全长2 497 bp,开放阅读框为2 154bp,编码718个氨基酸,蛋白质分子量为78 kD,理论等电点为6.6.(2)系统进化树比对分析表明,PsPAL蛋白与蔷薇科甜樱桃PaPAL属于同簇,具有苯丙氨酸解氨酶-组氨酸解氨酶(PAL-HAL)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)保守区域.(3) P.sPAL在(木奈)果实发育的前期表达量较高,在花后50 d表达量最高,随后开始下降,在成熟果中表达较弱.(4)荧光定量PCR分析表明,在响应机械损伤和低温处理后,与对照相比,PsPAL呈明显的上调表达趋势;高温和无氧处理后PsPAL呈先上升后下降的趋势;乙烯处理后,PsPAL呈上调-下调-上调的变化趋势.     

反应条件下苯丙氨酸解氨酶的活力稳定性

在苯丙氨酸解氨酶(PAL)的作用下由肉桂酸和氨合成L-苯丙氨酸(L-Phe)是酶法合成该氨基酸的重要途径,国外已利用该途径进行L-苯丙氨酸的工业生产,但是该过程仍存在着转化率低和酶活力稳定性差的问题。为解决这些问题,有必要在现有基础上开展提高酶活力稳定性的研究。     

苯丙氨酸代谢途径关键酶:PAL、C4H、4CL研究新进展

主要阐述了苯丙氨酸代谢途径中三种关键酶:苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸4-羟基化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)的研究进展,希望能为研究植物次生代谢途径的研究工作者提供一些帮助。     

砀山酥梨果实苯丙氨酸解氨酶基因cDNA克隆及序列分析

为了研究梨石细胞形成与木质素合成的关系,以砀山酥梨果实为材料,通过基于同源性的RT—PCR方法,克隆木质素合成途径中的关键酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）基因。同时利用基因数据库资料对克隆的PAL序列进行比较分析。结果表明,从砀山酥梨果实中克隆的PAL基因eDNA片段长度为585bp,推断其编码195个氨基酸序列。该序列包含与其它植物PAL相同的活性催化位点,经序列分析和同源性比对,该氨基酸序列与其它植物PAL氨基酸序列的同源性在90％以上。系统进化树分析表明,砀山酥梨PAL氨基酸序列与蔷薇科的甜樱桃PAL氨基酸序列聚类关系最近。     

茉莉酸甲酯诱导烟草幼苗抗炭疽病与PAL活性及细胞壁物质的关系

探讨了茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, Me-Ja)诱导烟草幼苗抗炭疽病与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、木质素和富含羟脯氨酸蛋白(HRGP)含量的关系。 Me-Ja处理烟草幼苗不仅可以提高幼苗抗炭疽病的能力,而且明显提高幼苗的PAL活性、木质素和HRGP含量; 3个不同抗性品种的烟草幼苗的PAL酶活性、木质素和HRGP含量三者与感病程度之间的负相关都达到显著水平,表明PAL、木质素和富含羟脯氨酸蛋白(HRGP)在茉莉酸甲酯诱导抗病中起关键作用。     

棉花抗蚜性与苯丙氨酸解氨酶活性的关系

为探讨苯丙氨酸解氨酶活性与棉花抗蚜性的关系,在室内人工接蚜危害和田间自然蚜群2种条件下,测定不同抗蚜性棉花品种受棉蚜Aphis gossypii Glover危害后叶片的PAL活性。结果表明:未受棉蚜危害时,抗、感品种PAL活性无明显差异;棉蚜危害胁迫棉花PAL活性升高,抗蚜品种受到棉蚜危害诱导所产生的PAL活性远比感蚜品种高。田间有蚜株率与棉花叶片苯丙氨酸解氨酶活性的呈显著的负相关关系。研究说明PAL酶活性对棉花的抗蚜性有一定的影响。     

双孢蘑菇不同品种感染有害疣孢霉后防御酶活性变化

通过测定同一时期不同品种双孢蘑菇子实体接种和未接种情况下,子实体内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)等4种防御酶活性变化,为研究双孢蘑菇品种对有害疣孢霉Mycogone perniciosa的抗病性差异提供科学数据。结果表明:以双孢蘑菇As258、As2796和W192为材料,在接种处理后,各品种双孢蘑菇子实体内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性变化不同。双孢蘑菇W192品种4种酶活峰值最高,其次是As2796和As258。说明这4种酶与双孢蘑菇抗有害疣孢霉有一定的关联。     

橄榄果实发育过程中细胞壁物质和相关酶活性变化

为了解橄榄(Canarium album)果实质地差异形成的原因,以鲜食型橄榄‘清榄1号’和加工型橄榄‘长营’为材料,对果实发育过程中细胞壁物质含量和相关酶活性进行了测定。结果表明,随着橄榄果实的成熟,‘清榄1号’较‘长营’维持较高的果胶甲酯酶(PME)活性,促进了果胶的水解,离子型果胶(ISP)含量较高而共价型果胶(CSP)含量较低。2个橄榄品种纤维素含量均较高,‘清榄1号’果实的半纤维素含量低于‘长营’。‘清榄1号’木质素含量低于‘长营’,较高的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性促进了木质素含量的增加。因此,ISP、CSP、半纤维素和木质素含量的不同可能是2个橄榄品种果实质地差异形成的原因。     

培养条件对离体丹参根苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性的影响

以2年生丹参离体根为材料,研究了反应液pH、反应时间和材料预培养时间以及苯丙氨酸、肉桂酸和阿魏酸溶液处理对根中苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性的影响.结果表明:(1)PPO和PAL的最适反应pH分别为6.0和8.8,反应时间分别为30 min和60 min,最适预培养时间为10~12 h.(2)苯丙氨酸处理能抑制PAL活性,且在0.062 5 mmol·L-1时抑制作用最大,但随浓度增加无规律性变化;浓度低于1.0 mmol·L-1的苯丙氨酸处理能提高PPO的活性,且在0.062 5 mmol·L-1时促进作用最强.(3)不同浓度肉桂酸均能抑制PAL活性,并在0.125 mmol·L-1时抑制作用最大,且低浓度(≤0.125 mmol·L-1)的影响比高浓度(≥0.25 mmol·L-1)更大;低浓度肉桂酸(≤0.25 mmol·L-1)处理能提高PPO的活性并在0.25 mmol·L-1时达最大值,而在0.25~2.0 mmol·L-1浓度范围内肉桂酸对PPO活性的抑制作用随浓度的升高而增强.(4)阿魏酸对PAL表现出产物反馈抑制作用,并在0.125 mmol·L-1时抑制作用最大,但对PPO的活性有促进作用,且在0.5 mmol·L-1时PPO活性最高.可见,离体丹参根的苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性测定有其适宜的pH、反应时间和与培养时间,苯丙氨酸、肉桂酸和阿魏酸溶液对2种酶活性的影响不同且浓度间有差异.     

苹果果实花青素形成与乙烯释放的关系

新红星苹果果实在盛花后１１０ｄ以前花青素含量较低,以后随果实进一步发育而迅速增加,盛花后１１０￣１２０ｄ内为花青素积累高峰,果实乙烯释放与花青素积累过程变化规律一致。果实伤害处理明显刺激果皮乙烯及花青素形成,花青素出现时期晚于乙烯已明显开始增加期。Ａｇ＾＋能部分抑制伤害果实花青素的形成,果实阴、阳面果皮的乙烯释放速率在果实成熟期间差别不大。     

大麦苯丙氨酸解氨酶的内源性抑制物

用硫酸铵盐析,热变性和凝胶过滤的方法将去胚乳大麦黄化幼苗的苯丙氨酸解氨酶抑制物(PAL-I)纯化了138倍。经聚丙烯酰胺电泳证明是一均一的蛋白质,其对PAL的抑制作用不受保温时间和保温湿度(30℃～60℃)的影响,表明此抑制过程不是一个水解过程。大麦PAL-I对同是禾本科的水稻PAL有抑制作用,而对双子叶植物如大豆、哈密瓜的PAL抑制甚微。     

早红考密斯及其芽变果实中花青素含量与相关酶活性变化的研究

以西洋梨早红考密斯及其绿色芽变果实为材料,研究了果实发育期间果皮色泽、花青苷含量及其相关酶活性变化.结果显示:(1)早红考密斯果皮色泽从成熟前的暗红色逐渐变为成熟时的浅红色,并在色泽分布不均匀的地方显出黄色底色,色泽指数(a*)值从花后45 d的16.4降低到成熟时的7.4,降低54.9%;花青苷含量从成熟前的258.4μg?g-1降到成熟时的118.3μg?g-1;早红考密斯果皮色泽和果皮花青苷含量具有密切的相关性.(2)早红考密斯的绿色芽变在果实发育的前期检测不到花青苷,发育后期果实向阳部出现浅红晕,但花青苷含量极低,与亲本差异极显著.(3)果实发育期间,两品种间苯丙氨酸解氨酶(PAL)变化趋势相似,总体呈下降趋势,且早红考密斯的活性总体低于其绿色芽变;两品种查耳酮异构酶(CHI)活性总体变化趋势基本一致,均呈现缓慢上升的趋势,在前期绿色芽变的CHI活性高于其亲本,后期低于亲本;类黄酮3-O-葡(萄)糖基转移酶(UFGT)活性在两品种间的差异较大,在整个果实发育期间早红考密斯的UFGT活性远高于其绿色芽变.研究表明,早红考密斯果皮色泽变化主要由花青苷的含量不同引起;PAL和CHI不是绿色芽变的直接原因;UFGT与花青苷合成密切相关,绿色芽变果皮中UFGT活性显著降低.