不同光强和光质对白桦幼树体内三萜积累的影响

来源于白桦树皮中的五环三萜类次生代谢产物白桦酯醇和齐墩果酸,具有广泛的药理学活性,是具开发潜力的抗癌和抗艾滋病毒类天然物质。本研究以白桦幼树为研究试材,通过不同光质和光强处理,检测白桦树各部位白桦酯醇和齐墩果酸含量变化。结果表明,与对照(白光)相比,红、黄、蓝、绿4种光质处理均降低白桦茎外皮中这两种三萜物质的积累;绿光处理下可显著提高叶片中齐墩果酸含量,而蓝光处理下可显著提高叶片中白桦酯醇含量,两种物质分别为对照的13.28倍和1.959倍。生长季节内,茎皮中齐墩果酸和白桦酯醇含量以八月份最高,极显著高于其它月份,且以遮光处理(50%自然光)的效果较佳,齐墩果酸和白桦酯醇含量比正常光处理分别提高30.50%和45.09%。白桦植株中白桦酯醇和齐墩果酸含量的变化显著受到季节的调控。该研究为白桦树中三萜物质高效积累的栽培技术建立和代谢调控研究奠定了基础。     

滇牡丹环阿屯醇合成酶基因的克隆及表达分析

为研究环阿屯醇合成酶(cycloartenol synthase)基因在滇牡丹生物合成中的作用机制,该文采用RT-PCR技术首次从滇牡丹(Paeonia delavayi)中克隆得到一个具完整开放阅读框的环阿屯醇合成酶基因(PdCAS),该基因全长2274 bp,共编码757个氨基酸,PdCAS蛋白序列与桃(Prunu...     

鸭梨α-法尼烯合成酶基因双链RNAi表达载体的构建

目的：为了在转基因鸭梨植株中有效抑制转录后α-法尼烯合成酶基因（PFS）的表达,研究了α-法尼烯合成酶基因双链RNAi载体的构建。方法：利用RT—PCR技术,从鸭梨的果皮中获得了来源于PFS编码区的2个基因片段,反向连接,构建成RNAi载体。结果：经PCR扩增、限制性内切酶消化和序列测定验证,所构建的载体其序列与设计相一致。结论：克隆质粒pMD-L-S构建成功,为借助农杆菌介导法将PFS基因转化到鸭梨再生植株中奠定了基础。     

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。     

北京棒杆菌DAHP合成酶Ⅰ基因的克隆﹑序列分析及表达

摘要：【目的】从北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)中克隆DAHP合成酶 (EC 2.5.1.54,3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase, DS)Ⅰ基因,对其进行功能验证;并将DAHP合成酶Ⅰ基因在C. pekinensePD-67进行同源表达,研究该酶的比活力与生长的相关性。【方法】分别以C. pekinense野生株AS1.299和突变株PD-67的基因组为模板,用PCR方法扩增了DAHP合成 酶Ⅰ的全基因序列aroⅠ和前端控制序列;通过pAK6载体提高DAHP合成酶Ⅰ基因在C. pekinen-sePD-67中的拷贝数实现其同源表达。【结果】核苷酸序列分析结果表明,C. pekinense 野生株AS1.299与突变株PD-67相比较,DAHP合成酶Ⅰ基因序列完全一样;通过PCR方法得到的DAHP合成酶Ⅰ基因结构功能完整,能与DAHP合成酶完全缺陷的E.coli 3257实现异源互补。突变株PD-67来源的DAHP合成酶Ⅰ基因在重组菌PD-67( pAD1)中进行了表达,在稳定期初期重组菌PD-67( pAD1)的DAHP合成酶Ⅰ的酶比活力比同期的对照菌株PD-67( pAK6)中的该酶酶比活力提高了约5倍。【结论】本工作首次证实了 C. pekinense 1.299和PD-67中存在DAHP合成酶Ⅰ基因,异源互补试验证明扩增得到的DNA片段编码DAHP合成酶Ⅰ,酶学性质研究表明DAHP合成酶Ⅰ基因在C. pekinensePD-67中的同源表达将有助于提高该菌的色氨酸积累。     

决明查尔酮合成酶全长cDNA的克隆及其原核表达载体的构建

从决明子叶中提取查尔酮合成酶(Chalcone synthase)总RNA,经过RT-PCR获得查尔酮合成酶cDNA,纯化后与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌Top10,获得了查尔酮合成酶全长基因序列.序列测定表明,查尔酮合成酶全长核苷酸长度为1 173 bp,编码390个氨基酸.与GenBank中已发表序列EU430077进行比较,核苷酸同源性为100%.将该基因片段克隆到原核表达栽体pET-28a(+)中,构建重组质粒pET-28a(+)/Chalcone synthase,所获重组质粒经过双酶切、PCR和序列测定,证实含有目的片段,且连接、构建正确,为查尔酮合成酶的进一步表达奠定了基础.     

玉米蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的克隆及表达载体的构建

利用RT-PCR方法从玉米幼苗叶片总RNA中克隆出玉米的蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的全长cDNA片段。该片段与文献报道的序列具有99%的同源性。并分别构建了以双CaMV35S为启动子,以Tnos为终止子的植物双元表达载体PBISPS和以Pcab为启动子,以T35S为终止子的植物表达载体PBSPS,其中PBISPS含有NPTⅡ选择标记基因,PBSPS不含选择标记基因。     

北京棒杆菌DAHP合成酶Ⅰ基因的克隆、序列分析及表达

[目的]从北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)中克隆DAHP合成酶(EC 2.5.1.54,3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase,DS)Ⅰ基因,对其进行功能验证;并将DAHP合成酶Ⅰ基因在C.pekinensePD-67进行同源表达,研究该酶的比活力与生长的相关性.[方法]分别以C.pekinense野生株ASl.299和突变株PD-67的基因组为模板,用PCR方法扩增了DAHP合成酶Ⅰ的全基因序列aro Ⅰ和前端控制序列;通过pAK6载体提高DAHP合成酶Ⅰ基因在C.pekinen-sePD-67中的拷贝数实现其同源表达.[结果]核苷酸序列分析结果表明,C. pekinense野生株AS1.299与突变株PD-67相比较,DAHP合成酶Ⅰ基因序列完全一样;通过PCR方法得到的DAHP合成酶Ⅰ基因结构功能完整,能与DAHP合成酶完全缺陷的E.coli 3257实现异源互补.突变株PD-67来源的DAHP合成酶Ⅰ基因在重组菌PD-67(pAD1)中进行了表达,在稳定期初期重组菌PD-67(pAD1)的DAHP合成酶Ⅰ的酶比活力比同期的对照菌株PD-67(pAK6)中的该酶酶比活力提高了约5倍.[结论]本工作首次证实了C. pekinense 1.299和PD-67中存在DAHP合成酶Ⅰ基因,异源互补试验证明扩增得到的DNA片段编码DAHP合成酶Ⅰ,酶学性质研究表明DAHP合成酶Ⅰ基因在C. pekinensePD-67中的同源表达将有助于提高该菌的色氨酸积累.     

罗汉果查尔酮合成酶基因的生物信息学分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮生物合成的关键酶,在植物发育、防止UV损伤、抗病和逆境反应中起着重要作用。本研究通过EST测序,获得了罗汉果查尔酮合成酶基因序列(登录号:GU980155)。为了进一步了解罗汉果查尔酮合成酶基因的特征,我们将其与46种植物的查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列进行比对和进化分析。结果表明,罗汉果查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列与其它物种的查尔酮合成酶基因均具较高同源性,编码区相似性约为94%。使用PHYLIP和MEGA4分别构建了邻接树、最大似然树和最大简约树,但经bootstrap检验,最优树未能明确罗汉果查尔酮合成酶基因的系统发育地位。以紫花苜蓿查尔酮合成酶的三维结构为参考,利用同源建模的方法预测了罗汉果查尔酮合成酶的三维结构,发现罗汉果查尔酮合成酶具有保守的活性位点和空间结构。     

大豆查尔酮合成酶(CHS)基因的克隆、表达及其在雪莲提取液中的代谢产物分析

以中国大豆为材料,利用PCR方法克隆查尔酮合成酶（Chalcone synthase,CHS）全基因,采用SOE法克隆得到去掉内含子的查尔酮合成酶基因,核酸序列分析表明,该基因编码区长1170bp,编码390个氨基酸,与已报道的CHS的cDNA序列同源率达到97%。构建pET-GMCHS工程表达质粒,通过大肠杆菌E.coli BL21（DE3）高效表达系统表达大豆CHS。 通过12% SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,获得了分子量在42.9KD的一条蛋白质特异表达带。液相色谱分析大肠杆菌E.coli BL21（DE3）高效表达系统在雪莲提取液中的代谢产物,样品和空白对照样对比,样品在273nm,3.0min出现新的吸收峰,质谱分析结果表明CHS利用雪莲提取液中代谢中间产物合成了新的黄酮类物质。     

绞股蓝β-香树脂醇合酶基因的克隆和序列分析

为克隆绞股蓝的β-香树脂醇合酶基因(β-amyrin synthase,bAS),探讨绞股蓝bAS的性质特征及其与绞股蓝三萜生物合成及调控的可能关系。本研究根据绞股蓝转录组测序的结果设计合成bAS全长扩增引物,采用RT-PCR技术扩增绞股蓝bAS的开放阅读框架(open reading frame,ORF)全长序列并连接克隆载体进行测序,利用ExPASy等在线工具及MEGA-X软件对测序结果做相应的生物信息分析。测序结果显示绞股蓝bAS的cDNA的ORF全长共2 283 bp,编码760个氨基酸。该序列信息已提交GenBank,登录号为GM251742。对绞股蓝bAS的氨基酸序列进行了性质与结构预测和系统发育分析。bAS的全长cDNA序列的成功克隆,为绞股蓝bAS基因结构与功能研究提供了基础,并可为研究绞股蓝三萜合成通路的调节方式提供新的认识。     

玉米棉子糖合成酶(ZmRAFS)基因响应干旱胁迫的转录调控研究

玉米棉子糖合成酶基因ZmRAFS受干旱诱导表达,但其响应干旱的表达调控机理仍不清楚。本研究通过RNA-seq数据分析及相关实验,发现转录因子ZmHB7在玉米幼苗中响应干旱和ABA处理。通过PCR方法克隆了ZmHB7编码区片段,并构建了其原核表达载体和植物表达载体。体外诱导ZmHB7蛋白表达,纯化回收并制备相应抗体。Western blot实验证实了ZmHB7蛋白在玉米叶肉原生质体中正确表达。将ZmHB7和GFP植物表达载体分别与Zm RAFS基因全长启动子片段驱动的双荧光素酶报告载体转入玉米原生质体中,酶活检测结果显示,ZmHB7转录因子能够激活ZmRAFS启动子驱动的海参荧光素酶基因(Rluc)的表达。逐步截短Zm RAFS基因启动子,将Zm RAFS不同长度启动子片段驱动的双荧光素酶报告载体分别与GFP或ZmHB7植物表达载体转入玉米原生质体中,酶活检测结果发现,ZmHB7仍能上调ZmRAFS基因,这一结果说明ZmHB7可能间接调控ZmRAFS基因的表达。本文初步探索了ZmRAFS基因响应干旱的分子调控机制,为进一步深入研究棉子糖合成酶基因Zm RAFS的表达调控奠定了基础。     

甜菜夜蛾几丁质合成酶基因A和B启动子的克隆

几丁质不仅是昆虫的表皮和围食膜的主要成分,也是一个非常关键的害虫控制靶标,主要通过几丁质合成酶（chitin synthase,CHS）基因合成。本文在克隆甜菜夜蛾Spodoptera exigua的两个几丁质合成酶基因（SeCHSA和SeCHSB）cDNA和基因组序列的基础上,从基因的5′末端设计特异性引物和构建特定的基因组文库, 采用PCR的方法获得了5′端侧翼序列。通过5′RACE的方法确定SeCHSA和SeCHSB基因的转录起始位点后,获到了启动子序列。这为研究昆虫几丁质合成和转录调控奠定了基础。     

北京红篓菌聚羟基烷酸合成酶基因的克隆与表达

以北京红篓菌基因组DNA为供体,pKC505 cosmid质粒为载体系统,λ噬菌体体外包装重组质粒并转染感受态细胞E.coli JM109,构建了该菌株基因组DNA文库。以聚羟基烷酸（PHA）合成酶基因通用简并引物扩增的PHA合成酶部分基因为探针,经DIG标记后利用菌落原位杂交技术对文库进行筛选,获得3个阳性克隆菌株,PCR检测证明这3个克隆具有PHA合成酶基因片段,酶活测定表明3个克隆都具有PHA合成酶及与PHA合成相关的乙酰乙酰辅酶A还原酶的活性。     

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。     

酿酒酵母海藻糖合成酶基因的克隆和在大肠村菌中的表达

用PCR方法克隆了1．5kb的酿酒母Sacchromyces cerevisiae海藻糖合成酶基因TPSI,将该片段连接到pUC19载体,通过转化分别引入海藻糖合成酶基因缺失和缺陷的大肠杆菌Escherichia coli FF4169 和FF4050,对转化株的质粒DNA酶切分析表明均含有1．5kb PCR克隆片段,生长曲线实验证明,带有克隆片段的转化株在含0．5mol/L NaCl的高渗透压基础培养基中生长良好;用高效液相色谱（HPLC）结合蒸发散射（ELSD）技术测定细胞内海藻糖实验证明转化株能够合成海藻糖。     

人柠檬酸合成酶cDNA的克隆及其表达谱分析

在动物、植物、微生物细胞中普遍存在的三羧酸循环(TCA循环)是产生ATP的主要途径,它不仅参与糖的分解代谢,也参与蛋白质和脂肪的分解代谢。柠檬酸合成酶在TCA循环中起着关键的调节作用,它通过催化乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸。本文用基因组信息学方法获得的一个长1636bp的EST重叠群序列,它与猪柠檬酸合成酶cDNA序列高度同源。从这一序列出发,又用PCR方法从人的睾丸组织和骨胳肌组织的cDNA分子库中,分别克隆到一个1492bp的cDNA片段,在其序列中含有一个长1401bp的可读框,该可读框推导的编码蛋白由466个氨基酸组成,它与猪柠檬酸合成酶、鸡柠檬酸合成酶及酵母柠檬酸合成酶的同源度分别达95．9％,92％和60．9％,故认为该cDNA序列可能就是来自人类柠檬酸合成酶基因的转录本。Northern分析表明人类柠檬酸合成酶在心脏和骨胳肌中呈高表达,在脑、肾和胰腺组织中度表达,在小肠和胸腺中未能检出表达,而在其他9种被检测的组织中仅有低表达。     

甘蔗乙烯合成酶基因家族三个成员的克隆与序列分析

ACC（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid）合成酶是高等植物乙烯生物合成途径中的限速酶.根据已克隆的植物ACS（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase）基因同源序列,设计简并引物,以甘蔗叶片总DNA为模板,通过PCR扩增,得到3条特异性强的扩增片段：Sc-ACS1为1 041 bp、Sc-ACS2为1 345 bp和Sc-ACS3为1 707 bp.将序列在GenBank核酸数据库进行同源性搜索,结果表明,3个片段均为ACS基因,推导编码的蛋白质序列分别包含326、242和310个氨基酸.其中,Sc-A CS1和Sc-ACS3同源性最高,核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列分别有98%和96%同源,与禾本科植物玉米Zm ACS6、水稻OS-ACS2、毛竹等ACS基因家族也有很高的同源性,核苷酸序列同源性为88%-98%,蛋白质氨基酸序列同源性为73%-81%.甘蔗Sc-ACS2与水稻OS-ACS5在核苷酸和氨基酸序列上分别有91%和79%同源性,但与甘蔗Sc-ACS1和Sc-ACS3基因成员之间,氨基酸同源性分别只有45%和49%.系统进化分析表明,Sc-ACS1和Sc-ACS3基因与玉米Zm ACS6基因亲缘关系最近,而Sc-ACS2基因与水稻OS-ACS5基因亲缘关系最近.Southern杂交表明三基因在基因组中确实存在而且是多拷贝基因.三个片段已在GenBank数据库中注册,注册号分别为AY620985、AY620986和AY788919.     

紫杉醇合成代谢途径中紫杉烯合成酶cDNA的克隆

紫杉烯合成酶(Taxadienesynthase)被认为在紫杉醇合成代谢途径中起着限速酶的作用。为进一步研究紫杉烯合成酶的作用机理和紫杉醇生物合成代谢调控机制,采用RTPCR技术从东北红豆杉(Taxuscuspidata)愈伤组织中获得了紫杉烯合成酶基因片段,将该片段克隆在载体pGEMTEasyVector上,并转化到大肠杆菌JM109中,经EcoRI酶切检测,Southernblotting及部分cDNA序列分析证实该片段确为紫杉烯合成酶基因,与国外报道的从太平洋红豆杉(Taxus.brevifolia)幼茎中得到的紫杉烯合成酶基因序列具有很高的同源性。     

藤茶香树脂醇合成酶基因编码区克隆及表达分析

为研究藤茶(Ampelopsis grossedentata)三萜类化合物的生物合成,采用RT-PCR方法,从藤茶叶片cDNA中扩增得到香树脂醇合成酶(amyrin synthase)基因,命名为AgAS。该基因编码区长2 250bp,编码750个氨基酸,与葡萄的同源蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位和Southern blot结果表明,AgAS编码蛋白主要定位于细胞核与细胞膜,在藤茶基因组中存在2个拷贝。实时荧光定量PCR结果显示,AgAS基因在紫芽藤茶的根、茎和叶均有表达,其中叶片中表达最高,茎次之,根中表达量最少,且随着叶片成熟程度的增加,表达量呈先升后降趋势;而在绿芽藤茶中,AgAS基因在叶片中的表达量随着成熟程度的增加呈上升趋势,根与茎中表达量相对较少。