PEG6000胁迫下长春花叶片生物碱含量及相关基因表达的分析

以长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)幼苗（45 d）为材料,采用温室水培法,设定不同浓度的聚乙二醇6000(Polyethyleneglycol,PEG6000)胁迫处理,通过分析叶片脯氨酸含量和相对含水量的变化,选定35%（V/V）浓度的PEG6000模拟干旱胁迫。结果显示,干旱处理12~24 h,叶片中碱性POD活性明显增强。高效液相色谱技术分析表明,干旱处理下,叶片中文多灵和长春质碱含量逐渐升高且高于对照,然后下降;处理12~24 h,长春碱含量逐渐升高,24 h达到峰值(0.17 mg·g^-1 FW±0.003 6)。半定量RT-PCR分析表明,在胁迫处理3 h,生物碱合成途径中3个基因(Tdc、Str、Dat)表达均相对升高,相关性分析表明,PEG6000干旱胁迫下,长春花叶片中Tdc基因表达与长春质碱含量变化正相关,POD的活性与长春碱含量变化正相关(P<0.05)。     

不同产地和不同采收期荷叶中生物碱的含量变化

本文建立高效液相色谱法同时测定荷叶中三种阿朴啡类生物碱2-羟基-1-甲氧基阿朴啡、N-去甲荷叶碱及荷叶碱的含量,并比较了6个产地(湖南、湖北、浙江、陕西、贵州、北京)和5个采收期(北京6～10月)荷叶中这三种生物碱的含量。结果显示不同产地荷叶生物碱含量差别明显,但均以荷叶碱为主,三者的总量在0.11%～1.15%之间,其中以浙江、贵州和湖南产荷叶中的三种生物碱含量较高,而湖北、陕西和北京产荷叶中生物碱含量较低。不同采收期对荷叶生物碱的含量也有较大影响,6月荷叶生物碱总量最高,随生长时间的延长,荷叶碱和N-去甲荷叶碱的含量降低,而2-羟基-1-甲氧基阿朴啡含量增高。     

伏毛铁棒锤不同器官生物碱含量动态变化研究

采用紫外分光光度法,对宁夏六盘山地区不同海拔、不同月份、野生和人工栽培的伏毛铁棒锤总生物碱含量进行分析.结果显示:(1)总生物碱在伏毛铁棒锤各器官中均有分布,其中以块根中含量最高(9.07±0.92 mg/g),叶的含量(3.2±1.7 mg/g)最低.(2)块根中的总生物碱含量随生长发育期的变化而不同,其中:6～11月份块根中总生物碱含量随生长期延长而逐渐升高,10月份块根含量达最高(9.07±0.92 mg/g).(3)在同一地区,总生物碱含量随海拔高度的升高而增加,在海拔高度为2 800 m时块根中含量达到10.04±0.51 mg/g,其他器官中总生物碱的含量变化基本相似.(4)在相同海拔高度下,野生伏毛铁棒锤总生物碱含量略高于人工栽培的,但差异不显著(P>0.05).研究表明,人工栽培的伏毛铁棒锤块根可以替代野生种做为药用,且在六盘山区人工种植的块根最佳采收期为10月,在选择人工种植区应考虑选择较高的海拔地区.     

盐胁迫盐芥和拟南芥褪黑素含量及合成相关基因表达模式分析

盐生植物盐芥（Eutrema salsugineum）耐盐适应性强且具备模式植物特征,是研究植物逆境适应机理的理想材料。作为一种多功能的激素信号分子,褪黑素在盐芥耐盐性中的作用仍不清楚。本研究以盐芥为主要材料,以拟南芥做对比,主要通过褪黑素酶联免疫以及实时荧光定量PCR分析,比较了二者在不同组织中褪黑素的积累和在响应盐胁迫过程中褪黑素合成、相关基因的表达模式以及外源褪黑素处理对其盐应答表型的影响。结果显示,两种植物的褪黑素合成均在幼叶中最高,盐芥本底褪黑素合成水平显著高于拟南芥,且盐胁迫诱导了两种植物中的褪黑素含量,但不同于盐芥,拟南芥在处理7 d后褪黑素合成明显下降。通过序列比对发现在不同植物中,盐芥和拟南芥褪黑素合成相关基因的亲缘关系较近。盐应答表达分析显示,盐芥SNAT1、ASMT和COMT在盐处理3 d表达上调,而拟南芥中的相关基因在处理1 d和3 d后受盐诱导,7 d后拟南芥中表达下降而盐芥中则无明显变化,表明两种植物相关基因响应盐信号的表达变化存在差异。此外,外源褪黑素处理明显缓解了两种植物在盐逆境下的胁迫表型。综上,褪黑素有效贡献于盐芥抗盐性,参与调节盐芥和拟南芥的耐盐适...     

AGPase及其基因表达研究

ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是淀粉生物合成的限速酶,本文讨论了到目前为止对不同植物AGPase基因及其表达的研究结果。其中包括AG-Pase大小亚基编码基因表达的分布及调控。其结论为:完整AGPase两个大亚基和两个小亚基对合成正常含量的淀粉缺一不可;有多个等位基因编码植物AGPase大小亚基,它们表现发育阶段、组织器官、细胞质体内外及诱导条件的分化表达;尽管各亚基表达于含淀粉的组织,但它们在储藏组织内的表达量远高于其他组织;对调控不敏感的外源AGPase基因导入淀粉植物将会成为提高淀粉含量的重要途径。提出了进一步研究中存在的问题及可能的解决途径。     

株行距对不同种源浙贝母土壤元素含量的影响

目的:测定不同种源浙贝母异地引种后根际土壤中10种营养元素有效量,为浙贝母异地引种栽培的科学施肥、标准化栽培和药材质量安全提供参考.方法:将4种不同种源浙贝母引种栽培于重庆市万州区,选择不同株行距栽培后,通过电感耦合等离子体质谱仪测定浙贝母5个生长期的根际土壤中有效Zn、Fe、Mn、Cu、Mo含量;使用乙酸铵-原子吸收...     

长春花生物碱生物合成途径和相关酶及其基因调控的研究进展

从长春质碱、文多灵、蛇根碱和阿吗碱及长春碱、长春新碱等的生物合成途径和催化酶及其基因的表达调控等方面概述了长春花生物碱的生物合成途径和代谢调控的研究进展,并对已经被分离和纯化或克隆的催化酶及其基因作了简要介绍。     

空间诱变长春花代际生物碱含量变异研究

以经“实践八号”返回式卫星搭载进行空间诱变的长春花种子为材料,研究诱变后代（SP₁）及筛选后代（SP₂、SP₃）长春花叶片文多灵、长春质碱、长春碱等3种吲哚类生物碱的含量变异。结果显示,与留地对照组相比,空间诱变的长春花SP₁代形态、生殖等变异增强,叶片生物碱含量变幅加大,变异系数达到留地对照组的2.06倍;经过3轮以长春碱含量为目标的筛选,获得的SP₃代4个株系叶片长春碱含量达到300 μg·g^-1以上,并为留地对照组的3倍以上,株系内变异系数低于15%。上述结果表明,空间环境导致了长春花种子的遗传变异,经过多代筛选,可培育出目的活性物质含量高的优质品种。     

广西钩藤属植物中总生物碱含量变化研究

对广西不同品种、不同产地、不同部位、不同采收时间的钩藤进行了总生物碱含量变化研究 ,为充分开发利用广西钩藤资源提供了试验依据。     

卷叶贝母法尼基焦磷酸合酶基因的克隆及表达分析

为了探究卷叶贝母(Fritillaria cirrhosa)法尼基焦磷酸合酶基因(FcFPPS)是否参与甾类生物碱合成、萜类合成等代谢过程,该研究基于转录组测序结果,通过PCR技术克隆卷叶贝母FPPS基因(FcFPPS)开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)序列,运用生物信息学方法对该基因进行分析,预测其编码蛋白的结构与功能,并通过qRT-PCR检测FcFPPS基因在野生鳞茎和再生鳞茎(通过激素组合刺激获得的组织培养物)中的表达情况,以及利用煎煮法测定野生鳞茎和再生鳞茎的总生物碱含量。结果表明:获得了1 059bp的FcFPPS ORF片段,编码352个氨基酸,并与NCBI上公布的麝香百合、虎眼万年青、春兰等植物FPPS蛋白的相似性在85%以上;对FcFPPS蛋白的二级、三级结构预测发现FcFPPS蛋白主要由α螺旋构成;qRT-PCR与总生物碱含量测定结果显示FcFPPS基因的表达水平与总生物碱含量的变化趋势一致,都是再生鳞茎高于野生鳞茎。FcFPPS蛋白质特征区及同源性等生物信息学分析结合qRT-PCR的测定结果证明FcFPPS可能是一个有生物学功能的蛋白质,这为后续利用基因工程手段提高卷叶贝母中生物碱含量奠定了理论基础。     

原产地浙贝母遗传多样性分子研究

基于RAPD和ISSR分子标记,对原产地浙江宁波鄞州章水、鄞江和龙观的3个浙贝母品系(狭叶型浙贝母、宽叶型浙贝母、多籽型浙贝母)16个居群的遗传多样性及遗传结构进行研究。结果显示:(1)11个狭叶型浙贝母、3个宽叶型浙贝母和2个多籽型浙贝母居群的多态带百分率分别为24.22%、3.81%和0.69%,表明3个浙贝母品系之间,狭叶型遗传分化程度最高,遗传多样性最丰富,宽叶型其次,多籽型最低。(2)品系内的亲缘关系较品系间的亲缘关系更近,其中宽叶型与多籽型浙贝母品系间的亲缘关系较近,并推测二者可能是由原种狭叶型浙贝母选育而来。(3)16个浙贝母居群总基因多样性(Ht)为0.250 1±0.033 5,居群内基因多样性(Hs)为0.053 2±0.009 7,各居群间的遗传分化指数(Gst)为0.787 1,基因流(Nm)为0.135 3,表明浙贝母的大部分遗传分化存在于居群间,但各居群间的交流非常有限。     

滇水金凤花距发育相关基因ABP的克隆及表达分析

为探究滇水金凤(Impatiens uliginosa)ABP基因的结构和表达特征,该研究以滇水金凤为材料,采用RT-PCR 技术对滇水金凤ABP基因进行克隆,运用DNAMAN和MEGA对其所编码的蛋白序列进行同源性分析和系统进化分析,并利用qRT-PCR分析ABP基因的时空表达模式。结果表明:(1)滇水金凤ABP基因的cDNA 全长为627 bp,编码208 aa,命名为IuABP基因,其蛋白具有Cupin超家族蛋白的典型结构。(2)同源性分析表明滇水金凤ABP基因的氨基酸序列与喜马拉雅凤仙花(I. glandulifera)、月季(Rose chinensis)、木薯(Manihot esculenta)等物种的同源性均达71%; 系统进化分析表明IuABP与喜马拉雅凤仙花(Impatiens glandulifera)聚为一支,亲缘关系最近。(3)qRT-PCR分析表明IuABP基因在滇水金凤花距发育的3个时期及2个部位均有表达。随着花距的发育,IuABP基因在滇水金凤花距檐部的表达量呈先下降后上升的趋势,在盛花期时达最高,而在花距距部的表达量逐渐下降。以上结果为进一步研究滇水金凤ABP基因在花距发育中的功能及其表达调控机制提供了一定的理论参考。     

蒜头果中CYP71基因克隆与果实不同发育时期的表达分析

由氨基酸衍生的氰苷是由植物细胞色素P450单加氧酶(CYP)催化氨基酸生成的次生代谢产物,与植物的防御和抗逆境胁迫相关。该研究通过分析蒜头果转录组数据,从中分离并克隆得到1条细胞色素P450基因(命名为MoCYP71,GenBank登录号为MK172858),对其进行生物信息学分析并检测该基因在果实不同发育时期的表达情况。结果表明:MoCYP71基因含1 572 bp,编码523个氨基酸,该基因的cDNA序列与咖啡(Coffea eugenioides,XM_027319282)、小果咖啡(Coffea arabica,XM_027213456)中的CYP71基因的mRNA序列均有88%的一致性; MoCYP71蛋白的相对分子质量为58 976.54,理论等电点pI为8.10,分子式为C_(2675)H_(4184)N_(704)O_(744)S_(27),不稳定系数(Ⅱ)为40.84,是一种不稳定蛋白;该蛋白不存在信号肽,存在于分泌途径,含有两个跨膜结构,分别位于20～37和311～333位的氨基酸为跨膜疏水螺旋,锚定于细胞器上;该蛋白含有CYP家族的保守结构域,包括脯氨酸富集区(PPSPPRLP)、K螺旋(KETFR)、I螺旋(GGIDTS)、PERF域(PERF)和识别结构域血红素结合域(FGAGRRICPG),与可可、榴莲、高粱等的CYP71E家族的蛋白(GenBank登录号分别为EOX92908.1、XP_022773875.1和AAC39318.1)聚为一支;在花谢后,MoCYP71基因表达量逐渐降低,花谢后1个月2个月3个月,但在花谢后4个月的表达量急剧增加。以上结果对研究蒜头果的对虫害的防御、组织成熟及蒜头果中有效次生代谢产物的发掘具有重要意义。     

夏枯草PvGGPPS基因的克隆和诱导表达分析

为探究夏枯草中GGPPS基因的生物学特性及功能,该文在夏枯草转录组测序的基础上设计特异性引物,采用逆转录PCR技术获得夏枯草中GGPPS基因的全长核苷酸序列,并进行生物信息学分析;采用qPCR法分析PvGGPPS基因在不同外源性物质诱导下在夏枯草果穗中的表达量以及该基因在夏枯草不同组织中的表达量。结果表明:PvGGPPS基因开放阅读框1 092 bp,编码363个氨基酸,理论分子量为38 815.68 D,等电点为5.69。PvGGPPS蛋白具有异戊烯基焦磷酸合酶家族的特征结构域。系统进化树表明PvGGPPS蛋白与丹参、毛喉鞘蕊花GGPPS蛋白具有较高的亲缘关系。qPCR分析表明,PvGGPPS基因在叶中表达量高于果穗及茎。对果穗施加7种外源性物质处理24 h后,GA3处理组该基因表达量升高。PvGGPPS基因在夏枯草不同组织中表达量差异较大,且受外源物质诱导表达。该研究结果为进一步研究PvGGPPS基因对夏枯草萜类成分合成途径中的功能及表达调控奠定基础。     

毛竹APX基因系统进化与表达分析

抗坏血酸过氧化物酶(aseorbate peroxidase, APX)是植物活性氧代谢中重要的抗氧化酶之一,尤其是叶绿体中清除H₂O₂的关键酶,也是维生素C代谢的主要酶类。该文基于生物信息学方法,利用毛竹的基因组及转录组数据鉴定毛竹中的APX基因家族成员,并对其编码的蛋白基本理化性质、基因结构、启动子元件、系统进化及共线性关系、重复串联基因、GO注释及表达模式进行综合分析,共鉴定出21种编码APX的基因。结果表明:(1)PeAPX基因家族成员多为不稳定疏水蛋白,基因结构、基序及结构域相对较为保守,大多数APX基因具有高度保守的内含子模式。(2)系统进化关系显示毛竹APX基因与水稻APX基因有着较高的同源性关系,PeAPX具有较高的进化保守性。(3)Ka/Ks分析表明PeAPX基因都经历了纯化选择压力,此外在每个APX基因的启动子序列中发现有许多与应激反应和植物激素相关的顺式作用元件,结合表达量分析,表明毛竹APX基因在毛竹生长发育中起着正向促进作用。该研究为进一步了解毛竹APX基因家族基本功能及其抗氧化机制提供了一定的参考,为毛竹APX基因功能的深层次鉴定提供了重要依据。     

柠条锦鸡儿F3H基因克隆及功能分析

柠条锦鸡儿为豆科灌木,对各种环境胁迫具有较强的适应能力,类黄酮是天然的抗氧化剂,花青素属类黄酮化合物,逆境胁迫会影响植物体内花青素的合成,而黄烷酮3-羟化酶(F3H)是花青素生物合成所必需的一种关键酶。该研究成功分离克隆了柠条锦鸡儿的F3H基因,命名为CkF3H。CkF3H基因的开放阅读框(ORF)为1095 bp,编码364个氨基酸,推测的蛋白质分子量为41.3 kDa,理论等电点为5.9。生物信息学分析发现,CkF3H基因序列与其它植物F3H有较高的一致性,推测CkF3H蛋白与其它植物F3H蛋白具有相似的功能。利用染色体步移法克隆得到CkF3H起始密码子ATG上游468 bp的启动子序列,PlantCARE软件分析表明,该序列具有启动子的基本元件CAAT-box和TATA-box以及多种与逆境胁迫相关的顺式调控元件。实时荧光定量PCR分析表明,CkF3H在柠条的根、茎和叶中均有表达,没有组织特异性;CkF3H的表达受低温、高盐、干旱和高温胁迫的诱导,并且在低温胁迫下,CkF3H的表达还受到光周期的影响。综上所述,研究结果表明CkF3H基因在柠条锦鸡儿适应低温、高盐、干旱和高温胁迫的过程中发挥作用。     

水稻OsMBF1c基因的克隆及表达分析

多蛋白桥联因子1(multi protein bridging factor 1, MBF1)在植物应对逆境胁迫中起着重要的作用,而对于水稻中MBF1是否参与重金属胁迫响应机制目前尚未见相关报道。为了揭示水稻MBF1家族与重金属胁迫的相关性及其潜在作用机制,该研究利用PCR技术克隆水稻OsMBF1c基因的全长编码序列,通过生物信息学对基因功能进行分析和预测,并通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析其在镉(Cd)胁迫下的表达特征。结果表明:(1)OsMBF1c的全长编码序列为468 bp,共编码155个氨基酸,相对分子量为16.154 kDa。(2)OsMBF1c与大麦TdMBF1a.1亲缘关系最近,具有光、厌氧等环境因子诱导相关的顺式调节元件。(3)重金属Cd可诱导OsMBF1c表达且在时间上和组织中的表达水平具有特异性,100 μmol·L^-1 Cd 处理1 h 后,地上部分OsMBF1c表达量明显上调,为对照组的7倍; 100 μmol·L^-1 Cd 胁迫处理6 h后,根部OsMBF1c表达量上调为对照组的3倍。该研究结果进一步完善了非生物胁迫下MBF1家族的生物学功能研究。     

乙烯对绞股蓝皂苷生物合成关键酶基因表达和皂苷含量的影响

以药食两用植物绞股蓝为材料,研究了植物激素乙烯对绞股蓝皂苷生物合成关键酶基因表达及皂苷含量的影响.该文采用荧光定量PCR技术,检测了乙烯利处理后绞股蓝不同器官中皂苷生物合成关键酶基因GpFPS、GpSS和GpSE的表达水平;采用分光光度法及HPLC技术,测定了乙烯利处理对绞股蓝总皂苷和皂苷单体Rb1、Rb3和Rd含量的...     

白菜CesA基因家族鉴定及表达模式分析

为探究CesA基因家族在白菜生长发育及纤维素合成过程中的作用机制,该文通过生物信息学的方法,以白菜的全基因组序列为研究区域,进行理化特征、基因结构、进化特征、保守基序及结构域、顺式作用元件和组织表达等鉴定分析。结果表明:(1)共鉴定出16个编码纤维素合成酶亚基的CesA基因,该家族成员所编码蛋白的理论等电点为4.76～9.12,相对分子量为17.76～122.67 kD,长度为153～1 089 aa。(2)15个基因不均匀地分布于白菜的7条染色体上,Bra036008定位于scaffold上。(3)大部分成员包含4～14个外显子,1～11个保守基序。(4)该家族具有保守的DDD-QXXRW 保守功能域。(5)该家族编码蛋白主要分布在质膜上,二级结构以无规则卷曲与α-螺旋为主,多数成员都含有CesA蛋白典型的N端、C端和跨膜区。(6)CesA基因在茎中表达量相对较高,其中Bra011865、Bra023952和Bra029874在茎、叶、花中显著表达。该研究结果为后续深入研究CesA基因功能以及白菜生长发育研究奠定了基础。