橡胶树体细胞胚花青素HPLC分析

花青素已成为植物遗传转化的新型可视化报告基因。为了探索花青素作为报告基因在橡胶树体细胞胚遗传转化中的应用,本研究通过橡胶树体细胞胚花青素HLPC分析,检测橡胶树体细胞胚中是否自身累积花青素及其种类。结果显示,利用3 mol/L的盐酸水溶液沸水浴,从离体培养的橡胶树体细胞胚中分离到花青素,同时,HPLC测定发现橡胶树体细胞胚中花青素主要有两个吸收峰,分别出现在10.571 min和11.763 min,与标准品比对发现保留时间为11.742 min为矢车菊素,其含量为4.613 7μg/g,另一个需要进一步分析。橡胶树体细胞胚在离体培养条件下能够检测到花青素的积累,说明在体细胞胚中存在完整的花青素代谢途径,通过花青素基因调控,有望实现花青素作为橡胶树遗传转化的报告基因。     

外源茉莉酸甲酯诱导对香菇多糖代谢及关键酶基因表达的影响

香菇多糖是重要的生物活性成分,其药用价值高,茉莉酸甲酯有助于提高食用菌多糖含量,但关于其对香菇多糖合成的影响尚不清楚。本研究以香菇新808为实验材料,对不同浓度茉莉酸甲酯（MeJA）诱导下香菇菌丝生物量和生长速率、香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量、香菇多糖含量进行比较分析。结果表明：10μmol/L的茉莉酸甲酯可显著促进香菇菌丝生长并提高菌丝体生物量,分别是对照的1.14倍、1.2倍;与香菇多糖代谢相关的UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）、葡萄糖磷酸异构酶（PGI）、α-葡萄糖磷酸变位酶（α-PGM）活性增加,为对照组的1.58、1.13、3.21倍;其基因相对表达量较对照组也显著上调,为对照组的5.73、1.4、1.77倍;香菇多糖合成量显著增加,为对照组1.58倍。10μmol/L的MeJA处理后,香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量与多糖含量间存在显著的正相关关系,表明添加适宜浓度的茉莉酸甲酯会影响香菇菌丝的生长及多糖合成。     

巴西橡胶树HbMKK4基因的克隆及表达分析

采用RACE技术,从橡胶树‘热研7-33-97’中克隆了1个促分裂原活化蛋白激酶的激酶(MKK)基因HbMKK4。该基因全长cDNA序列1 580bp,编码框1 059bp,编码352个氨基酸,含有S_TKc结构域,其编码蛋白的分子量为38.83kD,理论等电点为9.36。实时荧光定量PCR结果显示,HbMKK4在橡胶树的根、树皮、胶乳及叶片中均有表达。割胶、茉莉酸甲酯和乙烯利均能上调胶乳中HbMKK4基因的表达,基因相对表达量分别在割胶后2h、茉莉酸甲酯处理8h和乙烯利处理4h后达到最高。研究结果推测HbMKK4可能通过MAPK信号途径参与茉莉酸信号途径的响应,可能在天然橡胶生物合成调控中起关键作用。     

茉莉酸甲酯对丹参毛状根有效成分含量的影响

研究茉莉酸甲酯对丹参毛状根中次生代谢产物含量的影响,为丹参毛状根培养的生产应用提供实验依据。以茉莉酸甲酯作为丹参毛状根的诱导子,进行丹参毛状根诱导培养。发现茉莉酸甲酯诱导的丹参毛状根的丹参酮类化合物丹参酮Ⅰ和丹参酮ⅡA分别是无茉莉酸甲酯诱导的1.53倍和1.16倍,酚酸类化合物迷迭香酸和丹酚酸B分别是无茉莉酸甲酯诱导的1.37倍和4.43倍。茉莉酸甲酯能显著提高丹参毛状根次生代谢产物的合成和积累,通过茉莉酸甲酯诱导实现丹参有效次生代谢产物的高效生产。     

甜菜夜蛾和茉莉酸甲酯处理对棉花茉莉酸合成途径关键基因及萜类合酶基因表达的影响

本文以陆地棉(Gossypium hirsutum)‘石远321’为实验材料,采用实时荧光定量PCR技术,研究了经甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)取食诱导和茉莉酸甲酯(MeJA)处理的茉莉酸(JA)合成途径中关键基因及萜类合酶基因的时间表达模式。甜菜夜蛾取食陆地棉后,JA合成途径脂氧合酶基因(GhLOX1和GhLOX2)、丙二烯氧化物合酶基因(GhAOS)、丙二烯氧化物环化酶基因(GhAOC)随处理时间变化均有不同程度的上调表达,其中GhLOX2表达量上调最明显,处理后12和72h表达量分别上升64.4和118.7倍;5个萜类合酶基因GhTPS1、GhTPS2、GhTPS3、GhTPS4、GhTPS5随处理时间变化表达模式明显不同,GhTPS4和GhTPS5表达量明显升高。外源MeJA处理后,GhLOX2表达量急剧上升,变化最大;5个萜类合酶基因均受MeJA诱导表达,但表达量在处理后不同时间有明显差异,GhTPS4处理后各时间点的表达量均高于对照。这些结果表明JA合成途径的GhLOX2和萜类合酶基因GhTPS4是响应甜菜夜蛾取食诱导和MeJA处理最为重要的基因。     

前体饲喂、诱导子和光照联合使用对葡萄细胞培养合成花青素的影响

苯丙氨酸前体饲喂分别和环糊精、葡聚糖、茉莉酸甲酯、黑曲霉和直喙镰孢菌提取液五种诱导子联合作用,其中以与茉莉酸甲酯的联合作用对葡萄细胞培养生产花青素的影响最大,可使单位鲜细胞花青素含量提高2.7倍,花青素产量提高3.4倍,实验证明两者在培养后第4天加入效果最好。在30μmol/L苯丙氨酸、218μmol/L茉莉酸甲酯和3000~4000lx光照条件下,不同花青素产量的细胞株都能显著提高花青素产量,但低产株VV06比高产株VV05具有更大的产率提高潜力。该条件下VV05和VV06花青素产量分别达到2975和4090CV/L,是对照组的2.5倍和5.2倍。     

叶片涂施茉莉酸对玉米幼苗防御反应的时间和浓度效应

茉莉酸是环境胁迫下植物产生防御反应的重要信号物质, 但它发挥生理作用的时间和浓度效应以及该效应在叶片和根系中差异性并不清楚。该文以‘高油115’玉米(Zea mays)为材料, 采用4种浓度(1、2.5、5和10 mmol·L^-1)的外源茉莉酸溶液涂施玉米幼苗叶片, 在3~48 h的不同时间内跟踪测定叶片和根系中的直接防御物质(丁布(DIMBOA)和总酚)含量及其合成调控基因(Bx1、Bx9和PAL)、直接防御蛋白调控基因(PR-1、PR-2a和MPI)和间接防御物质挥发物调控基因(FPS和TPS)表达的动态变化。结果表明, 外源茉莉酸处理对玉米叶和根系的化学防御反应具有显著的时间和浓度效应。茉莉酸处理玉米叶片后3~6 h就能诱导叶片中Bx9和PAL基因的表达, 使得丁布和总酚的含量显著增加, 且与处理浓度有呈正比的趋势, 随后诱导作用逐渐减弱; 茉莉酸处理还能明显诱导叶片中PR-2a和MPI基因的表达, 诱导作用分别持续到24和48 h; 在处理后3~6 h内, 高浓度茉莉酸处理对挥发物调控基因FPS表达起诱导作用, 而低浓度茉莉酸则对TPS基因的表达起诱导作用。此外, 茉莉酸处理玉米叶片还能间接影响到根系的防御反应, 但大部分检测指标表明间接诱导作用主要出现在处理后期(24~48 h)。例如, 在处理后48 h, 茉莉酸能系统增加根系中直接防御物质丁布和总酚的含量, 增强根系中防御相关基因PR-2a、MPI、FPS和TPS的表达, 并有随茉莉酸处理浓度的增加而增强的趋势。可见, 外源茉莉酸叶片涂施玉米幼苗对根系的间接诱导作用不如对叶片的直接诱导作用强; 叶片启动防御反应的时间较根系早; 随着处理浓度的增加, 茉莉酸对叶片和根系中防御反应的诱导作用有增强的趋势。     

巴西橡胶树胶乳和悬浮细胞中MVA和MEP代谢途径基因的表达分析

MVA和MEP代谢途径是植物类异戊二烯代谢途径的两条重要次生代谢途径。该研究利用荧光定量PCR技术,分析了橡胶树胶乳和橡胶树花药愈伤组织来源的悬浮细胞中MVA代谢途径和MEP代谢途径中关键基因的表达水平,同时分析了茉莉酸的结构类似物冠菌素(coronatine,COR)对悬浮细胞中Hb AACT3,Hb HMGR4,Hb HMGR5,Hb DXS2,Hb DXR和Hb SQS1基因表达的调节作用。结果表明:在MVA代谢途径中,基因Hb AACT1,Hb AACT2,Hb HMGS1,Hb HMGS2,Hb HMGR1,Hb HMGR3,Hb MVK,Hb PMK,Hb MVD1,Hb MVD2和IPP下游代谢基因Hb IPPI1和Hb FDPS1在胶乳中的表达量要相对高于其在悬浮细胞中的表达量,然而橡胶树悬浮细胞中MEP代谢途径基因Hb DXS1,Hb DXS2,Hb DXR,Hb CMS1,Hb CMS2,Hb CMK,Hb MCS1,Hb MCS2,Hb HDS,Hb HDR和鲨烯合酶基因Hb SQS1的表达水平要相对高于胶乳。而且COR能不同程度地上调Hb HMGR5,Hb HMGR4,Hb SQS1,Hb DXS2和Hb DXR基因的表达水平。该研究结果为探索利用橡胶树悬浮细胞体系研究次生代谢合成调控以及生产活性次生代谢产物奠定了基础。     

茉莉酸甲酯对广藿香JA信号转导途径及倍半萜合成途径关键基因表达的影响

分析外源性茉莉酸甲酯对广藿香JA信号转导途径关键基因JAZ2、MYC2、COI1及倍半萜合成途径关键基因PTS、FPPS、SQLE表达的影响,为深入研究茉莉酸甲酯调控广藿香JA信号转导途径及倍半萜合成途径的分子机制奠定基础.该文分别用0.10和0.25 mmol·L-1的MeJA喷施广藿香叶片,于处理后的0、2、6、1...     

茉莉酸诱导侧根形成缺陷突变体asa1-1抑制子(soa)的鉴定与遗传分析

外源茉莉酸处理野生型拟南芥能够促进侧根的形成,而在asa1-1突变体中茉莉酸抑制侧根的形成,这与在该突变体背景下茉莉酸显著降低PIN2蛋白水平密切相关。为了进一步研究茉莉酸诱导PIN2蛋白水平下调的分子机制,文章采用正向遗传学的方法筛选asa1-1抑制子soa,期望获得茉莉酸处理后侧根发育恢复的突变体。通过筛选鉴定获得2个突变体:soa563和soa856。这2个突变体在10μmol/L茉莉酸甲酯处理条件下都能够恢复侧根发育,而且茉莉酸处理后PIN2蛋白水平降低的现象在soa563中被完全抑制,在soa856中被部分抑制。这些结果表明这两个突变基因可能影响了茉莉酸调控的PIN2蛋白水平下调途径,并且参于了茉莉酸对侧根发生的调控。对这两个基因的分离和功能研究将为阐明茉莉酸与生长素互作调控侧根发生的分子机制提供新的知识积累。     

木薯IPT基因的序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

木薯是一种重要的能源和淀粉作物,具有较强的抗逆性。为研究木薯中决定细胞分裂素合成的IPT基因如何被逆境信号调控,从木薯基因组数据库中获得了两个Me IPT基因,序列分析显示两者启动子区同时具有茉莉酸和乙烯响应元件。以木薯品种"华南八号"悬浮培养细胞为材料,利用q RT-PCR检测木薯Me IPT1和Me IPT2基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达模式。结果显示茉莉酸甲酯处理后两个基因显著上调,但乙烯信号对其的影响却不尽相同。这些数据说明这两个Me IPT基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并推测其在进一步影响细胞分裂素的生物合成中可能受整合后的不同激素信号调控。     

内源茉莉酸甲酯的积累改变了大豆叶片与根的发育

茉莉酸甲酯是一种调节植物形态发生、诱导防御相关基因的植物信号转导分子。为了解内源茉莉酸甲酯在植物发育中的作用,将编码茉莉酸甲基转移酶的NTR1基因与CaMV 35S启动子连接并导入大豆植株。PCR及Northern杂交结果表明,NTR1基因稳定整合在大豆基因组并得到过量表达。与野生型植株相比,转基因大豆叶片与根的形态发生了显著的变化。大部分转基因大豆叶片变得细长,初生根生长受到抑制而侧根的生长却受到促进。定量分析结果表明,转基因大豆植株叶片中茉莉酸甲酯的含量比对照高出 2～2.5 倍。这些结果表明,内源茉莉酸甲酯的积累参与了大豆形态发生的调控。     

外源茉莉酸处理地下部对玉米化学防御反应影响的时间和浓度效应

在“高油115”玉米幼苗地下部施用4种不同浓度（10、50、100、200 μmol·L^-1）的茉莉酸3～48 h后,采用生化成分分析和基因表达分析方法,检测了处理部位（根系）和非处理部位（叶片）中防御物质及防御相关基因的表达,以探讨茉莉酸诱导玉米地下部对化学防御反应影响的时间和浓度效应.结果表明：茉莉酸处理玉米地下部对处理部位（根系）和非处理部位（叶片）化学防御反应的影响均与茉莉酸作用的时间和浓度相关.茉莉酸处理玉米地下部后,在3～12 h内就能直接诱导处理部位（根系）Bx9、PAL、PR-2a、MPI和FPS基因的表达,使得根中的丁布含量增加而总酚含量下降,其中100 μmol·L^-1茉莉酸处理浓度产生的诱导作用最强,其次是50 μmol·L^-1,再次是10 μmol·L^-1;后期诱导作用则逐渐减弱.另外,茉莉酸处理玉米地下部还能间接影响到非处理部位（叶片）的化学防御反应,50 μmol·L^-1茉莉酸在处理后3 h就能系统诱导叶片中Bx9和FPS基因的表达,使叶片的丁布含量增加;在6～24 h内则使叶片Bx9、PAL、PR-1、MPI和TPS基因表达量增加,丁布和总酚含量降低.可见,对于大部分检测指标来说,茉莉酸处理玉米地下部对地上部的间接诱导作用不如对地下部的直接诱导作用强,根系启动防御反应的时间较叶片早,同时,随着处理浓度的增加,茉莉酸对根系和叶片防御反应的诱导作用有增强趋势.     

巴西橡胶树中小檗碱桥酶HbBBE1在逆境胁迫中的作用（英文）

小檗碱桥酶(BBE,EC1. 5. 3. 9)是小檗碱生物合成中的关键酶。通过PCR扩增,克隆了橡胶树中HbBBE1基因。HbBBE1的启动子区域含有光、赤霉素、水杨酸、机械伤害、真菌诱导子、防御和应激反应元件。通过预测发现,HbBBE1蛋白质含有一个信号肽、一个跨膜区域、FAD结合结构域和特异性BBE结构域,它与木薯中的具有相同残基的BBE蛋白质具有80. 1%的相似性。分析HbBBE1基因在橡胶树不同组织中的表达发现,其在乳胶中的表达量最高。白粉病侵染、干旱、高强度光照、过氧化氢、未割胶树割胶处理和机械伤害处理都能显着上调HbBBE1的表达。此外,外源激素赤霉酸、水杨酸、乙烯利、茉莉酸甲酯和脱落酸处理也均可显著诱导HbBBE1的表达。在这些处理中,HbBBE1被赤霉酸刺激后表达量迅速升高,且在0. 5 h达到最大值(6. 3倍)。在脱落酸、乙烯利和过氧化氢等处理下,HbBBE1的表达显著;与未处理的对照相比,其表达倍数达数十倍。综上所述,我们的研究表明HbBBE1在响应橡胶树中的生物和非生物胁迫中起多种作用。     

茉莉酸在植物诱导防御中的作用

茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MeJA)作为与损伤相关的植物激素和信号分子,广泛地存在于植物体中,外源应用能够激发防御植物基因的表达,诱导植物的化学防御,产生与机械损伤和昆虫取食相似的效果。大量研究表明,用茉莉酸类化合物处理植物可系统诱导蛋白酶抑制剂(PI)和多酚氧化酶(PPO),从而影响植食动物对营养物质的吸收,还能增加过氧化物酶、壳聚糖酶和脂氧合酶等防御蛋白的活性水平,导致生物碱和酚酸类次生物质的积累,增加并改变挥发性信号化合物的释放,甚至形成防御结构,如毛状体和树脂导管。经茉莉酸处理的植物提高了植食动物的死亡率,变得更加吸引捕食性和寄生性天敌。挥发性化合物——茉莉酸甲酯可以从植物的气孔进入植物体内,在细胞质中被酯酶水解为茉莉酸,实现长距离的信号传导和植物间的交流,诱导邻近植物产生诱导防御反应。茉莉酸和茉莉酸甲酯分别具有4种立体异构,其中具有活性的是顺式结构,但顺式结构不稳定,会差向异构化为反式结构。茉莉酸的代谢物(Z)-茉莉酮(cis-Jasmone)具电生理活性,在植物诱导防御中起作用,并且在防御信号的作用上不同于茉莉酸和茉莉酸甲酯。     

铁皮石斛异胡豆苷合成酶基因STR序列结构及表达模式分析

异胡豆苷合成酶基因STR编码吲哚类生物碱合成的关键酶异胡豆苷合成酶,并参与植物抗逆和花粉发育等生物过程。本研究通过对铁皮石斛异胡豆苷合成酶基因DoSTR的结构及特异性表达进行分析,探究其在铁皮石斛生长发育中的潜在功能。从铁皮石斛基因组数据中获得铁皮石斛异胡豆苷合成酶编码序列(DoSTRs),利用ClustalW软件进行氨基酸序列的比对,利用Gene Structure Display Server 2. 0在线软件分析基因内含子和外显子结构,利用PlantCARE数据库分析基因启动子区元件;基于转录组数据和qRT-PCR对铁皮石斛根茎叶组织、共生与非共生生长的种子和根、冷诱导和茉莉酸甲酯诱导后叶片中的STR家族基因的表达情况进行检测和分析,从铁皮石斛基因组中预测获得10个STR成员,具有典型的"Str_synth"结构域,且启动子区存在大量顺式作用元件,涉及到茉莉酸甲酯响应和低温响应等多个生物学过程;DoSTRs基因家族不同成员表达模式存在较大差异,DoSTR3、DoSTR7、DoSTR10在叶片中的表达量高于茎和根中,DoSTR9和DoSTR2在铁皮石斛种子萌发时显著高表达,DoSTR5和DoSTR10在茉莉酸甲酯处理早期,具有明显的上调表达趋势,推测STR家族可能参与不同的生物学过程,研究结果为深入探究铁皮石斛STR家族基因奠定了基础。     

茉莉酸甲酯对灵芝三萜生物合成的影响及其灵芝应答基因的差异表达

灵芝三萜类化合物是灵芝的主要药用成分之一,灵芝三萜含量的多少是衡量灵芝质量高低的重要指标。经研究发现茉莉酸甲酯能显著提高灵芝三萜含量并上调灵芝三萜生物合成途径中的羟甲基戊二酰辅酶A还原酶、法尼酯焦磷酸合成酶和羊毛甾醇合成酶等基因的表达。通过在灵芝中建立的cDNA-AFLP体系,采用64对引物组合对灵芝的转录组进行分析。64对引物组合共产生3 910个TDFs。茉莉酸甲酯不同诱导条件下约有919个TDFs的表达谱发生了变化,占表达谱的23.5%,其中上调表达的有703个,下调表达的有216个。选择458个TDFs进行回收、TA克隆、测序后,获得390个高质量的TDFs片段。通过蛋白数据库同源性检索,并对蛋白功能进行GO分类,结果表明:390个高质量的TDFs中,BlastX比对后没有显著匹配的序列占77.1%。在有匹配蛋白的序列中,与碳代谢及能量相关的基因为最大一组,占35.2%,转录调控类及信号传导类基因分别占14.3%和11.0%。通过荧光定量PCR技术考察了茉莉酸甲酯对20个基因转录水平的影响,与cDNA-AFLP分析的结果相一致。并通过灵芝基因过量表达技术和基因沉默技术对筛选到的相关基因进行沉默和过量表达,研究筛选到的基因在灵芝三萜生物合成与调控中的作用,获得大量参与灵芝三萜生物合成与调控的候选基因,进一步阐明了茉莉酸甲酯诱导下灵芝基因表达的变化图。     

茉莉酸甲酯:一种重要的植物信号转导分子

作为一种信号转导分子,茉莉酸甲酯在植物生长发育、代谢调节、抗病、耐逆、防御相关基因的诱导表达等方面均起着重要的作用。由于茉莉酸甲酯所具有的上述多效性,其作用与机制受到人们的广泛关注。本文简要介绍了植物中茉莉酸甲酯信号转导作用的相关研究进展。     

茉莉酸甲酯处理雷公藤悬浮细胞的基因差异表达分析

以不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)为诱导子对雷公藤悬浮细胞进行处理,采用cDNA-AFLP技术对差异表达基因进行研究。结果表明,茉莉酸甲酯在50～400μmol/L浓度范围内对雷公藤悬浮细胞总碱的积累呈抑制作用。茉莉酸甲酯处理后,分析筛选出了19个雷公藤悬浮细胞内差异表达的基因。通过与NCBI蛋白质数据库比对,7个片段的功能得以预测,涉及植物细胞的信号转导、转录调控和能量代谢等。这些结果对今后利用生物技术手段提高雷公藤生物碱含量奠定了一定基础。     

基于定量PCR技术探讨紫杉醇生物合成的限速步骤

次生代谢产物牛物合成受到发育和诱导的调控,本实验研究了组织分化和诱导处理对紫杉醇生物合成的影响,并采用定量PCR技术分析了紫杉醇生物合成不同阶段关键酶基因的动态表达特征。结果表明。紫杉醇主要分布在中国红豆杉（Taxus chinensis）树皮和根皮组织中,针叶内含量很少,催化紫杉醇功能官能团连接的关键酶摹因也主要定位在树皮和根皮组织巾;茉莉酸甲酯（MJ）和真菌诱导子F5分别提高了中国红豆杉悬浮培养细胞HG-1紫杉醇得率8倍和10倍,同时有效诱导紫杉醇生物合成基因的表达。发现催化紫杉醇侧链连接的基因与紫杉醇生物合成早正相关。结果表明。紫杉醇生物合成的限速步骤是催化功能官能团连接的步骤。