BCAT4、CYP79F1和ESM1过表达提高西兰花细胞萝卜硫素含量

萝卜硫素(sulforaphane,SFN)是目前防癌抗癌效果最好的植物天然产物之一。十字花科芸薹属植物西兰花是生产SFN的重要材料。然而普通西兰花中SFN产量仍无法满足巨大的市场需求。之前单一基因改造提高植物SFN含量的策略效果并不理想。该研究从西兰花中克隆了SFN合成相关的支链氨基酸转移酶4编码基因BCAT4、细胞色素P450氧化酶编码基因CYP79F1和环硫修饰酶编码基因ESM1。分别以单基因导入和三基因串联导入的方式,通过农杆菌法转化西兰花愈伤组织,对所获得的转化细胞系中SFN的含量进行比较,以期获得SFN含量更高的细胞系,为通过细胞系大量培养获取SFN奠定基础。实验结果表明,目的基因BCAT4、CYP79F1、ESM1和B-C-E(BCAT4NSCYP79F1N-SESM1)都成功整合于宿主细胞基因组。BCAT4和B-C-E基因过表达细胞系中SFN含量为139.7和171.4μg/g,分别是野生型细胞系SFN含量的1.79倍和2.19倍,差异极显著(**P<0.01);B-C-E基因过表达细胞系SFN含量是BCAT4基因过表达细胞系的1.23倍,差异显著(*P<0.05)。而CYP79F1和ESM1过表达细胞系未检测到高于对照的SFN含量。综上所述,单基因BCAT4的过表达对SFN含量的影响大于CYP79F1与ESM1。多基因串联共表达对SFN含量的影响效果好于单个基因的过表达。     

菊粉羧甲基化修饰及其抗氧化活性研究

以菊粉为原料,采用溶媒法对菊粉进行羧甲基化修饰,研究了碱化时间、醚化时间、NaOH用量、溶剂体积分数四因素对羧甲基菊粉制备的影响,以取代度为指标,确定最佳修饰工艺条件。在该条件下,比较菊粉羧甲基修饰前后抗氧化活性的变化。结果表明,最佳工艺条件为碱化时间40 min、醚化时间70 min、m(菊粉)∶m(NaOH)∶m(氯乙酸)=27∶4∶13.8、异丙醇95%,取代度为0.682,当浓度为1mg/mL时,与修饰前菊粉相比,羧甲基菊粉清除羟自由基、DPPH、超氧阴离子自由基分别提高了12.6%、24.0%、13.9%。     

拟南芥atslA基因启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆出atslA基因启动子(包括叶绿体转运肽),将此启动子与GUS基因相连构建植物瞬时表达载体,用基因枪法将之导入烟草进行瞬时表达。GUS基因检测分析表明,atslA基因启动子能特异的启动GUS基因在烟草叶片中高效表达。     

两种HMW-GS基因启动子片段的克隆及分析

利用聚合酶链反应(PCR)技术从小偃6号中获得400bp左右的扩增产物,将其与pGEM-T Easy载体连接后转入大肠杆菌,经过筛选获得HMW-8-P和HMW-38-P两种类型克隆。序列分析表明：HMW-38-P包括了HMW-GS14基因上游启动子及信号肽对应编码区,而另一段(HMW-8-P)为一未知HMW-GS基因启动子区及信号肽对应的编码区。将两序列和GenBank中已知的35种HWM-GS基因启动子区序列进行多序列比对,最后获得HMW-GS启动子的系统发生树。通过系统发生树可以清晰地看出位于不同染色体上的不同亚基类型的HMW-GS基因的进化关系,并可确定HMW-8-P为Glu-D-1类型HMW-GS的启动子区,小偃6号中Glu-D-1类型的亚基为2亚基,所以HMW-6-P为2亚基启动子区序列。     

产甲烷菌研究进展

产甲烷菌是重要的环境微生物,在自然界的碳素循环中起重要作用。迄今已有5种产甲烷菌基因组测序完成。基因组信息使人们对产甲烷茵的细胞结构、进化、代谢及环境适应性有了更深的理解。目前已知的甲烷生物合成途径有3种,它们以乙酸、甲基化合物、氢/二氧化碳为起始,通过不同的反应途径都形成了甲基辅酶M,在甲基辅酶M还原酶的催化下最终形成甲烷。     

高分子量麦谷蛋白１４和１５亚基的纯化、Ｎ—末端序列及部分生化特性研究

用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ制备电泳技术结合一种新的凝胶中蛋白质显色方法,对普通小麦（Triticum aestivum)小偃六号的高分子量麦谷蛋白１４和１５亚基进行了有效的分离纯化,将其转印于ＰＶＤＦ膜上测定了Ｎ－端的氨基酸顺序,通过比较了发现它们与已知序列的其他的高分子是麦谷蛋白亚基高度同源。用两种双向电泳技术确定了它们的等电点（ＰＩ）属于碱性范围。     

高温胁迫及其信号转导

高温是影响当前农业生产重要的不利环境因素之一。本文综述了4种信号分子脱落酸(ABA),Ca2+,水杨酸(SA),茉莉酸(JA)对高温胁迫的响应以及它们的相互关系,高温胁迫能够诱导ABA,Ca2+,SA的含量升高,并且通过外施ABA,Ca2+,SA,JA都能提高植物的抗热性。作为胞内第二信使,外源Ca2+能够提高植物超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)以及抗坏血酸氧化酶(APX)的活性,且能提高钙调蛋白水平。ABA诱导的抗热性受胞质游离的Ca2+介导。SA被认为是对胁迫反应所必需的信号分子,H2O2很可能是信号转导链的一部分。JA和ABA在生理功能上有很多相似之处,JA独自或通过提高ABA含量来起作用,JA和SA有不同的生理功能,也有相同的(不过它们的信号转导途径可能不同),最后,提出了今后高温胁迫信号转导研究的一些思路。     

植物弱光逆境生理研究综述

弱光是目前影响设施生产的重要不利环境因素之一。本文综述了弱光对植物生长发育和光合特性的影响及其信号转导途径,并在此基础上讨论了植物对弱光的适应途径和今后植物弱光逆境生理的研究方向。     

植物甜蛋白brazzein基因的克隆与表达

根据大肠杆菌偏爱的密码子,利用PCR技术体外人工合成brazzein cDNA序列,并将其克隆至原核高效表达载体pET30a( )中。重组载体pET30a( )-brazzein转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,经IPTG诱导后,SDS-PAGE结果证明pET30a( )-brazzein在大肠杆菌中获得高效表达,目的蛋白占总菌体蛋白25％左右。     

弱光下生长的葡萄叶片蒸腾速率和气孔结构的变化

 植物能够对生长环境产生生态适应性,这种适应性可从气孔导度、光合速率、水分利用效率等生态指标上反映出来。为了研究葡萄蒸腾特性对弱光环境的适应性变化,本试验以‘京玉’葡萄幼苗（Vitis vinefera cv. Jingyu）为试验材料,通过遮光处理（2个处理,分别遮光65%和85%）营造弱光环境,测定了在弱光环境下生长的葡萄叶片蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率对光照强度的响应,同时用扫描电镜技术观察了气孔的发育。结果表明,弱光环境下生长的葡萄幼苗,叶片的水势较高,但水分利用效率较低,叶片蒸腾速率和气孔导度变化对光照强度的响应缓慢,而自然光下生长的葡萄叶片则反应较迅速。通过对气孔结构的研究发现,与自然光照环境下生长的植株相比,在弱光环境下生长的葡萄幼苗,叶片下表皮的气孔横轴变宽,大小气孔之间差异减少,气孔外突,表皮细胞变大甚至扭曲,角质层变薄。说明葡萄幼苗能够对弱光环境产生适应性变化,其蒸腾特性的变化与其气孔结构的变化相关,具有一致性。