苦荞SSR引物开发及其在遗传多样性分析中的应用

苦荞在中国已经成为广受欢迎的健康食品。本研究通过选择性扩增微卫星序列、体外重组扩增产物和构建SSR富集文库,开发出了一种简便的重组微卫星引物设计方法。通过这种方法,设计合成500对SSR引物,在苦荞上的有效性约50%,多态率达10.8%,PIC平均值为0.3600。利用其中的28对SSR引物,在苦荞核心种质中检测出等位基因85个,每位点的等位基因数为2～5个,平均3.0个。不同地理来源的苦荞种质资源的Shannon-Weaver多样性指数为0.3633～0.6671,来自云南、四川和西藏的苦荞材料不但遗传多样性丰富,而且亲缘关系较近,进一步证实苦荞起源于中国西南部。本研究证明重组微卫星引物设计方法开发的引物对苦荞非常有效,将有助于促进苦荞种质资源遗传多样性、有用基因发掘和分子标记辅助育种研究。     

快速检测核糖体失活蛋白活性质粒的构建及应用

核糖体失活蛋白专一地断裂28S rRNA第4 324位的腺嘌呤与核糖之间的N-糖苷键,具有特异破坏核糖体的结构,抑制蛋白质生物合成的功能。核糖体失活蛋白在医疗方面有极大的应用价值。为了能简单快速筛选出核糖体失活蛋白,本实验构建了一种包含核糖体失活蛋白识别位点的双荧光素酶质粒psiCHECKTM-2-F28RNA。用具有N 糖苷酶活性的苦荞凝集素(tartary buckwheat lectin,TBL)作用于psiCHECKTM-2-F28RNA质粒,电泳检测发现,TBL可以将质粒DNA由超螺旋型切割为缺刻型。将psiCHECKTM-2-F28RNA转染HCT116细胞,发现海肾/萤火虫荧光比值也明显降低,表明构建的质粒可以用于检测核糖体失活蛋白对细胞的毒性作用。当将psiCHECKTM-2-F28RNA中的GAGA序列中腺嘌呤分别突变后进行同样实验,确定该质粒中的GAGA为核糖体失活蛋白的识别位点。进一步构建包含GAGA特征序列的Wnt1-3′UTR区的质粒psiCHECKTM-2-Wnt1-3′UTR,实验也发现,在胞外和胞内TBL与psiCHECKTM-2-Wnt1-3′UTR都具有相互作用,表明细胞内具有GAGA序列的mRNA也可能成为核糖体失活蛋白的靶点。选用几种食源性作物中提取的蛋白质,分别与psiCHECKTM-2-F28RNA作用,进行体外检测,结果显示,该质粒能快速地筛选来源于不同生物的核糖体失活蛋白。这些结果表明,本实验构建的psiCHECKTM-2-F28RNA质粒,可用于核糖体失活蛋白的快速筛选和酶活性鉴定。     

荞麦属植物三叶期幼叶过氧化物酶同工酶研究

用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对荞麦属(Fagopyrum Mill)8个种(含大粒组7个种和小粒组1个种)28份栽培及野生荞麦植株三叶期幼叶的过氧化物酶同工酶进行了研究.结果发现:过氧化物酶同工酶酶带共23条,不同物种的酶带数4～9条,其中甜荞有6条带,而苦荞为9条.酶带及聚类分析表明:大粒组荞麦种的谱带与细野荞(F.gracilipes)等小粒组荞麦种间差异极大,甜荞(F.esculentum)和苦荞(F.tataricum)酶带分别与大野荞(F.megaspartanium)和毛野荞(F.pilus)相似,并分别与大野荞和毛野荞聚类最近, 支持Chen(1999)提出的大野荞和毛野荞可能分别是甜荞和苦荞的祖先种的假说.     

中国35个苦荞审定品种EST-SSR指纹图谱构建与遗传多样性分析

核心引物对种质资源遗传多样性分析、品种鉴定、指纹图谱构建等研究具有重要价值。本研究以35个苦荞（Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn）审定品种为材料,从91对苦荞EST-SSR引物中筛选出50对多态性引物。综合考虑引物多态性信息量（PIC）大小、鉴别力（DP）,筛选出等位变异位点数在2~4,PIC值在0.60~0.78之间的6对引物（SSR9007、SSR6873、SSR7642、SSR2234、SSR6789、SSR68216）构建了供试品种的分子指纹图谱。遗传多样性聚类分析结果表明,供试品种的相似系数为0.50~0.99。当遗传相似系数为0.60时,可将供试品种分为4大类群,其中54.3%的供试品种被聚为一类,表明苦荞审定品种遗传组成差异较小,遗传基础狭窄。聚类结果表明各类群间没有明显的地域分布趋势,但能较好的反映供试品种间的亲缘关系。     

苦荞凝集素靶向抑制结肠癌细胞HCT116增殖的机制

苦荞凝集素（tartary buckwheat lectin,TBL）是一类兼具核糖体失活蛋白N-糖苷酶活性和芦丁水解酶活性的糖蛋白,具有显著的抑制结肠癌细胞增殖的功能。先前研究表明,TBL可以下调结肠癌细胞HCT116中包括miR-135a 和miR-135b在内的一些oncomiRs的表达,并且可以抑制结肠癌细胞HCT116的增殖。因此,我们推测TBL可能通过调控oncomiRs从而抑制HCT116细胞的增殖。本研究中,我们构建了包含miR-135a 和miR-35b结合位点的腺瘤性结肠息肉病基因（adenomatous polyposis coli,APC）的3′-UTR区。双荧光素酶报告系统表明,经过TBL处理后,实验组的荧光素酶活性较对照组高,而且用miR-135a&b的反义核酸anti-miR-135a&b处理后和实验组有相似的结果。Western 印迹分析表明,TBL处理HCT116细胞24 h后,细胞中APC和p-β-catenin的表达上调,总β-catenin的表达下调,且存在剂量依赖效应,而对GSK-3β的表达无明显影响。进一步探究了TBL进入细胞的方式,我们发现,加入TBL作用2 h后,其主要存在于HCT116细胞的表面,部分进入细胞内部,在细胞表面可以同半乳糖凝集素galectin-3竞争结合细胞膜表面受体,并且存在剂量和时间依赖性。这些结果表明：TBL以HCT116细胞表面的galectin-3受体为靶点,通过内吞作用进入细胞,进而调控HCT116细胞中miR-135a&b的表达,影响Wnt信号通路而抑制结肠癌细胞的增殖。     

苦荞籽粒芦丁降解酶的纯化、酶学性质及部分一级结构分析

芦丁降解酶催化芦丁降解为水溶性降低的槲皮素,是形成苦荞苦味的主要因素。研究以榆6-21苦荞籽粒粉为材料,通过硫酸铵分级沉淀、疏水层析、阳离子交换层析、凝胶过滤层析分离纯化芦丁降解酶,SDS-PAGE显示纯化的芦丁降解酶为分子量66 kDa的单一条带。芦丁降解酶的最适pH值为5.0,最适温度为50℃。对其催化特性研究表明,该酶的K_m值为0.27 mmol/L,V_(max)值为39.68 U/mg。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)和EDTA对其有不同程度的抑制作用。纯化的芦丁降解酶可耐受50%(V/V)的甲醇。Edman降解法测定其N端序列为TVSRSSFPDGFLFGL。MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)二级质谱获得了其15个内肽序列。该研究为从转录组数据中确定芦丁降解酶的候选基因及深入研究芦丁降解酶的生物学功能奠定了基础。     

苦荞粉中的化学成分

从荞麦属植物苦荞（Fagopyrum tataricum）的籽粒面粉中分离鉴定出9个化合物,其结构分别为：β-谷甾醇棕榈酸酯（1）,β-谷甾醇（2）,豆甾-4-烯-3,6-二酮（3）,胡萝卜甙（4）,尿嘧啶（5）,山萘酚-3-O-芸香糖甙（6）,芦丁（7）,山奈酚（8）和槲皮素（9）。除芦丁和槲皮素外,其余化合物均为首次从苦荞粉中分离得到。     

化学调节物质浸种对不同水分条件下苦荞生长及其生理特性的影响

以‘黑丰一号’苦荞为材料,采用盆栽试验,研究了硫酸锌、硫酸锰、水杨酸及脯氨酸等4种化学调节物质浸种对正常灌水及干旱胁迫下苦荞生长的影响,探索提高苦荞抗旱性的最佳化学调控物质.结果表明:(1)在正常水分条件下,用化学调节物质浸种可不同程度提高苦荞幼苗的叶面积、株高、总根长、根表面积、根体积、壮苗指数、叶片相对含水量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、根系活力、SOD活性、POD活性以及光合速率;其中用硫酸锌的浸种效果最好,其次为水杨酸,二者与对照均达极显著差异,而叶片相对电导率、MDA含量较对照明显下降;硫酸锌和水杨酸浸种使苦荞比对照的单株穗数分别增加31.8％和21.0％,单株粒数增加38.0％和28.9％,百粒重提高8.9％和4.2％.(2)干旱胁迫与正常水分条件下相比,各调节物质浸种处理的苦养幼苗叶面积、茎粗、总根长、根表面积、根体积、根重、叶片相对含水量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、根系活力、SOD活性、POD活性以及光合速率均有所降低,但不同处理的下降幅度不同,其中以清水浸种(对照)的下降幅度最大;但叶片相对电导率和MDA含量明显上升,而且以清水浸种的上升幅度最大.(3)干旱胁迫下,硫酸锌和水杨酸浸种与对照相比,二者分别使苦荞叶片SOD活性、POD活性、光合速率、叶面积、总根长、叶绿素含量、根系活力均极显著提高,其中叶片相对含水量分别提高79.9％和70.9％,游离脯氨酸含量分别提高32.2％和36.6％,可溶性糖含量上升66.0％和43.9％,株穗数、株粒数、百粒重分别增加38.6％和36.2％、40.4％和39.0％、10.7％和6.9％.研究表明,在正常水分条件和干旱胁迫下,利用化学调节物质浸种均可显著提高苦荞的光合生理特性及其抗旱性,而且硫酸锌和水杨酸的处理效果更好.     

苦荞转录因子FtMYBF的克隆、亚细胞定位及表达分析

R2R3-MYB转录因子SG7亚家族成员在植物黄酮醇生物合成中具有极其重要的调控作用.探究苦荞中SG7 R2R3-MYB转录因子在黄酮醇生物合成中的功能,为苦荞黄酮醇生物合成的分子调控机制研究奠定基础.采用RT-PCR技术从苦荞中克隆到一个前期经转录组与代谢组联合分析鉴定到的SG7 R2R3-MYB转录因子,命名为Ft...