茉莉酸甲酯诱导大戟三萜类代谢的研究

京大戟是多年生草本药用植物,入药部分是其干燥根,但可入药的京大戟资源由于生长缓慢以及环境污染的加剧而越发匮乏,因此解决大戟资源日益紧张的问题是当今药用植物资源开发与利用方向的重要课题。京大戟含有三萜类、二萜类、黄酮类等丰富的活性成分,一些常见药用植物的有效成分是三萜类化合物,其在抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等方面具有很好的活性。对植物萜类物质代谢起重要作用的关键酶,如3-羟基,3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(hmgr)、鲨烯合酶(sqs)、法尼基焦磷酸合酶(fps)的基因克隆及活性研究取得了进展和突破,但通过调控萜类物质代谢途径中关键酶基因的表达来诱导终产物合成的研究鲜有报道。通过研究大戟萜类物质代谢途径进而利用基因工程手段提升目的物质的产量来解决京大戟药源短缺问题具有重要意义。该研究以大戟愈伤组织为材料,使用茉莉酸甲酯分别按时间梯度和浓度梯度进行诱导,将诱导后的愈伤组织分为两部分:一部分提取其总RNA,以actin为内参基因进行反转录,实时定量RT-PCR分析大戟三萜类代谢途径中hmgr、sqs与fps基因的相对表达差异;另一部分用于提取其总三萜并使用分光光度法进行含量测定。实时定量RT-PCR分析结果表明,茉莉酸甲酯可诱导3个基因的表达,但其表达模式不一样。相应的京大戟愈伤组织中总三萜的含量明显提高,最高可较未处理样品增加27%。研究结果可为茉莉酸甲酯促进药用植物大戟三萜类物质积累的分子机制研究提供参考。     

奇古菌亚硝酸盐还原酶基因相似基因的多样性

摘要:【目的】氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)是奇古菌门中的唯一类群,广泛分布于各个生态系统中,对氮素生物地球化学循环起着重要作用。亚硝酸还原酶是反硝化作用的关键酶,目前关于AOA反硝化作用的研究较少,对AOA 亚硝酸盐还原酶基因多样性的研究有利于揭示AOA在反硝化中的作用。【方法】本研究以水体、沉积物和土壤为研究对象,构建了奇古菌样的nirK基因克隆文库,研究了这些环境中nirK相似基因的多样性。【结果】对奇古菌样的nirK基因文库及其序列分析表明:湖水及其沉积物的 nirK基因克隆文库得到10个OTUs,菜田土壤和水样则有8个OTUs;系统发育进化树表明这些nirK氨基酸序列和Candidatus Nitrosopumilus koreensis AR1,Nitrosopumilus maritimus SCM1最为相似,但相似度较低(53%－68%)。克隆文库多样性指数分析表明:所有样品都存在不同类型的nirK基因,水体样品nirK基因类型的多样性和均匀度高于土壤样品,菜田土壤的nirK基因类型多样性最高,分布最均匀。【结论】本研究表明土壤和淡水环境中奇古菌门nirK基因也具有较高的多样性,并且这些基因型与海洋样品差异非常大,这些基因编码的亚硝酸盐还原酶可能对这些环境中的反硝化作用有重要意义。     

一种基因工程改造的NADH高亲和力木糖还原酶突变基因可促进酿酒酵母发酵木糖生成乙醇

在导入表达毕赤酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶(xylose reductase,XR)和木糖醇脱氢酶(xylitol dehydrogenase,XDH)基因的重组酿酒酵母中,木糖还原酶活性主要依赖辅酶NADPH,木糖醇脱氢酶活性依赖辅酶 NAD+,两者的辅助因子不同导致细胞内电子氧化还原的不平衡,是造成木糖醇积累,影响木糖代谢和乙醇产量的主要原因之一.将经过基因工程改造获得的NADH高亲和力的木糖还原酶突变基因m1,与毕赤酵母木糖醇脱氢酶(PsXDH)基因xyl2共转染酿酒酵母AH109,以转染毕赤酵母木糖还原酶(PsXR)基因xyl1和xyl2重组质粒的酵母细胞为对照菌株,在SC/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基中进行筛选,获得的阳性转化子分别命名为AH-M-XDH和AH-XR-XDH.重组酵母在限制氧通气条件下对木糖和葡萄糖进行共发酵摇瓶培养,HPLC检测发酵底物的消耗和代谢产物的产出情况.结果显示,与对照菌株AH-XR-XDH相比,AH-M-XDH的木糖利用率明显提高,乙醇得率增加了16%,木糖醇产生下降了41.4%.结果证实,通过基因工程改造的木糖代谢关键酶,可用于酿酒酵母发酵木糖生产乙醇,其能通过改善酿酒酵母细胞内氧化还原失衡的问题,提高木糖利用率和乙醇产率.     

蜜蜂TPI基因克隆与生物信息学预测

利用电子克隆方法获得蜜蜂(Apis mellifera)磷酸甘油醛异构酶(triosephosphate isomerase,TPI)基因,并采用生物信息学方法对该基因编码蛋白从等电点、疏水性/亲水性、二级结构等进行了预测,以及试验验证,结果表明蜜蜂TPI基因全长为1 768 bp,具有完整的开放阅读框架(ORF),并得到了试验证实.     

AhAO2转基因拟南芥植株抗旱生理分析

目的:研究AhAO2基因对拟南芥抗旱生理的影响.方法:以转AhAO2基因拟南芥(AO2 -1 -4、AO2 -3 -7、AO2 -8 -1)为实验材料,通过植物根长、相对含水量、气孔开度和抗氧化酶比活力指标的综合评定,分析超表达AhAO2基因对拟南芥抗旱生理的影响.结果:在PEG胁迫下,AO2 -1 -4、AO2 -3 -7、AO2 -8 -1植株体内相对含水量分别比野生型高2.1％、1.3％和1.6％;超表达植株AO2 -1 -4、AO2 -3 -7、AO2 -8 -1抗氧化酶POD酶比活力较野生型提高73.1％、66.2％和74.4％,SOD酶比活力较野生型提高64.6％、80.5％和43.1％.而野生型的气孔开度在正常生长和PEG胁迫的条件下均低于超表达拟南芥株系.AhAO2转基因植株可能通过提高抗氧化酶活性提升了抗旱能力.     

渗透胁迫对杜氏盐藻胞内甘油含量及相关酶活性影响

杜氏盐藻(Dunaliella salina)是一种抗渗透能力强的单细胞绿藻, 甘油在其渗透调节过程中发挥重要作用。本实验对5种不同NaCl浓度条件下, 盐藻的生长、细胞内甘油含量及甘油代谢相关酶的活性变化进行了测定。结果表明, NaCl浓度过高或过低均影响盐藻的生长; 高渗胁迫条件下甘油含量迅速增加,3-磷酸甘油磷酸酶的活性和二羟丙酮还原酶催化二羟丙酮转化为甘油的活性明显增加; 而低渗胁迫条件下的甘油含量会迅速降低, 3-磷酸甘油磷酸酶的活性丧失, 二羟丙酮还原酶催化甘油转化为二羟丙酮的活性增加。基于此实验结果, 我们对盐藻渗透胁迫条件下细胞内的甘油代谢过程与其抗渗透胁迫能力的相关性进行了探讨。     

酿酒酵母CICC1747醛糖还原酶基因的克隆及表达

采用PCR技术以酿酒酵母CICC1747基因组DNA为模板扩增得到醛糖还原酶基因GRE3,插入到pET-15b载体的NdeⅠ和BamHⅠ酶切位点之间,构建了酿酒酵母醛糖还原酶原核表达载体pET-15b-GRE3。将该载体转化到大肠杆菌菌株Rosetta(DE3)中,重组菌株用IPTG诱导表达,采用紫外分光光度法测定醛糖还原酶活力,并对其表达条件进行初步优化。SDS-PAGE电泳结果显示在分子量约37 kD处有明显的特异性蛋白质条带。发酵液的比酶活最高为54.94 mU/mg,与酿酒酵母野生菌株相比提高了近10倍。     

杜氏盐藻硝酸盐还原酶基因5′上游序列的克隆与功能分析

目的:克隆杜氏盐藻硝酸盐还原酶（NR）基因5′上游序列序列,并对其功能进行分析。方法: 利用BamHI、EcoRI、HindIII、PstI、SalI、Xbal 6种限制性内切酶分别酶切盐藻基因组DNA,并与接头连接,构建成盐藻基因组步行文库。采用 LA-PCR方法,从上述盐藻步行基因组文库中扩增NR基因5′上游序列序列,测序并进行分析。为检测其表达特性,构建了该片段与GUS 嵌合基因的表达载体pNR-GUS, 通过电击法将所构建的重组表达载体转化盐藻,组织化学染色法观察GUS的表达。结果: 从盐藻基因组步行文库中扩增出约1200bp特异片段,序列分析表明5′上游序列含有启动子的特征性序列。GUS瞬时表达染色结果显示,该DNA 片段具有硝酸盐诱导和铵抑制的启动子活性。结论：所克隆的盐藻的5′上游序列可能是一种具有"开关"活性的可控性启动子。     

Cd2+ 、Zn2+单一及复合胁迫对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的影响

采用水培法研究了不同浓度Cd2+ 、Zn2+单一及复合胁迫(0.05和0.50 mmol·L-1 Cd2+,0.5和5.0 mmol·L-1 Zn2+)对凤眼莲[Eichhornia crassipes (Mart. ) Solms]幼苗根质膜3种氧化还原酶[NADH氧化酶、Fe(CN)63-还原酶和EDTA-Fe3+还原酶]活性的影响. 结果表明, Cd2+ 、 Zn2+单一及复合胁迫对凤眼莲根质膜NADH氧化酶、Fe(CN)63-还原酶及EDTA-Fe3+还原酶活性的影响效应有明显的差异.0.05或0.50 mmol·L-1 Cd2+单一胁迫处理20 h可使凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性均较对照显著降低(P≤0.05),0.5或5.0 mmol·L-1 Zn2+单一胁迫20 h可导致凤眼莲根质膜NADH氧化酶和EDTA-Fe3+还原酶活性也均较对照显著降低(P≤0.05).随胁迫时间的延长,Cd2+ 、 Zn2+单一及复合胁迫处理均可使凤眼莲根质膜氧化还原酶活性增强,胁迫处理20 d时凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性均高于胁迫20 h的活性.Cd2+-Zn2+复合胁迫对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的影响效应因作用时间和胁迫浓度的不同而有一定的差异;在胁迫20 h时,Cd2+与Zn2+之间对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的作用关系较复杂,因胁迫浓度的不同表现出协同或拮抗的关系;胁迫20 d时,Cd2+与Zn2+对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的复合影响表现出明显的拮抗关系.研究结果显示,Cd2+ 、 Zn2+对凤眼莲根质膜氧化还原酶的复合作用效应与Cd2+和Zn2+的浓度比例及胁迫时间均相关.     

近平滑假丝酵母(R)-专一性羰基还原酶基因的克隆与表达*

根据纯化得到的?-专一性羰基还原酶(rCR)蛋白质测序结果推导出的核苷酸序列设计引物,以筛选得到的近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M203011基因组为模板,通过PCR扩增目的片段,克隆后测序。核苷酸序列测定结果表明rcr基因全长1011bp,共编码336个氨基酸,分子量为35·9kD。将序列递交NCBI比对,与醇脱氢酶超家族成员序列同源性达99%。在大肠杆菌(Escherichia coli)JM109中表达rcr基因,重组