甘薯胚胎及果实发育的研究

本文研究甘薯的胚胎发育及果实的形成。授粉后10—30分钟花粉粒在柱头上萌发,2小时花粉管抵达珠孔,5—12小时左右完成双受精。授粉后12小时胚乳核开始第一次有丝分裂;15小时合子开始第一次有丝分裂,18小时形成顶细胞和基细胞;尔后分化成原胚,球形胚,心形胚,鱼雷形胚,成熟胚。在适宜温度下21天左右胚胎发育完成。果为蒴果,其内含有1—4粒种子。授粉后3—4天子房开始膨大形成果实,21—30天蒴果与种子成熟。     

苦荞黄烷酮3-羟化酶基因F3H的克隆及序列分析

为提高黄酮代谢途径中的关键酶活性,增加苦荞黄酮类化合物的合成量,根据已知植物的F3H基因同源序列,采用RT-PCR和RACE结合的方法,克隆了苦荞黄酮代谢途径中关键酶基因F3H,命名为FtF3H(GenBank登录号:FJ456858)。序列分析结果表明,FtF3H基因长1369bp,编码367个氨基酸,该氨基酸序列及其cDNA序列与葡萄、牵牛F3H等的同源性约80%。二级结构预测表明,随机卷曲是FtF3H蛋白最大量的结构元件,而α-螺旋和β-片层则散布于整个蛋白质中;三维结构建模预测FtF3H蛋白具有铁离子结合位点及2-O-酮戊二酸结合位点等F3H蛋白典型结构。     

马铃薯腺苷酸激酶基因的克隆分析及其植物表达载体的构建

目的:克隆马铃薯腺苷酸激酶基因(adk)并进行生物信息学分析,构建反义表达载体。方法:用RT-PCR方法从西南地区马铃薯主推品种“米拉”中克隆adk编码序列,进行生物信息学分析后,反向插入植物高效表达载体pCAMBIA1304 ,构建其反义植物表达载体。结果:克隆到的adk编码序列(stadk)为867bp,编码由288个氨基酸残基构成的多肽。生物信息学分析表明,其亚细胞结构定位于质体,具有典型的腺苷酸激酶蛋白功能域ATP-AMP(Ap5A)结合位点和AMP结合位点,蛋白质三维模型具有典型的ADK蛋白立体结构。该蛋白与另一条来源于马铃薯的ADK2序列的遗传相似性最高,在进化树上与杏、苜蓿、水稻的距离最近,与拟南芥的距离最远。将构建好的反义表达载体pCAMBIA1304 -Astadk导入根癌农杆菌菌株LBA4404,获得了工程菌菌株。结论:克隆到stadk基因。生物信息学分析表明,在淀粉合成水平最高的植物中,腺苷酸激酶的分子进化水平和遗传相似性也最高。获得的工程菌菌株可用于遗传转化马铃薯、甘薯和木薯等重要的淀粉作物,为实现淀粉代谢工程奠定了基础。     

甘薯肉桂酸-4-羟化酶基因克隆及序列分析

肉桂酸-4-羟化酶(Cinnamic acid-4-hydroxylase,C4H,EC 1.14.13.11)是苯丙烷途径中第二步反应酶,同时也是花色素苷前体生物合成途径中关键酶。该研究根据植物C4H的同源序列设计引物,通过RTPCR结合RACE的方法,在紫色甘薯中获得了与其相应的C4H基因,命名为Ib C4H(Gen Bank登录号GQ373157)。结果表明:(1)序列分析表明Ib C4H长1 668 bp,编码505个氨基酸,该氨基酸序列与其c DNA序列与Ib C4H蛋白与马铃薯C4H蛋白序列最为接近,与苹果、黑莓、大阿米芹、油菜一致性很高,均在70%以上。(2)二级结构预测表明α-螺旋和无规则卷曲是Ib C4H蛋白最大量的结构元件,而延伸链则散布于整个蛋白中。(3)三维结构建模预测,Ib C4H蛋白具备细胞色素P450氧和铁离子结合位点等典型的C4H结构。该研究结果为进一步了解花色素苷生物合成途径中的作用奠定了基础,也为花青素生物合成分子机理和代谢调控提供了靶位点和理论参考。     

甘薯淀粉粒电镜照片

这是一组甘薯淀粉粒在电镜下的扫描图,不同的品系其淀粉粒的形状、大小都不尽相同。图1为川薯27品种;图2(图2—5见封三)为813—19品系;图3为农大红品种;图4为徐薯18品种的淀粉粒。