甘草β-香树酯醇合成酶的编码区克隆与序列分析

目的:对甘草β-香树酯醇合成酶(β-amyrin synthase,bAS)编码区进行克隆及序列分析.方法:根据已报道的光果甘草bAS基因的cDNA序列设计引物,采用RT-PCR技术,以甘草主根总RNA为模板扩增出甘草bAS基因的编码区序列.结果:序列分析表明,所克隆的bAS基因编码区长为2 289 bp,编码762个氨基酸残基,命名为GubAs(GenBank注册号:FJ627179),推测的氨基酸序列与光果甘草、光叶百脉根、豌豆、截形苜蓿、大豆的氨基酸序列同源性最高,分别达99%,92%,90%,90%,89%.结论:首次报道了甘草bAS基因的编码区序列,为进一步研究三萜类化合物的生物合成机制及为甘草优良品种的选育奠定基础.     

甘草3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因多态性与甘草酸含量的相关性分析

目的:揭示甘草3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因的多态性,并阐述HMGR基因多态性与甘草酸含量的相关性.方法:以甘草酸含量差异显著的甘草个体为材料,通过RT-PCR法扩增其HMGR基因编码区;与载体pMD19-T连接后克隆测序;通过多重比对进行HMGR基因多态性分析,及与甘草酸含量之间的关联分析.结果:HMGR基因编码区多态性包括整码突变、碱基置换突变、拷贝数多态性及等位基因杂合;HMGR编码氨基酸序列中存在以下4种类型变异,即-HSL,-HSV,GALLV,GALSV,其中-HSV型为甘草中普遍存在类型,-HSL型为甘草酸低含量甘草的特有类型,GALSV型为甘草酸高含量甘草特有类型.结论:甘草HMGR基因编码区具有丰富的多态性,和甘草酸含量之间具有相关性.     

甘草β-香树酯醇合成酶的多态性对其催化效率的影响研究

目的:分析与高、低甘草酸含量密切相关的β-AS(A-T)基因型和β-AS(G-C)基因型在酿酒酵母中异源表达的情况,比较这2种基因型对所生成的β-香树酯醇产量的影响,从而为甘草分子育种奠定基础。方法:将克隆的甘草β-AS基因亚克隆到大肠杆菌和酿酒酵母的穿梭表达载体pY26中,从大肠杆菌中筛选出含有目的基因的重组质粒PY-β-AS,用醋酸锂法转化到酿酒酵母缺陷型菌株INVScI中,经半乳糖诱导后,收集菌体,用气相色谱/质谱(GC-MS)分析生成的β-香树酯醇的量。结果:甘草β-AS基因所编码的酶能催化酵母内源性2,3-氧化鲨稀生成β-香树酯醇,GC-MS分析显示甘草β-AS(A-T)基因型和β-AS(G-C)基因型所生成的β-香树酯醇的质量分数分别为19.08%,1.40%。结论:甘草β-AS(A-T)基因型的催化效率高于β-AS(G-C)基因型,可为甘草分子育种奠定基础。     

光果甘草CHS基因的克隆与多态性分析

目的:克隆光果甘草Glycyrrhiza glabra查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)基因并分析其基因多态性。方法:通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)从光果甘草主根中扩增得到CHS c DNA序列,测序并运用生物信息学软件对测序结果进行分析。结果:克隆得到19条长度为1 175 bp的光果甘草CHS c DNA序列,测序结果显示其一致性99.10%,存在81个变异位点,可分为17种单倍型;氨基酸序列分析显示,这19条c DNA序列共编码14种氨基酸序列类型,一致性99.34%,存在25个变异位点。生物信息学分析表明光果甘草CHS c DNA序列编码蛋白为稳定性亲水蛋白,平均相对分子质量42.6 k Da,等电点5.75~6.21,不含信号肽,无跨膜区,保守结构域包含1个查尔酮合酶超家族结构域,二级结构以α螺旋和无规卷曲为主。同源性分析显示,光果甘草CHS c DNA序列与乌拉尔甘草G.uralensis以及胀果甘草G.inflata在进化关系上最近,与小立碗藓Physcomitrella patens在进化关系上最远。结论:成功克隆并得到了光果甘草CHS c DNA序列,且这些序列编码区具有丰富的多态性。     

太空环境对甘草中甘草酸生物合成相关基因的诱变作用分析

目的:探讨太空环境对甘草酸相关基因的诱变作用分析.方法:利用返回式卫星搭载甘草,18 d后返回地球,搭载种子返回地面后与对照组同时种植于实验田中,采集三年生甘草叶子,对甘草酸形成相关基因ITS序列,β-香树酯醇合成酶基因的多态性以及基因表达差异进行了研究.结果:甘草经过卫星搭载后,甘草酸相关基因ITS序列没有发生变化,而甘草酸合成关键基因β-香树酯醇合成酶基因某些位点呈现了差异性,并且太空环境对甘草酸合成关键基因β-香树酯醇合成酶基因表达有一定影响.结论:太空环境对甘草酸相关形成和表达产生一定影响,这些变化对于揭示太空环境对甘草酸形成的基因机制具有重要意义,并且对于后期选育甘草优良种质奠定基础.     

刺五加鲨烯合酶和鲨烯环氧酶基因单核苷酸多态性及其与总皂苷量的相关性研究

目的 筛选刺五加鲨烯合酶(SS)和鲨烯环氧酶(SE)基因存在的单核苷酸多态性(SNP)位点,分析各SNP位点与刺五加总皂苷量的相关性.方法 采用分光光度法测定刺五加总皂苷的量,并划分为具有显著差异(P＜0.01)的高、低量组;RT-PCR法扩增刺五加SS、SE基因,根据测序结果筛选SNP位点,利用R×C表的x2检验分析相关关系.结果 刺五加SS基因存在6处SNP,其中704 bp位点为错义突变,其他位点为同义突变,各位点均不与刺五加总皂苷量显著相关.SE基因存在9处SNP,其中导致错义突变的164、199、227、232 bp位点及同义突变的279、285 bp位点与刺五加总皂苷量显著相关(P＜0.05),其他位点为同义突变,与刺五加总皂苷量间无显著相关性.结论 刺五加SS和SE基因存在SNP,SE基因164～285 bp位点的AGAACG与刺五加总皂苷高量组显著相关,TAGTTC与低量组显著相关.     

西洋参β-香树脂合成酶基因的克隆和生物信息学分析

目的 克隆西洋参三萜皂苷生物合成途径关键酶β-香树脂合成酶(bAS)全长cDNA,为研究西洋参皂苷生物合成与次生代谢调控奠定基础.方法 采用大规模ESTs测序和cDNA末端扩增(RACE)技术克隆西洋参bAS基因.结果 获得了西洋参bAS基因全长cDNA,命名为PqbAS(GenBank注册号:JX185490),其核苷酸序列长度为2 309 bp,含有1个开放阅读框,编码631个氨基酸多肽.保守结构域搜索显示PqbAS含有环氧角鲨烯环化酶(OSCs)共有的活性位点和保守基序.Singal P4.0分析表明PqbAS属于非分泌型蛋白,Tmhmm 2.0分析表明其为非跨膜蛋白.实时荧光定量PCR显示PqbAS基因在各个器官中均有表达,在花和幼茎中高表达,根和叶中表达量相对较低.结论 首次克隆了PqbAS基因全长序列,为研究其表达特性以及在三萜皂苷生物合成中的功能奠定了基础.     

甘草酸合成生物学元件初探：甘草法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及序列分析＊

甘草酸是中药甘草的主要有效成分,法呢基焦磷酸合酶（FPS）是甘草酸合成途径中关键酶之一。根据甘草转录组数据设计引物,对FPS基因进行克隆,获得甘草FPS基因的全长编码序列。甘草FPS基因编码区全长1029 bp,编码342个氨基酸残基。将甘草FPS基因与GenBank中其他植物FPS基因序列进行比对分析,发现其核酸序列与鹰嘴豆、苜蓿、蒺藜苜蓿、大豆、百脉根的序列相似度最高,分别达到94%、94%、93%、93%、92%。进一步的系统进化分析表明FPS基因具有较高的保守性,其序列进化树与植物分类一致。     

快速老化小鼠脑组织Aβ、CypD单核苷酸多态性及“三焦针法”对其作用的研究

[目的]研究快速老化小鼠SAMP8和同品系正常小鼠SAMR1海马、皮质神经元中淀粉样多肽蛋白(Aβ)、亲环蛋白D(CypD)差异表达是否与其基因CDS区DNA序列单核苷酸多态性(SNP)有关,以及"三焦针法"对Aβ、CypD基因CDS区DNA序列是否有干预作用。[方法]选取快速老化小鼠SAMP8为模型,采用PCR扩增、SNP一代测序等法比对小鼠皮质、海马组织中Aβ基因CDS区引物设计位点(17个)以及CypD基因CDS区引物设计位点(6个)的DNA序列,并观察"三焦针法"对Aβ、CypD基因CDS区DNA序列是否有干预作用。[结果]SAMR1正常对照组、SAMP8对照组小鼠皮质、海马Aβ和CypD基因CDS区引物设计位点DNA序列均未发生SNP,针刺组小鼠皮质、海马Aβ和CypD基因CDS区引物设计位点DNA序列未发生变化。[结论]Aβ、CypD mRNA及蛋白差异表达与其基因CDS区DNA序列SNP无关,"三焦针法"对Aβ、CypD基因CDS区DNA序列无干预作用,并推测AD的发生与Aβ、CypD基因CDS区DNA序列SNP无关,"三焦针法"并非通过改变Aβ、CypD基因CDS区DNA序列的途径实现对Aβ、CypD mRNA及蛋白含量的调节作用。     

甘草酸合成生物学元件初探：甘草法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及序列分析

甘草酸是中药甘草的主要有效成分,法呢基焦磷酸合酶（FPS）是甘草酸合成途径中关键酶之一。根据甘草转录组数据设计引物,对FPS 基因进行克隆,获得甘草FPS 基因的全长编码序列。甘草FPS 基因编码区全长1 029 bp,编码342 个氨基酸残基。将甘草FPS 基因与GenBank 中其他植物FPS 基因序列进行比对分析,发现其核酸序列与鹰嘴豆、苜蓿、蒺藜苜蓿、大豆、百脉根的序列相似度最高,分别达到94%、94%、93%、93%、92%。进一步的系统进化分析表明FPS 基因具有较高的保守性,其序列进化树与植物分类一致。     

ApoAI、B基因多态性与非创伤性股骨头坏死证候相关性研究

目的:研究载脂蛋白AI、B(ApoAI、B)基因多态性与非创伤性股骨头坏死(nontraumatic osteonecrosis of femoral head,NONFH)中医证候的相关性。方法:采用聚合酶链式反应(PCR)和限制性片段长度多态性(RFLP)对143例NON-FH患者和92例正常人分别进行ApoAI基因启动子-75bp位点、内含子+83bp位点,ApoB基因EcoRI、XbaI的多态性研究,采用聚合酶链反应(PCR)和琼脂糖凝胶电泳分析ApoB基因3’端可变数目串联重复序列(3’-VNTR);对NONFH患者按痰瘀阻络、经脉痹阻和肝肾亏虚3个证型进行中医辨证,用SAS软件分析基因型、等位基因在NONFH证候分型出现频率。结果:ApoAI启动子-75bp基因位点,经脉痹阻证和肝肾亏虚证的A/A基因型频率均高于对照组(P0.05),肝肾亏虚证的G/A基因型频率显著低于对照组(P0.01)、痰瘀阻络证和经脉痹阻证(P0.05),而G/G基因型频率明显高于经脉痹阻证(P0.05);等位基因比较中,经脉痹阻证G等位基因频率显著低于其他各组(P0.05)。ApoAI启动子-内含子中,与痰瘀阻络相比,经脉痹阻证组的G/G-C/C、G/A-C/C基因型频率均显著降低(P0.05);肝肾亏虚证组G/A-C/C基因型频率显著降低(P0.05);而且肝肾亏虚证组G/A-C/C基因型频率显著低于经脉痹阻证组。ApoB基因XbaI基因型中,经脉痹阻证组X+X-基因型频率明显高于对照组(P0.05),但X+、X-等位基因频率无明显差异(P0.05)。在ApoAI基因内含子+83bp位点、ApoB基因EcoRI基因型、3’-VNTR基因型频率、等位基因频率在各证型及对照组间分布无明显差异(P0.05)。结论:ApoAI基因启动子-75bp位点多态性、启动子——内含子位点多态性及ApoB基因XbaI基因型与NONFH证候分型有一定相关性;ApoAI基因内含子+83bp位点、ApoB基因EcoRI、3’-VNTR多态性可能与NONFH的证候发生、发展无相关关系。     

甘草鲨烯合酶基因及cDNA的克隆与序列分析

目的:对甘草鲨烯合酶(SQS)基因的cDNA及DNA进行克隆及序列分析.方法:根据已报道的光果甘草SQS1基因的cDNA序列设计引物,采用RT-PCR的方法,提取甘草根的RNA然后反转录成cDNA,以cDNA为模板,扩增出SQS基因的cDNA序列,以甘草总DNA为模板,扩增SQS的DNA序列.结果:序列分析表明,克隆获得的甘草SQS1的cDNA编码区为1242 bp,编码413个氨基酸残基,命名为GuSQS1,登录号为GQ266154,与卢虹玉等报道的甘草的2个SQS(SQS1和SQS2)的氨基酸序列一致性为98.55%,88.62%,对应DNA序列全长为4484 bp,含有13个外显子,12个内含子,登录号为GQ180932.结论:甘草SQS的cDNA及DNA序列的获得为进一步研究甘草酸生物合成机制提供了基础.     

光果甘草ARPI基因的克隆和生物信息学分析

目的:克隆光果甘草生长素/吲哚乙酸蛋白(Aux/IAA)(GgARPI)基因并进行生物信息学分析。方法:取光果甘草新鲜主根,提取RNA,通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)克隆GgARPI基因互补脱氧核糖核酸(cDNA)序列,测序并对其进行生物信息学分析。结果:克隆得到长度为686 bp的GgARPI基因cDNA序列,包含1个585 bp的完整开放阅读框(ORF),编码194个氨基酸残基。生物信息学分析表明GgARPI编码蛋白为稳定亲水蛋白,相对分子质量21. 95 k Da,等电点6. 85,不含信号肽,无跨膜区,二级结构以无规卷曲为主,包含1个Aux/IAA蛋白超家族结构域。同源性分析表明GgARPI基因与豆科植物的亲缘关系较近,与单子叶植物谷子Setaria italica的进化关系最远。结论:首次克隆得到GgARPI cDNA序列,为进一步研究GgARPI基因的功能及其对甘草酸生物合成的分子调控机制奠定了基础。     

光果甘草GgUGE基因的克隆和序列分析

目的:通过克隆光果甘草Glycyrrhiza glabra UDP-葡萄糖4-差向异构酶(UDP-glucose 4-epimerase,UGE)基因并进行生物信息学分析,探究光果甘草UGE基因与甘草酸生物合成分子调控之间的潜在关系。方法:从光果甘草主根中提取RNA,通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)克隆得到UGE基因c DNA序列,测序并进行序列分析。结果:成功克隆得到一条长度为1 121 bp的光果甘草UGE基因(Gg UGE) c DNA序列,包含1个长度为1 053 bp的开放阅读框(ORF),共编码350个氨基酸残基,在Gen Bank上对所得c DNA序列进行注册,序列注册号为MK638908。序列分析表明Gg UGE基因编码蛋白为不稳定亲水蛋白,理论相对分子质量为39. 02 k Da,等电点为6. 13,不含信号肽,无跨膜区,二级结构以α-螺旋为主,保守结构域含有葡萄糖4-差向异构酶基因家族结构域。Gg UGE基因的c DNA序列和氨基酸序列聚类分析结果表明其与豆科植物亲缘关系最近,而与杨柳科植物亲缘关系较远。结论:首次克隆得到了光果甘草Gg UGE c DNA序列,对其进行了生物信息学分析,为后续Gg UGE基因的功能研究以及甘草酸生物合成分子调控机制的解析提供参考。     

竹节参β-香树素合成酶基因克隆及生物信息学分析

目的克隆三萜皂苷代谢关键酶竹节参β-香树素合成酶(β-AS)基因,采用生物信息学分析其序列及其结构与功能,为竹节参合成及调控机制研究提供基础。方法提取竹节参叶片RNA,扩增β-AS基因编码区序列,将序列连接至pMDTM18-T载体进行克隆、测序,并利用生物信息学分析比较移栽品和栽培品竹节参β-AS蛋白的特征,构建竹节参β-AS蛋白的系统进化树。结果克隆出移栽品和栽培品竹节参的β-AS基因编码区序列,开放阅读框(ORF)均为2 286 bp,编码761个氨基酸。2个品种β-AS蛋白在细胞中的基本结构和功能是一致的,但两者之间存在8个氨基酸差异,使两者的蛋白质二级结构、三级结构磷酸化位点以及理化性质存在差异,可能会导致两者的催化活性存在差异。结论克隆得到野生移栽品和栽培品竹节参的β-AS基因,并对2个品种β-AS蛋白进行了生物信息学分析和比较,为今后研究该酶的结构特征、功能以及其与皂苷含量的相关性提供参考,也为竹节参合成生物学研究提供了生物基因元件。     

冠心病不稳定性心绞痛血瘀证患者IL-6基因甲基化研究及方法探讨

目的:研究冠心病不稳定性心绞痛(unstable angina,UA)患者外周血细胞中白细胞介素-6(IL-6)基因启动子区甲基化状态与中医血瘀证的关系。方法:选取6例2015年2月—2015年5月中国中医科学院广安门医院心血管科住院或门诊UA血瘀证患者作为试验组,另选取6例中国中医科学院广安门医院心内科住院或门诊UA非血瘀证患者作为对照组,采用重亚硫酸盐处理检测两组IL-6基因启动子区甲基化状态并进行组间比较,分析血瘀证与基因启动子区甲基化相关性。结果:IL-6基因转录起始位点前-1 118 bp至-826 bp序列中7个位点Cp G位点甲基化程度血瘀证组存在高于非血瘀证组的趋势,但差异尚无统计学意义。IL-6基因转录起始位点前-1 47 1 bp至-1 184 bp序列4个Cp G位点甲基化程度血瘀证组与非血瘀证组之间的差异尚不明显。结论:UA血瘀证患者IL-6基因启动子甲基化水平存在高于非血瘀证组的趋势,一定程度反映了UA血瘀证本质。     

广藿香青枯病菌致病相关基因RsgidA的克隆及生物信息学分析

目的对广藿香青枯菌菌株PRS-84的致病相关基因RsgidA进行克隆及生物信息学分析。方法以广藿香青枯病菌Tn5转座子插入的低致病力突变株PRS-84-4-7为材料,对广藿香进行致病性实验;以Tn5转座子序列为基础,对突变株PRS-84-4-7的基因组进行反向PCR扩增,克隆转座子插入位点的侧翼序列;根据序列的同源基因设计特异性引物,对野生菌株PRS-84的基因组进行PCR扩增,对克隆获得的目标基因序列进行生物信息学分析。结果低致病力突变株PRS-84-4-7对广藿香的致病性不明显。成功获得了低致病力突变株转座子插入位点的侧翼序列,该序列与gidA基因的相似度最高,将插入位点基因命名为广藿香青枯病菌RsgidA基因。从野生菌株PRS-84中克隆了致病相关基因RsgidA,全长1881bp,编码626个氨基酸。系统进化分析显示,RsgidA基因编码蛋白与植物病原中丁香假单胞菌Pseudomonassyringae的GidA蛋白亲缘关系较近。结论从广藿香青枯病菌菌株PRS-84中成功克隆了致病相关基因RsgidA,为了解青枯病菌的致病机制、研究新的防治广藿香青枯病的方法奠定了基础。     

吴茱萸Cu/Zn-SOD基因全长cDNA克隆与序列分析

目的:克隆获得与吴茱萸抗逆性密切相关的Cu/Zn-SOD基因cDNA全长序列。方法:采用RACE技术获得了该基因的开放阅读框(ORF)和3,5,端非编码区。结果:该基因全长717 bp,ORF区为459 bp,编码152个氨基酸,GenBank登录号为JQ285851。结论:该基因为吴茱萸Cu/Zn-SOD基因cDNA全长序列,与其它植物的Cu/Zn-SOD基因具有较高的同源性。     

石斛属植物rbcL基因序列变异和系统发育初步研究

目的 探讨10种石斛植物叶绿体rbcL基因序列变异和系统发育关系.方法 根据Genebank已经公布的植物rbcL基因序列设计一对引物,用于石斛rbcL基因PCR扩增.基因序列排列用Clustal X软件完成,应用Seqnconverter软件分析序列的长度、GC含量、GpC量、GCskew值等;用Mega 4.1软件分析转换值、颠换值、转换/颠换比;采用最大简约法(maximum parsimony method)获得最大简约系统树;应用自展法(bootstrap)检验系统树,自展次数为1 000次.结果 10种石斛植物叶绿体rbcL基因的长度范围为944～950 bp,其中536 bp为保守位点,466 bp为变异位点,439 bp为具有系统发育信息的信息位点.基因中GC含量为40.61%～41.37%,GpC含量为4.03%～4.78%,GCskew 值为0.043 2～0.082 1.序列转换/颠换比(Si/Sv)为0.9.结论 利用PCR和核酸测序方法可以获得rbcL基因的核苷酸序列,能为石斛植物的系统发育研究提供核苷酸序列方面的资料.     

基于β-AS基因的甘草道地性形成机制研究

目的:对甘草道地性形成机制进行探索.方法:在GenBank中检索β-香树酯醇合成酶(β-AS)基因,进行序列比对并找出序列保守区,用primer premier 5.0软件设计引物,对3个不同产地甘草材料的β-AS基因进行扩增、测序,用MegAlign软件进行序列分析并构建系统树.在表达差异实验中,对来自3个产地的9份甘草材料进行总RNA提取,逆转录得到cDNA,以甘草18S基因为内参,PCR扩增后进行相对表达量分析.结果:在序列多态性实验中,9个样品的β-AS序列经比对分析共发现108处变异位点,内含子变异位点数高于外显子变异位点数两倍.在表达差异实验中内蒙组、甘肃组和宁夏组的甘草β-AS基因平均相对表达量有显著性差异.结论:不同产地甘草β-AS基因多态性的差异以及表达量的差异,可能是导致甘草道地性形成的原因之一.