工业大麻PP2C基因家族成员鉴定及表达分析

目的 2C类蛋白磷酸酶（PP2C）参与植物多种信号转导途径。其通过负调节丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路参与植物多种胁迫响应和代谢产物合成的调控。对工业大麻PP2C（CsPP2Cs）基因家族进行全基因组鉴定及表达分析，以期为研究CsPP2Cs在工业大麻生长发育过程中的生物学功能提供参考。方法 利用MEGA-X构建系统发育树，利用ExPASy、WoLF PSORT、MEME、Batch-CD-Search、PlantCare、TBtools分别对CsPP2Cs蛋白理化性质、亚细胞定位、保守基序、蛋白结构域、CsPP2Cs基因启动子顺式作用元件和与拟南芥PP2Cs（AtPP2Cs）基因的共线性进行预测和分析。通过转录组数据和实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）对CsPP2Cs基因表达进行分析和验证。结果 从工业大麻全基因组中共鉴定出52个具有保守结构域的PP2Cs，基因编码蛋白长度244~1 089个氨基酸不等，相对分子质量在26.76~122.53 kDa，亚细胞定位主要分布于细胞核、细胞质和叶绿体。系统进化树将52个CsPP2Cs分为10个亚族和5个未分组成员。共线性分析发现，工业大麻与拟南芥存在7对同源基因。顺式元件预测显示光响应元件和脱落酸元件居多。基因表达热图显示，相同基因在各组织中存在差异表达。对部分基因进行Real-time PCR验证，进一步证实了转录组数据的准确性。同时，可变剪切分析表明部分CsPP2Cs基因在进化过程中存在可变剪切本。结论 从全基因组层面对CsPP2Cs进行了分析和预测，提示CsPP2Cs可能广泛参与工业大麻的多种生物学过程，为进一步研究CsPP2Cs功能奠定了基础。     

大麻GRAS转录因子全基因组研究

目的GRAS转录因子在植物响应逆境胁迫和调控次生代谢方面起重要作用。为了研究GRAS转录因子在大麻素生物合成途径中的潜在功能,对大麻Cannabis sativa基因组中的GRAS基因进行全基因组鉴定、表达模式和功能分析。方法使用NCBI、PlantTFDB、ExPASy等在线网站以及TBtools、MEGA、DNAMAN等软件对CsGRAS基因进行鉴定、可视化分析和功能预测。结果在大麻基因组中共鉴定出44个GRAS基因,在10条染色体上不均匀分布,基因之间存在串联重复现象;CsGRAS基因编码氨基酸数目为436~757,等电点介于4.77~7.24,相对分子质量为49164.54~85748.52;亚细胞定位分析显示CsGRAS主要定位在细胞核中;系统发育分析将CsGRAS分为10个亚家族;CsGRAS基因启动子区含有光响应元件、GA响应元件和MeJA响应元件等;CsGRAS在不同品种不同组织中表达量差异显著,其中CsGRAS4、CsGRAS13、CsGRAS15、CsGRAS17和CsGRAS44在花中特异性高表达,推测其可能调控大麻素生物合成。结论全面分析了大麻基因组中的GRAS家族,有助于更好地挖掘GRAS基因在大麻的大麻素生物合成调控和响应逆境胁迫中的作用。     

大麻中大麻素类化学成分及其分析方法研究进展

大麻Cannabis sativa又名线麻、白麻、胡麻、野麻和火麻，为大麻科大麻属一年生草本植物，是我国传统经济作物，应用涉及医药、食品和化妆品等多个领域。大麻素类成分是大麻的主要活性成分，具有镇痛、抗炎、抗氧化、镇静、抗呕吐等功效。根据化合物结构特点，对大麻中已报道的121个大麻素类成分进行了总结归纳，并在此基础上按分离技术对大麻素类成分的常用分析方法进行了综述，旨在为大麻资源的质量控制以及大麻的深入研究提供参考依据。     

基于UPLC-QQQ-MS/MS的工业大麻中6种大麻素类成分定量研究

目的 建立基于超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UPLC-QQQ-MS/MS)技术的工业大麻中6种大麻素类成分的定量分析方法,并利用该方法对9个火麻仁基原植物工业大麻植株3个不同部位(雌花、苞片、叶)中的大麻素类成分含量进行研究,为合理合法开发利用工业大麻,甄选商业化品种以及选育符合我国法规的高大麻二酚(cannab...     

大麻遗传转化研究进展

自从乌拉圭、加拿大和美国部分州将中药“火麻仁”的基原植物大麻Cannabis sativa合法化以来,工业大麻的市场价值逐年提高。高市值推动大麻基础研究迅猛发展,其遗传转化研究也实现了质的突破。目前,发根农杆菌介导的大麻毛状根转化、根癌农杆菌和纳米材料介导的大麻瞬时转化、病毒介导的基因沉默和大麻稳定转化均已实现,但是稳定遗传转化效率仍然不高。而建立高效的大麻遗传转化体系,不但可加速大麻分子生物学的研究,还可用于大麻新品种的创制。综述大麻遗传转化的研究进展,以期为深入开展大麻遗传转化提供参考。     

中药火麻仁基原植物大麻全基因组YABBY转录因子分析

目的:分析大麻(Cannabis sativa)YABBY转录因子家族序列特征、染色体定位、基因结构、保守基序、系统进化和基因的差异表达;为深入研究YABBY基因功能提供分子基础,为工业大麻优良品种选育提供理论支撑。方法:通过生物信息学手段对火麻仁基原植物大麻YABBY基因家族进行鉴定和分析,使用PlantTFDB,ExPASy,MEME,WoLFPSORT,PLANTCARE等在线网站及TBtools,MEGA,DNAMAN等软件进行YABBY预测和分析并进行可视化作图。结果:大麻中含有6个YABBY基因成员,分布在5条染色体上,其中5个定位在细胞核,1个定位在胞外;氨基酸数目185~235个,等电点介于5.05和9.34,相对分子质量在20 582.45~26 282.7 Da;所有CsYABBY蛋白都包含有锌指结构和YABBY两个保守结构域,CsYABBY基因启动子区具有多种与胁迫相关的顺式作用元件,并且在不同部位和不同品种的表达量存在差异。结论:该基因家族的表达可能会受到激素和外界环境因素影响,大麻YABBY基因具有组织表达特异性,花中特异性高表达的基因可能对大麻雌花的发育有重要调控作用,YAB1和YAB5亚族的CsYABBY可能参与大麻素的合成过程。     

汉麻聚酮合酶基因家族成员鉴定与表达分析

目的 在从全基因组层面对汉麻Cannabis sativa聚酮合酶（polyketide synthases,PKSs）基因家族进行鉴定和功能分析,为解析汉麻次生代谢产物的合成与积累奠定理论基础。方法 基于已发布的高质量汉麻基因组,利用生物信息学工具对汉麻PKS基因家族进行鉴定并对其物化性质、基因结构、蛋白构象以及表达模式进行分析,利用Alphafold算法对关键PKS蛋白结构进行预测。结果 共鉴定出9个汉麻PKSs(CsPKS1～CsPKS9),分布在5条染色体上。通过对汉麻和其他物种PKS的系统发育分析,CsPKSs主要被分为3组：group1包括Cs PKS2～CsPKS4与花药特异性CHS样酶（anther specific chalcone synthase-like,ASCL）同源;group2含有CsPKS1和CsPKS5～CsPKS8为类CHS超家族（chalcone synthase like,CHSL）与苯戊酮合酶（valerophenone synthase,VPS）和茋类合酶（stilbene synthase,STS）等关系较密切;group 3仅含有CsPK...     

工业大麻TCP基因家族的鉴定及表达分析

目的 TCP基因家族在植物叶片发育、侧枝形成、花器官形成、植物激素合成与信号转导等生理过程中发挥着关键的作用。对工业大麻Cannabis sativa TCP基因进行全基因组鉴定及表达分析为工业大麻TCP基因家族的功能分析提供科学参考。方法 基于已发布的工业大麻基因组，利用生物信息学方法对工业大麻TCP基因家族成员进行鉴定并对其理化性质、基因结构、以及表达模式进行分析。结果 共鉴定出17个工业大麻TCP基因（Cs TCP1～Cs TCP17）分为2类3个亚科（PCF、CIN和CYC/TB1），编码的氨基酸长度在163～585 aa，蛋白质相对分子质量为18 310～64 070，蛋白等电点介于4.99～9.36，亚细胞定位大部分为细胞核。共线性进化分析发现，工业大麻与拟南芥、番茄、水稻分别存在9、20和6对同源基因。顺式元件预测结果表示光响应元件和脱落酸元件在TCP基因启动子区域分布广泛。基因表达分析结果表明，工业大麻TCP基因的表达存在组织特异性，大部分在叶和花中高表达。结论 为深入研究工业大麻TCP基因家族的功能奠定了基础，进一步阐明了TCP基因可能参与工业大麻生长发育的各个阶段，...