太子参类胡萝卜素双加氧裂解酶家族4成员的克隆及表达特性分析

为探讨太子参环肽成分与品质形成的分子机制,利用生物信息学方法从太子参转录组数据库中筛选出太子参类胡萝卜素双加氧裂解酶(carotenoid cleavage dioxygenases,CCDs)新基因,并设计引物对其进行全长扩增及克隆、生物信息学分析和基因表达分析。克隆得到的4条CCDs序列全长分别为1 617,1 461,1 746,1 875 bp,并根据其功能依次命名为Ph CCD1,Ph NCED2,Ph NCED3,Ph CCD4。序列分析结果表明,4个基因均含有REP65结构域,且均含有与亚铁离子结合的位点。系统进化分析表明,Ph NCED2,Ph NCED3聚为NCEDs一支,Ph CCD1,Ph CCD4聚为CCDs一支,且与拟南芥Arabidopsis thaliana的At CCDs家族相比,Ph CCD1与At CDD1同源性最高,Ph CCD4与At CCD4同源性最高,Ph NCED2,Ph NCED3与At NCED3同源性最高。实时荧光定量分析显示Ph CCD1和Ph CCD4 2个基因的表达主要在地上部分,其中Ph CCD1在叶中的表达量最高,Ph CCD4在茎叶具有高表达,可能参与太子参类胡萝卜素的生物合成;Ph NCED2和Ph NCED3 2个基因的表达主要在地下部分,其中Ph NCED2在须根中表达量最高,Ph NCED3在块根木部和皮部表达量较高,可能是脱落酸生物合成的关键酶基因。研究首次得到太子参CCDs基因,为进一步阐明太子参植株对于外界胁迫的应答机制,进而探讨太子参品质形成的生物途径奠定基础。     

植物石竹型环肽的研究进展

植物环肽是一类结构新颖、生物活性很高的物质,石竹型环肽作为其重要的组成之一,在药物的开发利用及其疾病的治疗中扮演着重要的角色。本文从石竹型环肽的来源、生物活性以及生物合成途径三个方面对其进行了简要介绍,最后以太子参环肽为例,分析石竹型环肽在研究过程中存在的问题,并对植物环肽的的研究趋势进行展望,为相关研究提供参考。     

太子参玉米黄质环氧化酶基因的克隆与表达分析

玉米黄质环氧化酶(zeaxanthin epoxidase,ZEP)在植物脱落酸(abscisic acid,ABA)生物合成间接途径中发挥着重要调节作用。该研究根据太子参转录组数据,克隆获得太子参的Pseudostellaria heterophylla玉米黄质环氧化酶基因,命名Ph ZEP。对其序列进行生物信息学分析,结果表明Ph ZEP的开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 263 bp,编码420个氨基酸,预测其蛋白的相对分子质量为47.34 k Da,等电点(theoretical p I)为6.64;具有脂质蛋白附着点和黄素蛋白单加氧酶的特征性结构域,且在N端含有分泌信号肽。实时荧光PCR分析发现,Ph ZEP在叶片中表达量最高,其次是茎和须根;Ph ZEP在盛花期后10,40 d块根中的表达量较高;ABA处理后Ph ZEP表达量与对照组相当,经氟啶酮处理后Ph ZEP的表达量显著高于对照组。该研究从太子参中分离鉴定了ZEP基因,对后续研究其基因的功能特点和解析ABA在太子参生长发育过程的遗传调控提供研究基础。     

基于SRY基因的人血迹性别快速鉴定的方法学研究

目的:在案发现场快速准确的锁定犯罪嫌疑人性别,缩小嫌疑人范围,为基层公安机关案件侦查提供技术支持。方法:通过对碱裂解法进行改良并建立人类凝固血液的基因组DNA提取方法;根据Y染色体的SRY基因序列设计特异性引物,优化PCR扩增反应条件,扩增产物经SYBR Green I染色后紫外光下观察。结果:改良碱裂解法中组2所得DNA浓度为(271.08±143.28)ng/μL,显著优于组1所得(P0.05),且经ITS序列验证均能扩增出目的条带;在PCR扩增产物加入SYBR GreenⅠ染料后于紫外光下观察,男性血样的PCR扩增产物呈现绿色荧光,而女性血样的PCR扩增产物未有荧光。结论:使用改良碱裂解法中的组2快速提取案发现场凝血DNA,进行特异性PCR扩增后,观察加入SYBR Green I后的PCR产物紫外光下是否有绿色荧光即能判断性别,该方法准确、可靠,较常规方法缩短1~2 h。     

太子参3个肌动蛋白基因片段的克隆与序列分析

目的克隆太子参肌动蛋白(Actin)基因片段并进行序列分析。方法利用植物Actin基因的保守序列设计简并引物,通过RT-PCR和抑制PCR扩增太子参Actin基因核心片段。利用半定量RT-PCR分析太子参Actin基因在不同种源、不同器官、不同生长发育时期的表达情况。结果通过RT-PCR获得3条太子参Actin基因的核心片段,长度均为760 bp,依次命名为PhACT1、PhACT2、PhACT3。通过抑制PCR及序列拼接后3条核心片段依次延长至1 008、1 008、975 bp,分别编码336、336、325个氨基酸残基。半定量RT-PCR分析表明PhACT2和PhACT3基因在不同种源、不同器官、不同生长发育时期的表达量基本恒定,PhACT1基因存在一定的差异。结论首次从太子参中克隆得到3条太子参Actin基因序列,并确定PhACT2基因适合作为太子参功能基因表达分析的内参基因。     

太子参2个赤霉素2-氧化酶基因的克隆与序列分析

目的克隆太子参Pseudostellariae Radix赤霉素2-氧化酶(gibberellin2-oxidase,GA2ox)基因,并进行生物信息学和表达分析。方法通过对太子参转录组数据库的分析,得到2个太子参GA2ox基因PhGA2ox1和PhGA2ox8。。采用反转录PCR(RT-PCR)和特异PCR技术获得2个基因的蛋白编码区(coding sequence,CDS),并对其编码的蛋白进行生物信息学分析。采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测基因的表达模式。结果生物信息学分析表明,PhGA2ox1和PhGA2ox8的CDS区分别长981和1 056 bp,编码326和351个氨基酸残基,蛋白相对分子质量分别为36 871.3和40 169.9,理论等电点为8.66和6.91,具有GA2ox的保守结构域DIOX_N和20G-Fell_Oxy,但均无明显疏水区,无跨膜结构域,无信号肽,为稳定蛋白。序列系统进化分析显示植物GA2ox蛋白可被分为3个亚类,PhGA2ox1和PhGA2ox8分别归入Class I和Class III亚类。qPCR分析显示,PhGA2ox1在不同组织器官中的表达基本恒定,而PhGA2ox8在块根木质部的表达量却显著高于在其他组织器官中的表达量(P0.05)。结论首次获得PhGA2ox1和PhGA2ox8基因的编码区序列,为进一步分析2个基因在太子参生长发育过程中的作用奠定了基础。     

太子参分解代谢关键酶8'羟化酶基因的克隆及生物信息学分析

ABA 8'羟化酶是脱落酸(abscisic acid,ABA)分解代谢中的关键酶基因之一。采用同源检索的方法从太子参转录组数据库中获得7个ABA 8'羟化酶(abscisic acid 8'-hydroxylase)基因家族成员,对各家族成员进行转录分析组数据以及ABA 8'羟化酶关键基因ABA8ox1编码区(coding sequence,CDS)的克隆与生物信息学分析。ABA8ox1基因CDS全长1 401 bp,编码480个氨基酸残基,等电点为8.55,相对分子质量为53 k Da,跨膜分析显示其为膜蛋白,1~21个氨基酸残基位于胞内,22~466个氨基酸残基位于胞外。转录组数据分析及定量PCR技术共同证明ABA8ox1在块根的韧皮部及须根中有较高的表达。多序列比对及聚类分析显示与其他植物CYP707A蛋白具有较高的同源性,且与模式植物拟南芥中ABA分解关键基因At CYP707A1和At CYP707A3聚为一类。该研究为太子参块根膨大及对逆境胁迫响应的分子机制奠定基础。