膜荚黄芪法呢基焦磷酸合酶基因密码子偏性分析

目的法呢基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)是调控黄芪甲苷生物合成途径关键酶,为该基因外源表达选择合适的宿主,进而为提高黄芪甲苷产量提供理论依据。方法以长白山膜荚黄芪为植物材料,克隆了FPS基因的编码序列。运用EMBOSS及Codon W等在线软件分析了FPS基因的密码子偏好性,并将其与玉米、青蒿等7种植物FPS基因及大肠杆菌基因组密码子偏好性进行比较。结果膜荚黄芪FPS基因偏好于以A或T碱基结尾的密码子,与大肠杆菌Escherichia coli基因组共有22个密码子存在差异。结论进一步提高膜荚黄芪FPS基因在大肠杆菌中的表达水平,需对其密码子进行优化。     

低温胁迫对人参皂苷生物合成途径基因家族表达特性的影响研究

目的研究低温胁迫对人参皂苷生物合成途径的3个基因家族3-羟基-3-甲基戊二酰CoA还原酶(PgHMGR)、鲨烯合酶(PgSS)、鲨烯环氧酶(PgSE)的影响,探讨各个家族成员响应低温的机制,并推测出响应低温的关键家族基因。方法将3周大的新鲜人参愈伤组织放置在5℃的冰箱中,分别在0、0.5、1、2、3 d后进行取样,分别记作CK、D1、D2、D3、D4,进行RNA提取和反转录实验,实时荧光定量PCR检测低温胁迫处理下不同基因的表达量。结果 PgHMGR1的表达量在D3时期达到对照组的1.3倍,PgHMGR2的表达量在D1时期达到峰值,为对照组的3.8倍;PgSS1的表达量在D3时期达到对照组的1.7倍;PgSE1和PgSE2的表达量均在D1时期分别达到对照组的6.9倍和6倍。其他家族基因(PgHMGR3、PgSS2、PgSE3)的表达量均无显著性变化。结论人参皂苷生物合成途径各个基因家族积极响应低温胁迫处理,推测PgHMGR1、PgHMGR2、PgSS1、PgSE1和PgSE2是人参愈伤组织响应低温胁迫时的关键家族基因。     

膜荚黄芪苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与序列分析

目的 对膜荚黄芪苯丙氨酸解氨酶基因进行克隆及序列分析。方法 应用RT-PCR和cDNA末端快速扩增法,以膜荚黄芪根总RNA为模板克隆PAL基因。结果 所克隆的膜荚黄芪苯丙氨酸解氨酶基因命名为AmPAL,Genbank登录号为EF567076。序列分析表明,AmPAL全长为2 650 bp,含有一个完整的2 154 bp开放读码框。AmPAL是植物苯丙氨酸解氨酶家族的一个新成员,推测其编码718个氨基酸的多肽,相对分子质量为7.805×104,等电点为5.96,与豆科植物已知的PAL氨基酸序列的同源并且相似性都大于80%。结论 首次成功地从膜荚黄芪中克隆出了PAL基因,为有效利用该基因调控药用植物苯丙烷代谢途径奠定了基础。     

膜荚黄芪苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与序列分析

目的对膜荚黄芪苯丙氨酸解氨酶基因进行克隆及序列分析。方法应用RT-PCR和cDNA末端快速扩增法,以膜荚黄芪根总RNA为模板克隆PAL基因。结果所克隆的膜荚黄芪苯丙氨酸解氨酶基因命名为AmPAL,Genbank登录号为EF567076。序列分析表明,AmPAL全长为2650bp,含有一个完整的2154bp开放读码框。AmPAL是植物苯丙氨酸解氨酶家族的一个新成员,推测其编码718个氨基酸的多肽,相对分子质量为7.805×104,等电点为5.96,与豆科植物已知的PAL氨基酸序列的同源并且相似性都大于80%。结论首次成功地从膜荚黄芪中克隆出了PAL基因,为有效利用该基因调控药用植物苯丙烷代谢途径奠定了基础。     

膜荚黄芪3个苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与表达分析

目的克隆膜荚黄芪苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因家族成员,分析它们在不同组织中的表达模式与毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量变化,为揭示膜荚黄芪毛蕊异黄酮葡萄糖苷积累的分子机制提供理论依据。方法以膜荚黄芪总RNA为模板,采用同源克隆法和RACE技术克隆PAL基因并进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR技术测定PAL基因在根、茎、叶中的表达量;采用HPLC法测定了根、茎、叶中的毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量。结果从膜荚黄芪中克隆了3个PAL基因Am PAL1、Am PAL2、Am PAL3,Genbank登陆号分别为KY086279、KY086280、KY086281。Am PAL1、Am PAL2和Am PAL3的全长c DNA长度分别为2 508、2 401、2 498 bp,均含有2 157 bp的完整开放阅读框,编码718个氨基酸。蛋白质序列分析表明,它们均含典型的PAL酶活中心序列,与植物PAL蛋白同源,且与同属于豆科的植物PAL蛋白相似性最高。系统进化树表明,Am PAL1与Am PAL2和Am PAL3聚为不同的亚类。实时荧光定量PCR分析发现,这些基因在根、茎、叶中表达模式不同,在检测的所有组织中Am PAL1的表达量最高、Am PAL2的表达量次之、Am PAL3的表达量最低,只有Am PAL2的表达水平与毛蕊异黄酮葡萄糖苷积累变化一致(即根茎叶)。结论从膜荚黄芪中克隆的Am PAL1、Am PAL2和Am PAL3是典型的PAL基因家族成员,推测它们在膜荚黄芪各组织发育过程中起着不同的作用,且Am PAL2可能参与了毛蕊异黄酮葡萄糖苷的积累。