白花丹参鲨烯合酶SQS2的克隆与原核表达分析

该研究根据丹参的转录组数据提供的基因片段设计引物,采用逆转录聚合酶链式反应方法,从白花丹参中克隆鲨烯合酶SQS2的全长cDNA序列,命名为SmSQS2,GenBank注册号KM244731.序列长度为1 597 bp,包含1 245 bp的开放阅读框,推测编码414个氨基酸,含有115 bp的5'UTR和237 bp的3'UTR.利用生物信息学软件对获得的序列进行同源性分析,得出白花丹参SQS2的与紫花丹参SQS2的序列无明显差异.原核表达分析结果表明SmSQS2在大肠杆菌中能表达出与预测蛋白大小相当的目标蛋白,对影响蛋白表达的4个因素,即诱导温度、诱导时间、IPTG浓度和诱导时宿主菌的吸光度(A600)进行了优化,得出SmSQS2蛋白表达的最佳条件为:IPTG终浓度0.2 mmol· L-1,宿主菌的吸光度(A600)为0.6,温度30℃,诱导时间20 h.这为进一步研究白花丹参鲨烯合酶SQS2在丹参萜类和甾醇类生物合成途径中的作用提供了理论依据.     

白花丹参和紫花丹参花中微量元素含量分析比较

目的：分析比较白花丹参和紫花丹参花中的微量元素含量。方法：用电感偶合等离子发射光谱仪分别测定白花丹参和紫花丹参花中的微量元素。结果：白花丹参花中镍、硼和铜等三种元素含量显著高于紫花丹参；铁、镁、锰、钴、镉、钡、锶、钛、锡、锌、铬、锂和钒等13种元素的含量都不同程度低于紫花丹参。结论：从微量元素角度分析，两种丹参的花都有一定的药用价值，二者部分微量元素含量不同。     

白花丹参顺式还原酮加双氧酶基因的克隆、 分子特征和表达调控分析

目的:获得白花丹参参与乙烯和多胺合成的顺式还原酮加双氧酶(acireductone dioxygenase,ARD)基因(命名为SmARD)序列,并进行生物信息学分析和初步的表达特性研究.方法:利用全长cDNA文库技术,从两年生白花丹参根中获得目的基因SmARD序列.利用BLAST进行序列比对,ORF Finder寻找该基因的开放读码框,prosite分析蛋白质的基本结构域.用半定量RT-PCR检测其在白花丹参幼苗根、茎、叶和成花中的表达情况.结果:得到688 bp的SmARD基因全长序列.具有一个591 bp的开放读码框,编码196个氨基酸,预测蛋白质相对分子质量23.27 kDa.使用预测的SmARD蛋白序列在NCBI中进行蛋白保守域分析,发现SmARD与ARD/ARD'家族具有很高的同源性.半定量RT-PCR表明,SmARD在白花丹参幼苗根、茎、叶和成花等组织中均有转录水平的表达,但是在根部表达最强.水分亏缺处理3 d,150 mmol·L-1 NaCl处理1 d,4℃低温处理1 d和100 μmol·L-1 ABA处理1 d均抑制SmARD的表达,100 μmol·L-1茉莉酸甲脂(MJ)和10 μmol·L-1乙烯利(ETH)处理1 d诱导SmARD的表达.结论:首次得到白花丹参的顺式还原酮加双氧酶(ARD)基因序列,为其参与白花丹参响应逆境和次生代谢产物合成的信号调节功能研究奠定了基础.     

紫花丹参与白花丹参谱学对比分析

目的 研究紫花丹参和白花丹参二者谱学性质的差异。方法 综合运用紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)和高效液相色谱(HPLC)3种方法研究紫花丹参和白花丹参5种不同提取部位的谱学行为,宏观比较谱图中峰的数目、形状和强度,以及5种主要活性物质的相对含量。结果 紫花丹参和白花丹参主要成分的种类基本相同,只是同类成分的含量有所差异。结论 确定了紫花丹参和白花丹参谱学性质的差别,为二者具有不同的药效学提供了分子依据。     

丹参转录因子SmbHLH1基因的克隆和表达分析

目的:获得丹参转录因子SmbHLH1全长基因,分析SmbHLH1基因在丹参不同组织部位,以及不同诱导子处理后的表达差异.方法:利用RT-PCR等技术获得SmbHLH1基因全长,利用半定量RT-PCR,分析SmbHLH1基因在丹参不同部位的表达情况,及在不同处理条件下的表达情况.结果:获得的SmbHLH1基因由999个核苷酸组成,编码332个氨基酸,蛋白相对分子质量约36 kDa;半定量RT-PCR检测,该基因在丹参的根中表达量最高,其次是茎,在叶和花中有微量表达;茉莉酸甲酯,以及酵母提取物和Ag+共同诱导,会抑制该基因的表达,水杨酸和脱落酸对该基因的影响不大.结论:丹参SmbHLH1基因是bHLH家族新成员,其功能可能与油菜素内酯信号途径有关.     

白花丹参和紫花丹参花中微量元素含量分析比较

目的分析比较白花丹参和紫花丹参花中的微量元素含量。方法用电感耦合等离子发射光谱法分别测定白花丹参和紫花丹参花中的微量元素。结果白花丹参花中镍、硼和铜等三种元素含量显著高于紫花丹参；铁、镁、锰、钴、镉、钡、锶、钛、锡、锌、铬、锂和钒等13种元素的含量都不同程度低于紫花丹参。结论从微量元素角度分析，两种丹参的花都有一定的药用价值，二者部分微量元素含量不同。     

白花丹参和紫花丹参茎叶微量元素含量分析比较

目的:分析比较白花丹参和紫花丹参茎叶微量元素含量。方法:用电感耦合等离子发射光谱法分别测定白花丹参和紫花丹参茎、叶两个部位17种微量矿质元素的含量,对两种丹参茎和叶中的微量矿质元素含量进行分析比较。结果:白花丹参叶中铁、锌、锡、铬、镉、硼、钡、锶、钒、镍和铅等11种元素含量高于紫花丹参,而镁、锂、锰、钴、铜、钛等6种元素含量低于紫花丹参;在白花丹参和紫花丹参的茎中,镍、锡、锂、铜、镉、钛等6种元素的含量几乎完全相同,铁、锌、锰、铬、钒等5种元素含量高于紫花丹参,铅、镁、钴、硼、钡、锶等6种元素含量略低于紫花丹参。结论:从微量元素角度分析,两种丹参都具有重要的药用价值,二者中部分微量元素含量存在一定差异。     

白花丹参和紫花丹参生化标记分析

目的 分析白花丹参和紫花丹参在蛋白水平的遗传差异.方法利用叶片过氧化物酶和种子贮藏蛋白两种生化标记对白花丹参和紫花丹参进行了分析.结果同工酶分析表明,两种丹参间过氧化物酶同工酶谱存在差异;贮藏蛋白分析表明,丹参种子蛋白主要是以盐溶性蛋白为主,水溶蛋白和醇溶蛋白较少,碱溶性蛋白更少;两种丹参种子贮藏蛋白谱带之间的差异性不明显.结论二者在蛋白水平存在一定差异.     

白花丹参的化学成分研究

目的 对白花丹参的化学成分进行研究.方法 采用硅胶柱色谱法分离,根据波谱数据分析鉴定结构.结果 从白花丹参根的乙醇提取物中分离得到8个化合物,分别鉴定为丹参酮Ⅱ-A(Ⅰ),隐丹参酮(Ⅱ),丹参酮I (III ),丹参新酮(Ⅳ),柳杉酚 (Ⅴ),丹参醇 A (Ⅵ),β-谷甾醇(Ⅶ),胡萝卜苷 (Ⅷ).结论 化合物Ⅴ～Ⅷ首次从白花丹参中得到.     

丹参与白花丹参的种子生物学特性研究

目的:研究比较丹参与白花丹参不同采收部位种子特性。方法:分别收集丹参、白花丹参主果穗上段、中段、下段种子,测定其萌发率、含水量、单穗种子粒数、千粒重等指标。结果:白花丹参果穗位置越高,种子萌发率越高,单穗种子粒数越多;丹参果穗位置越低,萌发率越高,中段单穗种子粒数最多;白花丹参与丹参不同部位种子的含水量、千粒重差异不显著。结论:丹参和白花丹参采收部位不同的种子特性不同,采收时白花丹参可优选中上段,丹参优选中下段,并通过分批集中的方法,提高种子质量均一程度。     

丹参转录因子SmbHLH93的克隆及表达模式分析

目的 克隆丹参碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)类转录因子SmbHLH93,并初步探究该基因的功能.方法 采用PCR和RT-PCR技术分别从DNA和cDNA水平克隆得到了SmbHLH93基因,进一步通过BD Walking获得了该基因的5'启动子区.生物信息学分析SmbHLH93蛋白的理化性质、结构特点和系统进化关系.结合启动子区分析软件和qPCR,研究SmbHLH93在丹参不同部位和环境诱导下的表达模式.结果 获得SmbHLH93基因序列954 bp和5'启动子区1 583 bp,其中开放阅读框(ORF)657 bp,有3个内含子和4个外显子,编码218个氨基酸,含有bHLH和ACT_UUR-ACR-like结构域,无跨膜区域,可能定位于细胞核.表达模式分析结果显示该基因的表达量在根中最高,茎中最低,且随着花的形成逐渐降低.光和低温诱导SmbHLH93的高表达,而水杨酸(SA)抑制其表达.结论 克隆得到丹参bHLH类转录因子新成员SmbHLH93,初步预测其参与了丹参花的发育过程和丹参次生代谢途径的调控.     

丹参中转录因子SmMYB87基因的克隆、亚细胞定位和表达分析

目的克隆丹参Salvia miltiorrhiza中第14亚群R2R3 MYB转录因子基因SmMYB87的全长序列,并对其进行生物信息学和表达分析。方法以丹参总RNA为模板,利用同源克隆和c DNA快速扩增(RACE)技术获得SmMYB87 cDNA全长序列。运用生物信息学软件对该基因及其编码蛋白进行结构和理化性质分析,利用q RT-PCR测定SmMYB87在各器官中的表达并构建融合表达载体pTF-486-SmMYB87分析SmMYB87蛋白的亚细胞定位。结果 SmMYB87基因含有2个内含子和1个732 bp的开放阅读框(ORF),编码243个氨基酸。该基因在根、茎、叶和花中均有表达,且4个器官中的表达量没有显著差异。SmMYB87蛋白在细胞核和细胞膜上均有分布。结论 SmMYB87的序列结构和表达分析为进一步研究其在丹参中的生物学作用奠定了理论基础。     

芍药肌动蛋白基因的克隆及表达分析

目的 克隆芍药肌动蛋白(Actin)基因并应用RT-PCR技术分析Actin基因在芍药不同组织中的表达情况.方法 根据近缘物种Actin基因的保守序列设计一对PCR扩增引物,以“桃花飞雪”芍药根部总RNA反转录而成的cDNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出芍药Actin cDNA全长并克隆至pMD 18-T载体上,阳性克隆经菌落PCR、质粒PCR及酶切鉴定后进行测序.基于测序结果设计特异性PCR引物,应用RT-PCR技术分析Actin基因在芍药根、茎、花、叶不同组织中的表达情况.结果 测序结果表明芍药Actin基因全长l 134 bp序列,共编码377个氨基酸,GenBank登录号为JX310002;序列分析表明芍药Actin蛋白中存在3种肌动蛋白特征信号序列,与其他植物肌动蛋白氨基酸同源性达99％;基于同源模建预测的3D结构中含有4个结构域;生物信息学软件预测芍药肌动蛋白的相对分子质量为4.17×104,等电点(pI)为5.31,是一个定位于胞液、不含跨膜域、不含信号肽分子的亲水性、稳定蛋白;半定量RT-PCR技术分析表明Actin基因在芍药根、茎、叶、花组织中的表达量保持恒定.结论 首次从芍药中克隆了Actin基因,半定量RT-PCR表达分析结果表明Actin基因适合作为芍药功能基因表达分析的内标基因,为有效利用该基因奠定了基础.     

2个丹参鲨烯合酶基因的克隆和鉴定

目的 克隆与鉴定丹参Salvia miltiorrhiza鲨烯合酶基因。方法 基于丹参基因组的基因预测结果设计引物,通过RT-PCR方法,克隆丹参鲨烯合酶基因。利用生物信息软件对基因序列进行了结构分析,对基因编码多肽进行了序列同源性比较和保守结构域分析,利用实时定量RT-PCR方法对基因进行表达模式研究。结果 通过RT-PCR方法扩增得到2个丹参鲨烯合酶基因（SmSQS1和SmSQS2）,它们编码的多肽具有鲨烯合酶相关结构域和保守基序。这2个基因具有不同的外显子/内含子结构特征,具有不同的组织特异性表达模式和时间表达模式。结论 丹参基因组中存在2个鲨烯合酶基因,它们具有不同的基因结构特征和表达模式,可能在丹参甾体类和三萜类化合物生物合成中起不同作用。     

丹参晚期胚胎富集蛋白基因的克隆及表达模式分析

目的克隆丹参晚期胚胎富集蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA)基因,并进行生物信息学和表达模式分析。方法对丹参转录组数据库进行BLAST同源性比对,发现一条新的与LEA基因家族同源性较高的序列,命名为Sm LEA2,Gen Bank登录号为HQ676610。进一步利用PCR和RT-PCR技术从丹参g DNA以及c DNA水平克隆得到了Sm LEA2基因全长。采用软件分析蛋白质结构性质和系统进化关系。利用实时荧光定量PCR的方法对不同部位、不同发育时期以及不同处理丹参的Sm LEA2表达量进行检测。结果获得Sm LEA2 g DNA长1 961 bp,由1个外显子和1个内含子组成,并且内含子位于ATG的上游;开放阅读框长为960 bp,共编码319个氨基酸。生物信息学分析显示,Sm LEA2是存在于细胞质中的亲水蛋白,无跨膜结构域和信号肽,其相对分子质量为35 340,等电点为4.77。该基因在丹参的根、茎、叶中均有表达,并且在茎中的表达量最高。随着花的成熟和种子的发育,该基因表达量逐渐升高,并且该基因的表达受茉莉酸甲酯(Me JA)以及脱落酸(ABA)的诱导作用影响。结论克隆得到的丹参Sm LEA2可能参与种子发育过程,并在丹参防御反应中发挥作用。     

铁皮石斛丙酮酸激酶基因的克隆与表达分析

目的 克隆珍稀濒危药用植物铁皮石斛丙酮酸激酶（pyruvate kinase,PK）基因（DoPK）,并进行生物信息学分析以及检测基因在不同器官中的表达情况。方法 采用RACE技术获得基因的全长cDNA;利用生物信息学软件预测蛋白的理化性质、结构域及亚细胞定位等分子特性;用DNASTAR 6.0和MEGA 4.0分别进行氨基酸多序列比对和进化关系分析;借助r实时荧光 (real-time quantitative) PCR (RT-qPCR)分析基因在不同器官中的表达情况。结果 克隆获得DoPK（GenBank注册号KC178572）的cDNA全长1 895 bp,编码一条由511个氨基酸组成的多肽,相对分子质量为55 040,等电点7.00;DoPK基因与江南卷柏、拟南芥、马铃薯和葡萄等植物的PK基因有71%、86%、89%和91%的相似性;DoPK蛋白包含保守的丙酮酸激酶结构域（21～497）和活性位点（235～247）;DoPK属于胞质型的CYTOSOLIC-1亚类,与单子叶植物亲缘关系较近;DoPK基因为组成型表达,其转录本在石斛茎中的相对表达量较高,为叶中的2.29倍,根中次之,为叶中的1.28倍。结论 克隆了胞质型的铁皮石斛DoPK基因的全长cDNA序列,为进一步研究其在铁皮石斛生长发育中的作用奠定基础。     

丹参SmCYP76S7基因的克隆、亚细胞定位和表达分析

目的 克隆获得丹参SmCYP76S7基因序列,并对其进行生物信息学和表达特性分析。方法 克隆获得SmCYP76S7 的cDNA及基因组DNA序列,运用生物信息学软件对该基因及其编码蛋白进行结构和理化性质分析。构建融合表达载体pEGAD-SmCYP76S7-eGFP,转化烟草后分析SmCYP76S7蛋白的亚细胞定位。利用qRT-PCR测定SmCYP76S7基因在各器官中的表达量,同时分别利用不同光质和茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）处理丹参幼苗和丹参毛状根,探究SmCYP76S7基因对光质和MeJA的响应。结果 SmCYP76S7基因包含2个外显子和1个1 506 bp的开放阅读框,编码501个氨基酸。该基因在根、茎、叶和花中均有表达,其中花中表达量最低。SmCYP76S7蛋白除定位于内质网外,还分布于多个细胞结构。SmCYP76S7基因的表达在红光处理和MeJA处理样品中显著上调,是典型的光和MeJA诱导基因。结论 SmCYP76S7基因是CYP76家族成员,结合其表达特性和同家族其他成员的催化活性,该蛋白很可能参与丹参酮类成分的生物合成,其具体的生物学作用值得进一步深入挖掘。     

刺五加肌动蛋白基因的克隆和表达稳定性分析

目的 克隆刺五加Eleutherococcus senticosus的肌动蛋白(actin,ACT)基因并使其成为可用的内参基因.方法 运用RT-PCR法克隆ACT基因的部分序列,并以其为内参基因进行半定量PCR和real-time PCR分析.结果 克隆了长度为1 031bp的刺五加ACT基因,推测其编码343个氨基酸,与光皮桦Betula luminifera、陆地棉Gossypium hirsutum、茶树Camellia sinensis的ACT氨基酸序列同源性分别为99.42％、98.83％、98.54％.刺五加ACT基因在不同器官和不同生长发育时期的表达量基本恒定,以其为内参基因的半定量PCR和real-time PCR均具有良好的扩增效果和重现性.结论 首次分离并报道了刺五加ACT的cDNA克隆,证实该序列可以作为基因表达分析的内参基因,建立了其real-time PCR反应体系.     

丹参转录因子SmWRKY14基因的克隆及表达分析

目的 克隆丹参Salvia miltiorrhiza转录因子基因SmWRKY14,分析其在不同组织及应答环境因子和植物激素过程中的表达特征。方法 以丹参转录组数据中Unigene（c50007_g1）序列为参考,利用PCR扩增获得SmWRKY14基因序列。通过生物信息软件及在线工具预测基因编码蛋白的理化性质、蛋白质结构等分子特征,采用DNAMAN和MEGA 6.0分别进行氨基酸多序列比对和进化树构建,运用实时荧光定量PCR检测该基因的表达模式。结果 克隆得到SmWRKY14基因cDNA全长1 103 bp,编码244个氨基酸,相对分子质量27 600,等电点8.19。该蛋白含有WRKY特征基序,不含信号肽及跨膜结构域,其高级结构主要由无规卷曲构成。进化树分析表明SmWRKY14蛋白与柿WRKY14蛋白的亲缘关系最近。SmWRKY14基因在丹参中各器官中为组成型表达,且该基因与丹参酮合成关键酶基因DXS、GGPPS、CPS的表达模式相似,且受茉莉酸甲酯、脱落酸、赤霉素等植物激素及机械损伤的强烈诱导。结论 获得丹参SmWRKY14基因序列、生物信息及表达特征,为研究WRKY家族成员调控丹参酮类化合物的合成、应答植物激素及参与防御反应的分子机制提供理论依据。