黄芩bHLH转录因子基因家族生物信息学及表达分析

目的通过生物信息学方法,克隆黄芩Scutellaria baicalensis bHLH基因,并初步探究其功能。方法使用BLAST软件从黄芩cDNA文库中筛选出bHLH基因,克隆其全长cDNA序列,测序验证后使用ORF Finder预测开放阅读框,并进行蛋白序列特征分析,使用荧光定量PCR方法比较bHLH基因在不同器官以及受赤霉素刺激下的表达情况。结果克隆的6个bHLH转录因子基因(bHLH1~3,bHLH5~7),分属6个亚家族,其中2个有完整的开放阅读框。bHLH基因相对表达水平分析发现,100μmol/L GA3处理后bHLH2、bHLH3表达量升高,bHLH1、bHLH5~7表达量降低;bHLH基因在黄芩的根与花中表达量较高,其中bHLH1、bHLH2、bHLH5、bHLH7在花中表达量最高,bHLH3在根中表达量最高;bHLH基因与黄酮类成分生物合成及调控基因表达水平具有一定相关性。结论为进一步完善黄芩黄酮类成分的分子调控网络奠定基础。     

三七SBP转录因子基因家族鉴定与生物信息学分析

目的 鉴定三七SBP(PnSBP)家族,并分析其蛋白序列特征、功能特性及表达模式。方法 采用生物信息学方法,从三七基因组文件中鉴定出具有完整开放阅读框的PnSBP基因,对其蛋白理化性质、亚细胞定位、保守基序(motif)、启动子顺式元件、蛋白互作网络、表达模式进行分析。结果 共鉴定出33个PnSBP基因,均具有SBP-box结构域,系统进化树将拟南芥、水稻、三七的SBP基因共分为8个亚家族,PnSBP启动子有许多激素响应元件及MYB转录因子结合位点,表达分析发现摘蕾会引起6个PnSBP基因在芦头与主根中的表达升高,推测PnSBP家族可能参与调控三七皂苷的生物合成。结论 本研究对PnSBP转录因子家族进行全基因组鉴定,初步筛选了在摘蕾后在主根与芦头表达升高的,转录调控皂苷生物合成过程的PnSBP基因。     

黑果枸杞R1-MYB转录因子基因的克隆及表达分析

目的对可能参与花青素代谢调控的黑果枸杞R1-MYB转录因子基因进行克隆、生物信息学分析和不同品种、同一品种不同器官及盐胁迫条件下差异表达分析。方法通过同源基因克隆和RACE方法得到黑果枸杞R1-MYB转录因子编码区全长,通过转录组数据获得宁夏枸杞同源基因序列。通过Prot、Param、Smart、PSORT和SOPMA进行生物信息学分析,通过MEGA 5.0构建NJ系统进化树。同时采用Real-time PCR的方法进行基因表达分析。结果获得黑果枸杞Lr MYB1R1(KY568981)及宁夏枸杞Lb MYB1R1(KY568982)基因全长c DNA,c DNA编码区全长1 496 bp,编码区为927 bp,编码产物包含308个氨基酸,编码蛋白相对分子质量分别为33 400和33 490,理论等电点分别为7.80和7.78,属于R1-MYB转录因子,经预测其编码蛋白位于细胞核中;Lr MYB1R1和Lb MYB1R1与茄科植物番茄、马铃薯、烟草中的MYB1R1-like蛋白具有高度相似性。Lr MYB1R1的表达表现出器官和发育阶段中差异性,具有品种特异性,Lr MYB1R1的表达受盐胁迫抑制。结论丰富了对R1-MYB转录因子的研究,为接下来的基因功能研究及利用基因工程手段提高黑果枸杞中花青素含量奠定基础。     

黄花蒿bHLH转录因子基因家族鉴定及光调控分析

目的:基于黄花蒿全基因组及转录组数据,进行AabHLH基因家族生物信息学分析及在不同光处理下的基因表达分析。方法:基于基因隐马科夫模型(HMM)对AabHLH基因进行鉴定,利用Pfam、GSDS、MEME等在线分析软件对基因结构、分子进化及保守结构域等进行分析。结果:全基因组水平共鉴定出99条黄花蒿AabHLH基因,包含49对复制基因对;基于系统发育树将其分为13个亚族,所有亚族AabHLH蛋白亚细胞定位于细胞核且均为亲水性蛋白,同一亚族基因具有相似的外显子-内含子结构及保守基序。基因表达模式分析发现,AabHLH基因在不同水平上响应蓝光、红光、远红光、白光调控,推测其中6个亚族基因为光照条件下,7个亚族基因为非光照条件下青蒿素合成途径调控基因。结论:在全基因组水平鉴定了AabHLH基因,为深度解析AabHLH基因功能及其对光调控下青蒿素生物合成调控机制提供参考。     

秦艽WRKY转录因子家族生物信息学分析

目的 利用生信技术分析秦艽WRKY家族，为进一步研究GmWRKY转录因子对秦艽次生代谢产物生物合成的分子调控机制提供信息。方法 基于秦艽转录组注释结果挖掘WRKY家族成员，通过NCBI-tBlastx和SMART保守结构域预测进一步筛选得到41条WRKY序列并进行生信分析。基于getorf预测开放阅读框（open reading frame，ORF）区，对41条序列的ORF片段进行MEME保守基序分析和ClustalW比对，采用MEGAX构建邻接法（neighbor-joining，NJ）系统发育树。利用Omicshare GO对41个WRKY成员进行富集分析，利用String进行WRKY成员蛋白互作网络预测分析。通过转录组FPKM值对GmWRKY成员的基因表达情况进行热图分析，并对蛋白互作核心成员进行基因相对表达分析。结果 41个秦艽WRKY成员中大部分成员的保守基序为“WRKYGQK”，仅GmWRKY27保守基序发生氨基酸突变，为“WRKYGKK”。依据WRKY特征结构域将41条序列的51个结构域分为3大类和8个亚类型，第I大类为氮端（N）和碳端（C），第II大类下设5个亚类型，以及第III大类；此外，系统进化树可将51个WRKY结构域分成4大组，GroupI[I(N)]、GroupII（IIa＋IIb）、GroupIII[I(C)＋IIc]、GroupIV（IId＋IIe和III），该结果与经典的WRKY家族分类特点基本一致。GO分析发现秦艽WRKY家族成员广泛参与代谢调控过程。当茉莉酸甲酯（jasmonic acid methyl ester，MeJA）诱导秦艽后，蛋白网络互作的核心成员GmWRKY1和GmWRKY17表达显著提高，推测这些WRKY成员与秦艽次生代谢产物的调控关系密切。结论 为进一步开展秦艽WRKY转录因子功能研究奠定基础。     

基于转录组的新疆紫草ERF转录因子家族生物信息学分析

从新疆紫草转录组分离出27个ERF转录因子家族基因, 平均大小为1 010 bp, 每个基因平均编码了212个氨基酸。以紫草ERF基因gi261363612为参考, 对27AeERFS从基因结构、表达量、理化性质、亚细胞定位、信号肽、高级结构和保守域的预测和分析等方面做了研究, 并对新疆紫草ERF家族做了系统进化分析, 认为最合适的建树方法为最大似然法。结果显示, 该家族存在3个保守域, 高级结构以无规则卷曲为主, 聚为CBF/DREB, ERF 2个亚族。     

外源钙对盐胁迫下黑果枸杞种子萌发和幼苗生理特性的影响

目的： 通过对黑果枸杞种子萌发及幼苗生理特性的影响,寻找提高黑果枸杞种子及幼苗在盐胁迫下抗性能力的途径。方法： 测定盐胁迫下黑果枸杞种子在不同浓度的外源CaCl₂处理后,发芽率（G_r）、发芽势（G_v）、发芽指数（G_i）、活力指数（V_i）和相对盐害率的变化,并对黑果枸杞幼苗的含水量、叶绿素量、可溶性蛋白质量、相对电导率、丙二醛量（MDA）和过氧化物酶（POD）的活性进行了测定。结果： 低浓度的NaCl处理,对黑果枸杞种子的萌发具有促进作用,高浓度的处理则有抑制作用。经不同浓度的CaCl₂处理后,萌发指标均有所升高。随着NaCl处理浓度的增加,幼苗含水量、叶绿素量逐渐减少,丙二醛（MDA）、相对电导率呈增加趋势,可溶性蛋白质量和POD活性均不同程度的表现为先上升后下降的趋势。在外源CaCl₂处理后,幼苗含水量、叶绿素量下降幅度变小,丙二醛（MDA）、相对电导率的上升幅度变小,POD活性的下降幅度变小。结论： CaCl₂能够有效地缓解盐胁迫对黑果枸杞种子及幼苗产生的伤害,提高种子及幼苗的抗盐能力。     

不同产地黑果枸杞质量比较及国内市场走势分析

目的:以市场所售黑果枸杞为试验材料,调查其来源、市场销售情况,检测其外观质量、花色苷、多酚、多糖、水分、浸出物含量,并对各指标进行综合评价,分析市场走势;方法:通过安国药材市场、青海主产区实地调研,收集13个不同产地黑果枸杞干样,利用方差分析、TOPSIS法,预估不同产地黑果枸杞市场走势;结果:青海所产黑果枸杞百粒重、横经、纵径均显著高于其他产地,新疆所产果实浸出物含量最高,四个产地花色苷、多酚及多糖含量差异均无统计学意义;TOPSIS法评价结果显示新疆若羌综合排名最高;市场销售最好且售价最高的为青海产品,其次为新疆。结论:黑果枸杞售价在近两年趋于平稳,但不同产地果实差异较大,若加强质量管控,未来发展前景广阔。     

当归AP2/ERF转录因子家族鉴定及干旱胁迫下的表达分析

目的 对当归Angelica sinensis中的AP2/ERF转录因子基因进行鉴定以及生物信息学分析,并分析其在干旱胁迫下的表达差异,以期筛选出与响应干旱胁迫相关的AsAP2/ERF基因,为后续深入研究2品种当归抗逆性差异及抗性育种提供参考依据。方法 基于全长转录组测序数据,利用生物信息学方法对AsAP2/ERF转录因子家族成员进行鉴定,并分析该家族特征。基于干旱胁迫转录组数据分析AsAP2/ERF基因的表达模式,并利用qRT-PCR技术进行验证。结果 从当归中共鉴定到53个AP2/ERF转录因子,包括28个ERF、18个DREB、5个RAV、2个AP2亚家族成员。AsAP2/ERF转录因子的氨基酸数量是142～440 aa,均为亲水性蛋白,亚细胞定位预测结果显示多数成员定位于细胞核。基因表达模式的分析结果表明,在响应干旱胁迫条件下,“岷归2号”（M2）中表达上调的基因数量多于“岷归1号”（M1）,其中8个基因在2品种当归D2组表达差异显著,这可能与2品种当归的抗旱性相关。qRT-PCR分析结果表明,6个基因与干旱胁迫转录组数据基本一致。结论 鉴定了当归中的AP2/ERF转录因子家族,探究了不同基因在干旱胁迫下的表达模式,最终获得了6个响应干旱胁迫的AsAP2/ERF候选基因,为后期开展当归抗旱功能基因的研究奠定基础。     

藏药黑果枸杞内生真菌的分离鉴定及抑菌活性研究

 目的 从藏药黑果枸杞中分离和鉴定内生真菌,并对其抑菌活性进行研究,旨在从该植物中获得强抑菌活性的菌株,为寻找新型抑菌活性物质提供新的资源。方法 以新鲜黑果枸杞为材料,采用组织分离法从其根、茎、叶中分离内生真菌,依据形态进行初步鉴定;采用滤纸片法测定黑果枸杞内生真菌次生代谢产物的抑菌活性。结果 从黑果枸杞的根、茎、叶中,共分离得到内生真菌81株,其中常态下分离得到60株,高盐条件下分离得到21株。81株内生真菌经鉴定属于7目,10科,13属,抑菌活性测试表明,高盐条件下得到的内生真菌代谢产物活性明显高于一般条件下的,特别是E21菌株平均抑菌圈直径为26～31 mm。结论 采用模拟植物生长环境的方法分离内生真菌,对于特异性菌株的分离具有十分重要的意义。     

藜芦bHLH转录因子分析鉴定

目的 基于转录组数据,利用生物信息学方法鉴定藜芦Veratrum nigrum bHLH转录因子基因家族,并作初步分析。方法 通过隐马可夫模型从藜芦转录组序列中筛选bHLH基因,并使用ExPASy、MEME等在线网站及MEGA、TBtools等软件对藜芦bHLH进行理化性质、保守基序等可视化分析。结果 在藜芦转录组中共鉴定到72条bHLH转录因子,VnbHLH转录因子氨基酸数目为105～692,等电点介于4.69～11.47,相对分子质量为11071.2～77795.3,亚细胞定位分析显示VnbHLH均定位于细胞核中;系统发育分析将VnbHLH转录因子分为6个亚族,VnbHLH在不同组织中表达差异显著,Vn＿54312、Vn＿14037在根中表达较高,推测其可能参与了藜芦植物根部某些生物碱的合成。结论 根据转录组数据分析了药用植物藜芦中的bHLH转录因子基因家族,有助于下一步对藜芦bHLH转录因子家族功能预测及验证。     

黑果枸杞基茎丛生芽诱导及植株高效再生体系的建立

目的优化黑果枸杞Lycium ruthenicum离体培养方法及条件,探索有效增殖方式,筛选适宜的植株再生途径,建立其人工高效繁殖技术体系。方法以无菌实生苗带1～2个节的茎段为材料,采用MS、改良的MS1以及改良的MS2为基本培养基,通过单因素、完全组合及L_9(3~4)正交试验研究不同植物激素种类及其质量浓度对愈伤组织诱导、腋芽萌发、基茎不定丛芽诱导及植株再生的影响。结果在MS+NAA 1.0 mg/L+6-BA 0.1 mg/L培养基中,可诱导出大量愈伤组织,但其再分化能力较弱,培养35 d后最高增殖系数仅为4.36;而在MS+NAA 0.1 mg/L+6-BA 0.05 mg/L+KT 0.5 mg/L中培养,随着腋芽萌发,茎段与培养基接触的节处开始膨大并出现不定芽点,萌发出基茎丛生芽,发生率达100%,培养45 d增殖系数最高可达到42.84;试管苗生根的适宜培养基为改良的MS1+NAA 1.0 mg/L,培养40 d后生根率达98.9%;试管苗经炼苗后移栽成活率90%以上。结论研究通过基茎丛生芽这一全新的增殖途径,成功建立了黑果枸杞体外高效再生体系,不仅大大提高了试管苗的产量及品质,也为枸杞属其他植物的体外快繁提供了另一思路。     

组学技术在黑果枸杞资源研究中的应用

黑果枸杞Lycium ruthenicum为我国西北特殊生境地区食药兼用的生态经济植物,其浆果富含花色苷、花青素、多酚、多糖等物质,是医药保健品、食品添加剂（天然色素）的主要成分和原料。随着测序技术和各组学学科的不断发展,组学技术已被广泛应用于黑果枸杞资源的各项研究中,尤其从单一的基因组、转录组、代谢组、蛋白质组到多组学联合分析,对黑果枸杞品质评价、耐盐碱、果实发育机制以及花青素合成与积累等研究更加深入。综述了近年来组学技术在黑果枸杞资源综合评价、抗逆、次生代谢物生物合成代谢调控中的应用,探讨了资源品质差异成因和生态环境适应机制,为黑果枸杞资源的保护、种质创新及合理开发利用提供科学依据。     

茯苓基因组中MYB转录因子基因家族鉴定及表达分析

目的 从全基因组水平挖掘茯苓Poria cocos MYB转录因子基因家族成员,并分析其在菌丝、菌核等部位及茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）诱导后菌丝中的表达模式,以期发现与茯苓发育及次生代谢物生物合成调控相关的MYB转录因子。方法 基于茯苓基因组数据,通过序列比对及保守结构域分析挖掘MYB转录因子基因,利用ExPASy在线工具预测分析MYB蛋白质理化性质,利用MEGA7.0软件构建茯苓MYB蛋白进化树,利用MEME在线工具分析保守基序,利用Plant CARE进行启动子区顺式作用元件分析,通过MeJA诱导菌丝并采用qRT-PCR方法检测基因相对表达量。结果 在茯苓基因组中共鉴定到10个含有特征性保守结构域的MYB转录因子,其中4个属于1R类型,4个属于2R类型,2个属于4R类型。进化树及保守基序显示,相同进化枝的MYB蛋白所含基序类型相似。启动子区预测分析发现了多类激素及逆境响应顺式作用元件。基因表达谱分析显示有2个基因（PcMYB7和PcMYB8）在菌丝中的表达量高于菌核中的表达量,而PcMYB9则是在菌核中表达量相对较高。MeJA诱导后,有3个基因（PcM...     

不同干燥方法对黑果枸杞中活性成分含量及其抗氧化活性的影响

比较不同干燥方法对黑果枸杞的外观性状、口感、活性成分含量及其抗氧化活性的影响,指导黑果枸杞生产实践。分别将冷冻干燥、低温干燥和自然烘干的黑果枸杞用福林酚比色法、紫外分光光度法、消光系数法和DPPH法、FRAP法测定总多酚、原花青素、花色苷含量及抗氧化活性。结果表明,干燥方法对黑果枸杞的性状、口感、活性成分含量及抗氧化活性均产生一定程度影响。冷冻干燥后黑果枸杞外观性状及口感均佳,水分含量低,总多酚、原花青素、花色苷含量低于自然晾干者,但其清除DPPH自由基能力最强;自然晾干者外观形状及口感较差,水分含量高,但其3种活性成分含量最高,FRAP法测得的抗氧化活性最强。因此应综合考虑性状、口感、抗氧化活性及生产成本选择黑果枸杞的干燥方法。