刺五加鲨烯环氧酶基因cDNA的克隆及序列分析

目的:对刺五加鲨烯环氧酶基因的cDNA进行克隆及序列分析。方法:采用改良的异硫氰酸胍法提取刺五加总RNA,逆转录为cDNA,根据已报道的人参SE基因cDNA序列设计引物,利用RT-PCR法克隆刺五加SE基因的cDNA序列。结果:克隆了2个序列不同的cDNA(SE1和SE2),开放阅读框分别长1 665,1 629 bp,分别编码554,542个氨基酸。SE1,SE2间的核苷酸和氨基酸一致性分别为91.49%,92.55%,两者与三七SE1的氨基酸序列相似性最高,分别为93.45%,94.87%。SE1,SE2均含有1个FAD结合区域,SE1,SE2推测的氨基酸分别存在2个和4个跨膜螺旋。结论:首次分离并报道了刺五加的2个SE基因cDNA序列,为刺五加的次生代谢工程研究奠定了基础。     

红花栝楼鲨烯合酶基因的克隆及其序列分析

目的克隆红花栝楼鲨烯合酶(squalene synthase,SS)的基因并进行序列分析,为进一步研究葫芦科植物三萜合成通路关键酶SS的正选择位点与功能的关联性分析奠定基础。方法根据绞股蓝与罗汉果SS基因c DNA比对分析的结果,设计SS的5’端简并引物,采用3’RACE扩增红花栝楼SS全长c DNA基因。结果获得红花栝楼SS c DNA全长共1 466个核苷酸,其中包括一个含有1 254个核苷酸的开放读码框,编码417个氨基酸残基。通过NCBI的Blast比对,发现红花栝楼SS基因编码的氨基酸序列与已知植物SS基因编码的氨基酸序列同源性为78%~94%,核苷酸的同源性为74%~93%。结论成功克隆了红花栝楼SS的全长c DNA,为进一步研究红花栝楼SS基因结构、基因表达、基因突变提供了基础,并为葫芦科植物三萜合成通路关键酶SS的正选择位点与功能的关联性分析提供了数据支持。     

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。     

刺五加法尼基焦磷酸合酶、鲨烯合酶、鲨烯环氧酶基因启动子CpG岛的预测与功能验证

目的获得刺五加法尼基焦磷酸合酶(FPS)、鲨烯合酶(SS)、鲨烯环氧酶(SE)基因启动子的CpG岛分布情况和功能活性。方法针对已克隆的FPS、SS、SE基因启动子序列,使用EMBOSS和Li Lab进行CpG岛预测,同时利用GUS基因作为报告基因,p CAMBIA1301质粒作为表达载体,利用根癌农杆菌转化拟南芥进行功能验证。结果发现刺五加FPS、SS启动子含有2个CpG岛,长度分别是520、218 bp和108、103 bp,SE启动子含有3个CpG岛,长度为290、119、149 bp。FPS、SS、SE基因启动子均具有启动活性,但强度不一,SS启动子活性最强。结论研究首次获得刺五加FPS、SS、SE基因启动子区域的CpG岛分布情况,以及其功能活性,为后续进一步FPS、SS、SE甲基化分析及其在刺五加中的表达调控研究奠定了基础。     

刺五加鲨烯合酶和鲨烯环氧酶基因单核苷酸多态性及其与总皂苷量的相关性研究

目的 筛选刺五加鲨烯合酶(SS)和鲨烯环氧酶(SE)基因存在的单核苷酸多态性(SNP)位点,分析各SNP位点与刺五加总皂苷量的相关性.方法 采用分光光度法测定刺五加总皂苷的量,并划分为具有显著差异(P＜0.01)的高、低量组;RT-PCR法扩增刺五加SS、SE基因,根据测序结果筛选SNP位点,利用R×C表的x2检验分析相关关系.结果 刺五加SS基因存在6处SNP,其中704 bp位点为错义突变,其他位点为同义突变,各位点均不与刺五加总皂苷量显著相关.SE基因存在9处SNP,其中导致错义突变的164、199、227、232 bp位点及同义突变的279、285 bp位点与刺五加总皂苷量显著相关(P＜0.05),其他位点为同义突变,与刺五加总皂苷量间无显著相关性.结论 刺五加SS和SE基因存在SNP,SE基因164～285 bp位点的AGAACG与刺五加总皂苷高量组显著相关,TAGTTC与低量组显著相关.     

青蒿鲨烯合酶基因打靶研究

目的通过代谢途径工程调整代谢流向,试图增大转基因青蒿Artemisia annua植株中的青蒿素产量。方法利用青蒿鲨烯合酶(SS)基因、绿色荧光蛋白(GFP)基因和胞嘧啶脱氨酶(CodA)基因构建基因打靶载体,并通过冻融法将载体导入根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens。以叶盘法转化青蒿,采用"分段选择法"筛选转基因再生植株。结果对表达GFP基因后发出绿色荧光的转基因植株,采用PCR及PCR产物杂交法,在1棵转基因植株中检测到外源GFP基因,而未检测到内源SS基因。初步证据显示,在转基因青蒿植株中,突变型SS基因已取代野生型SS基因。结论青蒿鲨烯合酶基因打靶已取得初步成功。     

甘草酸合成生物学元件初探：甘草法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及序列分析

甘草酸是中药甘草的主要有效成分,法呢基焦磷酸合酶（FPS）是甘草酸合成途径中关键酶之一。根据甘草转录组数据设计引物,对FPS 基因进行克隆,获得甘草FPS 基因的全长编码序列。甘草FPS 基因编码区全长1 029 bp,编码342 个氨基酸残基。将甘草FPS 基因与GenBank 中其他植物FPS 基因序列进行比对分析,发现其核酸序列与鹰嘴豆、苜蓿、蒺藜苜蓿、大豆、百脉根的序列相似度最高,分别达到94%、94%、93%、93%、92%。进一步的系统进化分析表明FPS 基因具有较高的保守性,其序列进化树与植物分类一致。     

20种中药基原植物鲨烯合酶基因的生物信息学分析

目的 鲨烯合酶(squalene synthase,SQS)是三萜化合物合成途径中的关键限速酶,对其蛋白特性进行分析与预测.方法 利用生物信息学相关分析工具对20种《中国药典》2015年版收录中药基原植物SQS的理化性质、结构特征及功能特点进行分析.结果 20种中药基原植物有关各条SQS氨基酸序列,其在氨基酸长度、氨基...     

竹节参鲨烯环氧酶基因的克隆及生物信息学分析

目的 克隆竹节参Panax japonicus鲨烯环氧酶基因（squalene epoxidase,PjSE）的全长cDNA序列,进行生物信息学分析和原核表达。方法 设计特异性引物,从竹节参中克隆得到PjSE序列;以PjSE基因序列作为输入数据,利用多序列同源比对等生物信息学分析工具进行序列分析;构建重组原核表达载体pCold-PjSE,转化至大肠杆菌BL21(DE3)中进行蛋白诱导表达;采用实时荧光定量PCR技术分析该基因在竹节参不同组织中的相对表达量。结果 PjSE基因开放阅读框长度为1884 bp,编码627个氨基酸,PjSE蛋白相对分子质量为68 639.49,初步预测其具有跨膜结构域,可能定位在叶绿体上;聚丙烯凝胶电泳结果显示诱导表达蛋白的相对分子质量大小与预期结果一致;该基因在竹节参叶中表达量最高,须根次之,根中表达量最低。结论 PjSE基因的克隆、生信分析及原核表达研究,不仅有助于丰富竹节参中该类功能蛋白的种类和数量,完善竹节参皂苷类成分的生物合成途径,也为后期开展竹节参皂苷的异源合成提供了可供选择的关键基因元件。     

滇重楼鲨烯合酶基因PpSQS的克隆及在大肠杆菌中的表达

目的: 克隆滇重楼鲨烯合酶(squalene synthase,SQS)基因(PpSQS),对该基因进行序列分析及原核表达。 方法: 采用同源克隆和RACE技术获得PpSQS的cDNA,并对其进行生物信息学分析;构建原核表达载体pET-30b(+)-PpSQS,在大肠杆菌Escherich coli BL21(DE3)中进行诱导表达。 结果: PpSQS基因cDNA全长1 498 bp,包含1个1 212 bp的开放阅读框(ORF),可编码403个氨基酸;PpSQS理论标准分子质量为46.36 kDa,等电点为pI 6.83;SDS-PAGE分析表明,经1 mmol·L^-1 IPTG诱导后,重组PpSQS蛋白在大肠杆菌中获得表达。 结论: 首次获得了滇重楼PpSQS基因cDNA全长序列,该基因编码产物具有植物SQS同源蛋白的典型特征,实现重组PpSQS在大肠杆菌中的表达。     

乌拉尔甘草HMGR基因cDNA的克隆与序列分析

目的:对乌拉尔甘草3.羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3methylglutary CoA reductase,HMGR)的cDNA克隆并进行序列分析.方法:根据NCBI数据库中的豆科其他物种HMGR的cDNA保守区设计引物,利用同源扩增和cDNA末端快速扩增技术从甘草根中获得目的基因;利用BLAST进行序列比对,ORF Finder寻找开发阅读框,Prosite分析蛋白质的基本结构域,Clustal x比对已有HMGR的氨基酸序列,并构建进化树.结果:得到1个全长为1 842 bp的HMGR的cDNA序列,含有1 722 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码573个氨基酸,具有HMGR家族的特异序列,推测的氨基酸序列与豌豆、蒺藜苜蓿的氨基酸序列一致性分别为84%,76%.结论:对甘草HMGR基因的cDNA进行了克隆,为进一步研究3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A在甘草酸生物合成途径中的作用提供了理论依据.     

甘草鲨烯合酶基因多态性对其编码酶催化效率影响的研究

目的:分析甘草鲨烯合酶(squalene synthase,SQS)基因多态性及其对编码酶催化效率的影响,为揭示优质甘草形成的分子机制奠定基础.方法:提取甘草总RNA; PCR扩增其SQS基因编码序列;测序后分析SQS序列的多态性;将具有明显差异的4个甘草SQS序列(SQS1C,SQS1F,SQS2A,SQS2B)连入表达载体pET-32a(+),转化大肠杆菌BL21;IPTG诱导蛋白表达,纯化后用于体外酶促反应;GC-MS鉴定产物并比较相对含量.结果:甘草SQS1基因存在单核苷酸多态性(single nuclear polymorphisms,SNPs)、插入与缺失多态性(InDel)、选择性剪接(AS)多态性;SQS2基因只存在SNPs.氨基酸序列分析显示,SQS1非保守替换占53.94％,结构域中有2个位点突变;SQS2非保守替换占60％,结构域中有1个位点突变.在4种编码酶的体外酶促反应中,利用GC-MS均能检测到产物生成;SQS1F编码酶积累鲨烯的能力高于其他序列.结论:甘草SQS基因具有丰富的多态性,其编码酶催化效率差异显著,这可能是优质甘草形成的分子基础.     

乌拉尔甘草转鲨烯合成酶基因毛状根系研究

目的:为了研究甘草酸的合成调控途径及提高甘草酸合成水平.方法:将已克隆的乌拉尔甘草鲨烯合成酶基因(GuSQS1,GenBank登录号为:AM182329)通过发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes A4的介导,转化甘草下胚轴并诱导毛状根的形成.建立的毛状根系经0.8 mg·L~(-1)的除草剂(PPT)抗性筛选、PCR和Southern blotting检测分析后,得到的转基因毛状根系经HPLC检测甘草酸(GA)含量.结果与结论:转基因毛状根中甘草酸的最高含量约为野生型毛状根的3.6倍.     

甘草种子质量检验方法研究

目的:研究甘草种子质量检验方法,为甘草种子质量检验规程及质量分级的制定提供依据.方法:参考国际植物种子检验规程和中国农作物种子检验规程的方法对不同产地甘草种子质量进行测定.结果与结论:初步建立甘草种子扦样、净度、真实性鉴定、千粒重、发芽率、含水量及生活力7项指标的检验方法.     

LC-MS/MS法研究甘草对雷公藤内酯酮药代动力学及组织分布与排泄的影响

目的:研究甘草对雷公藤内酯酮药代动力学及组织分布与排泄的影响,为阐明甘草对雷公藤的减毒作用机制奠定基础。方法:采用对比试验,将SD大鼠随机分为雷公藤内酯酮单独给药组和雷公藤内酯酮与甘草联合给药组,联合给药组提前灌服甘草后,分别尾静脉注射雷公藤内酯酮1.4mg·kg-1,采用LC-MS/MS法在选择离子监测(SIM)模式下测定雷公藤内酯酮单独给药和与甘草联合给药后不同时间大鼠血浆、组织液和排泄物中的雷公藤内酯酮浓度,比较单独和联合给药后雷公藤内酯酮药代动力学及组织分布与排泄的差异。结果:雷公藤内酯酮在测定范围内均呈良好线性关系(r0.99),日内和日间精密度RSD均小于15%,血浆中提取回收率均大于70%,各组织中提取回收率均大于60%,提取方法稳定可靠;单独给药和与甘草联合给药的药代动力学参数及组织分布与排泄均有明显差异。联合给药组的AUC与t1/2z明显小于单独给药组,而清除率(CL)则增大,说明联合给药组的代谢速度比单独给药组快;在组织分布中,单独给药组和联合给药组中雷公藤内酯酮均主要聚集于肺,联合给药组在组织中的分布浓度比单独给药组低;在排泄中,联合给药组中雷公藤内酯酮的排泄总量大于单独给药组约1倍。结论:甘草对雷公藤内酯酮药代动力学及组织分布与排泄均有显著影响,甘草可加速雷公藤内酯酮体内代谢与排泄,降低组织分布浓度,这可能与甘草降低雷公藤毒性有关。     

甘草黄酮分离纯化工艺

目的:筛选具有酪氨酸酶抑制作用的甘草黄酮分离、纯化工艺.方法:以甘草总黄酮含量及酪氨酸酶抑制率为指标,对甘草黄酮分离纯化工艺进行优化,同时考察不同分离条件对其酪氨酸酶抑制活性的影响.结果:甘草黄酮的最佳分离纯化工艺为30 ～ 60目聚酰胺,上样液pH 6,料液比(甘草黄酮粗提物-聚酰胺)32.48:1,上样液质量浓度3.215 g·L-1,洗脱剂乙醇体积分数70％,洗脱流速3 mL·min-1·g-1,洗脱剂用量1 BV.结论:采用该优选工艺成本低,收率高,安全,操作简便,适合工业化大生产.     

太空环境对甘草生理生化的影响

目的:探讨太空环境对甘草生理生化诱变作用分析.方法:利用返回式卫星搭载甘草,18 d后返回地球(飞行回收舱平均辐射剂量为0.102 m·d~(-1),飞行远地点距地球350 km,重力为1×10~(-6)m·s~(-2)),搭载种子返回地面后与对照组同时种植于实验田中,对太空搭载后甘草的过氧化氢酶(CAT),超氧化物歧化酶(SOD)的活性,甘草的蛋白含量以及蛋白电泳进行了考察.结果:甘草经过卫星搭载后,甘草CAT,SOD酶活性均有不同程度提高,差异明显(P<0.05),而且鄂托克前旗比杭锦旗酶活性均高.甘草经过卫星搭载后,甘草蛋白含量有一定程度提高,差异明显(P<0.05),同时甘草蛋白电泳也产生了差异,产生了微弱的新的条带.结论:太空环境对甘草蛋白类产生一定影响,这些变化对于后期选育甘草优良种质奠定基础.     

甘草栽培群体主要数量性状遗传变异及相互关系研究

目的:研究二年生甘草栽培群体主要数量性状的遗传变异及相互关系,为甘草高产品种选育提供理论依据.方法:采用随机区组设计,将4个甘草种质分别布置在4个不同产地进行栽培对比试验,对10个主要数量性状进行田间测定.结果:Duncan's多重比较表明,二年生甘草栽培群体各性状在同一种质不同产地间及同一产地不同种质间均存在不同程度差异.其中,根鲜重与侧根数在不同产地的变异系数均达到25％以上.方差分析表明,种质与产地及其互作对大部分性状均有显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)影响.简单相关分析表明,株高、茎粗、侧根数、根长、芦头直径和D20均与根鲜重存在极显著(P＜0.01)正相关.通径分析表明,D20对根鲜重有最大的正向直接作用,同时株高、根长也对根鲜重有较大的正向直接作用.结论:D20、根长和株高可作为高产甘草品种选择的间接指标.同时,二年生甘草栽培群体内存在较广泛的变异,可为高产甘草品种选育提供丰富的材料.     

氮素供给对甘草根系呼吸动态及生物量积累的影响研究

探究不同氮素供给对甘草根系呼吸及生物量积累的影响规律,揭示通过影响根系呼吸来调控甘草生物量积累的途径。在6月至10月,每7 d对控制环境条件下的甘草播种苗施用氮(N)浓度为0,0.5,1,2,4,8 mmol·L-1的全营养液,每月月底测定甘草不同级别根系呼吸速率及生物量,分析甘草根系生物量与呼吸速率的相关性。研究结果表明,氮素显著影响甘草根系呼吸速率和根系生物量积累,通过相对抑制生长呼吸速率以提高生物量而使两者呈负相关,并在8 mmol·L-1氮浓度处理时有最佳的抑制甘草根呼吸而提高根系生物量的效果。