建泽泻鲨烯合酶基因克隆及其生物信息学分析

目的 对建泽泻原萜烷型三萜类成分生物合成关键酶鲨烯合酶（squalene synthase,SS）进行基因全长的克隆和生物信息学分析。方法 以建泽泻总RNA为模板,运用同源克隆法和RACE技术克隆建泽泻SS基因的cDNA全长,并通过DNAMAN软件及ExPASy在线分析等方法对其进行生物信息学研究。结果 获得建泽泻SS基因全长cDNA,GenBank注册号为JX866770,序列分析表明,所克隆的cDNA序列全长为1 577 bp,包含一个长1 230 bp的开放阅读框架,编码409个氨基酸的蛋白,与其他药用植物具有较高的同源性。预测该蛋白的相对分子质量为4.68×10⁴,等电点为5.97,无信号肽,包含2个富含天冬氨酸（DXXDD）的保守功能域。结论 首次克隆获得建泽泻SS基因的全长cDNA,为泽泻原萜烷型三萜类成分生物合成途径阐明与生物工程应用提供科学依据。     

罗汉果法呢基焦磷酸合成酶基因的克隆及其序列分析

目的 对罗汉果甜苷V生物合成途径的关键酶法呢基焦磷酸合成酶（Farnesyl pyrophosphate synthase,FPPS）基因的全长cDNA序列进行克隆,为研究罗汉果甜苷V生物合成与基因调控奠定基础。方法 根据植物FPPS基因保守功能域设计简并引物,通过PCR和RACE方法克隆罗汉果FPPS基因的全长cDNA。结果 获得罗汉果FPPS（SgFPPS）基因的全长cDNA序列共1 354个核苷酸,包含一个1 026核苷酸的开放阅读框架（open reading frame, ORF）,cDNA编码的蛋白包含342个氨基酸,推断蛋白质相对分子质量为3.92×10⁴。NCBI Blastx结果显示,SgFPPS基因编码的蛋白与苹果树来源FPPS具有最高同源性,氨基酸一致度达85.1%。SgFPPS具有异戊烯基转移酶的5个典型保守功能域。进化树分析结果显示,SgFPPS基因与苹果树的FPPS具有较近的亲缘关系。结论 首次克隆SgFPPS基因的全长cDNA序列,为分析SgFPPS基因表达特性及其在罗汉果甜苷V生物合成中的功能奠定基础。     

怀地黄3-酮酯酰CoA-硫解酶基因的克隆、序列特征和时空表达分析

目的 对怀地黄3-酮酯酰CoA-硫解酶（Rehmannia glutinosa f. hueichingensis 3-ketoacyl CoA-thiolase,RghKAT）cDNA全长基因进行克隆及分析,为怀地黄分子育种提供候选基因和理论依据。方法 根据其他植物ARGOS基因序列的保守结构域设计简并引物,采用RT-PCR和RACE技术,获得RghKAT cDNA全长序列;通过生物信息学技术对其核苷酸序列和氨基酸序列进行比对;利用实时荧光定量PCR技术检测了其在2个时期、10个组织的表达。结果 RghKAT基因全长1 713 bp,包含了1 395 bp的开放阅读框（ORF）,编码464个氨基酸;同源比对和系统进化分析表明,RghKAT的核苷酸序列与葡萄、番茄、毛果杨、拟南芥和小麦的KAT核苷酸序列同源性分别达84%、82%、82%、79%、73%;RghKAT编码的氨基酸序列与矮牵牛、葡萄、黄瓜、拟南芥和小麦的KAT氨基酸同源性分别为88%、88%、86%、87%、78%;各物种KAT酶进化树符合物种进化规律;理化性质表明该蛋白为略成碱性的稳定蛋白质,蛋白质二级结构主要由α-螺旋、不规则卷曲、β-折叠和β-转角构成;在N端存在一个由70个氨基酸残基组成的信号肽;RghKAT蛋白三维结构具有硫解酶典型的特征序列;表达谱分析表明,RghKAT mRNA在各时期、各组织中均有表达,盛花期花瓣中表达最强,而在幼苗期叶中表达量最低。结论 成功克隆了RghKAT cDNA全长序列,具有KAT基因的结构特性及其产物硫解酶典型的特征序列,其在盛花期花瓣中表达量最高。     

球药隔重楼HMGR功能基因保守区序列的克隆与分析

目的 研究球药隔重楼次生代谢产物甾体皂苷甲羟戊酸合成途径的一个关键酶即3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）的基因，有助于对活性物质的合成进行调控，从而提高产量。方法 比较NCBI上公布的11种植物11条HMGR基因mRNA的同源保守区域，设计简并引物，利用RT-PCR技术，以球药隔重楼新鲜茎总RNA反转录的cDNA为模板成功扩增出404 bp的保守区基因片段。结果 序列分析表明，球药隔重楼HMGR基因片段与其他7种植物的一致性达到76%～81%，球药隔重楼HMGR氨基酸片段与其他植物有较高的同源性，经Genbank查询为一新的cDNA。结论 通过蛋白质特征区、保守区以及进化树分析，初步确定该基因为HMGR基因，这是首次从药用植物球药隔重楼中克隆得到甲羟戊酸途径关键酶HMGR的基因片段，也是百合科植物首次获得的HMGR基因。     

吴茱萸Mn/Fe-SOD基因全长cDNA克隆及序列分析

目的 克隆吴茱萸Mn/Fe-SOD基因的全长cDNA序列。方法 根据已获得的吴茱萸Mn/Fe-SOD基因核心片段序列设计4条特异性引物,采用RACE和巢式PCR方法克隆获得吴茱萸Mn/Fe-SOD基因全长cDNA。结果 吴茱萸Mn/Fe-SOD基因全长cDNA序列共1 048 bp,包含一个687 bp的开放阅读框（open reading frame,ORF）,共编码228个氨基酸。结论 首次从吴茱萸中克隆得到了Mn/Fe-SOD基因的全长cDNA序列,为研究该基因在吴茱萸体内超量表达以提高植物抗逆性研究奠定基础。     

金荞麦查尔酮异构酶的基因克隆及其花期表达与黄酮量分析

目的 获取金荞麦总黄酮合成途径的关键酶查尔酮异构酶（chalcone isomerase,CHI）基因的全长序列,并进行序列分析;对花期金荞麦CHI基因在各组织中的表达与总黄酮量进行分析。方法 利用同源克隆技术获得金荞麦查尔酮异构酶基因（FdCHI）的cDNA序列;采用半定量RT-PCR对CHI表达量进行分析,并采用AlCl₃法测量总黄酮量。结果 金荞麦FdCHI基因cDNA包含一个750 bp的ORF,编码249个氨基酸,命名为FdCHI。生物信息学分析表明该编码蛋白与其他植物CHI氨基酸序列同源率较高。FdCHI在花期金荞麦不同组织中的表达量分析表明,其表达量花＞根＞叶＞茎,总黄酮量为花＞叶＞茎＞根。结论 在金荞麦中首次获得CHI基因的cDNA序列,编码蛋白具有CHI同源蛋白的典型特征。FdCHI基因在金荞麦茎、叶和花中的表达量与总黄酮量具有相关性,但在根中表达量与总黄酮量相关性较小。     

黄花蒿HDS基因的克隆与功能分析

目的 克隆获得黄花蒿MEP途径中必需关键酶——羟甲基丁烯基-4-磷酸合成酶基因（HDS）,并进行生物信息学分析和功能互补分析研究。方法 对已知的其他种子植物HDS基因的核苷酸序列进行多重序列比对,选取保守区域设计简并引物,利用同源扩增和cDNA末端快速扩增技术从黄花蒿中获得目的基因;利用BLAST进行序列比对,ORF Finder寻找开放阅读框,并用MEGA3.0中的临位相联法构建进化树。结果 得到1条长2 324 bp的HDS cDNA序列,其ORF框长1 854 bp,编码617个氨基酸残基的蛋白;生物信息学分析显示,黄花蒿HDS基因AaHDS与其他种子植物来源的HDS高度同源;功能互补分析表明,AaHDS能互补突变菌株Escherichia coli MG1655 ara＜＞HDS中缺失的HDS功能,使突变菌株恢复生长,证明AaHDS具有典型的HDS基因功能。结论 首次克隆获得黄花蒿HDS基因,为青蒿素的代谢工程研究提供相应的基础。     

刺五加环阿屯醇合酶基因的克隆及其表达分析

目的 克隆刺五加的环阿屯醇合酶（cycloartenol synthase,CAS）基因,并对其进行生物信息学和表达分析。方法采用cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cDNA ends,RACE）技术克隆刺五加CAS基因的全长cDNA序列。运用生物信息学方法对该基因进行分析,预测其编码蛋白的结构与功能,并通过RT-PCR法检测CAS在不同生长发育时期和不同器官中的表达情况。结果 刺五加CAS基因的cDNA全长为2 758 bp,开放阅读框长2 277 bp,编码758个氨基酸的蛋白,包含三萜合成酶的标志性序列。CAS蛋白无跨膜区域,定位于细胞质中。RT-PCR的结果显示,刺五加CAS基因在各时期和器官中均有表达,但表达量具有显著差异（P＜0.05）。其中果实基本成熟期的表达量最高,是最低量萌芽期的1.56倍,各器官中,叶片的表达量最高,是最低量叶柄的1.37倍。结论 首次分离并报道了刺五加的CAS cDNA克隆,并证实其在不同生长发育时期和不同器官中的表达量不同,为进一步研究CAS对刺五加皂苷量的影响和表达调控奠定基础。     

半夏凝集素基因的克隆与氨基酸序列初步分析

目的 克隆半夏凝集素基因并对其氨基酸序列生物信息与已报道相关基因进行对比分析,为抗虫基因利用和转基因育种研究奠定基础。方法 根据已报道的植物凝集素基因序列设计特异引物,以半夏叶片DNA为模板进行PCR扩增,获得特异性片段,将其连接到测序载体上,进行序列测定,用分析软件分析序列信息。结果 克隆1 069 bp的半夏凝集素基因(pta),开放阅读框全长804 bp,编码268个氨基酸残基;预测相对分子质量和等电点分别为2.91×10⁴和7.77,功能区完整,具有1条信号肽和3个甘露糖结合区;已在GenBank中登记（登录号AY725425）。结论 克隆的半夏凝集素基因序列信息完整,具有典型的甘露糖结合位点,可以作为抗虫基因用于抗虫育种。     

铁皮石斛磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆及表达分析

目的 克隆铁皮石斛Dendrobium officinale磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（pepc）基因,并对其在F型和H型铁皮石斛中的表达进行分析,为研究铁皮石斛pepc基因的结构、功能提供依据。方法 基于GenBank上已知的pepc基因的同源序列设计引物,应用RT-PCR和RACE等方法,克隆铁皮石斛pepc基因全长。采用荧光定量PCR方法研究pepc基因在2种铁皮石斛中的表达。结果 成功克隆了铁皮石斛pepc基因,登录号为JF423930,该基因全长为3 560 bp,其中cds序列为2 895 bp,与兰科植物的同源性为80%左右,与其他科属植物的同源性达到70%以上,编码964个氨基酸。pepc基因在F型铁皮石斛中的表达量为H型的5.55倍。结论 成功克隆了铁皮石斛pepc基因,且F型铁皮石斛pepc基因的表达量高于H型。     

吴茱萸遗传多样性的SRAP分析

目的 分析不同产区吴茱萸的遗传多样性。方法 应用 SRAP 技术对吴茱萸的遗传背景进行研究,试剂盒提取吴茱萸幼嫩叶片基因组DNA,构建SRAP 试验体系,筛选引物并对35份样品进行遗传背景的研究,用NTSYS-pc 2.1 软件对SRAP扩增结果进行聚类分析。结果 从100对SRAP 引物中优选10对用于吴茱萸遗传背景的研究,其中两对引物可有效鉴别吴茱萸品种,分别为Me4＋Em1和Me9＋Em10。10对引物共扩增得到清晰条带188条,其中共有条带43条,多态性条带145条,多态性比率为77.1%。聚类结果显示在相关系数为0.52时,吴茱萸与密果吴萸分居两群;在相似系数为0.62时,共分为3大类群。吴茱萸中的石虎变种比吴茱萸原变种的遗传差异更显著;石虎品种呈现出较强的地缘相关性,特别是受海拔因素影响明显。结论 吴茱萸遗传背景差异明显,SRAP分析可有效鉴别不同品种的吴茱萸,并检测到地区间的差异。     

影响山西恒山野生蒙古黄芪质量的环境因素研究

目的 通过相关性分析和逐步回归分析方法分析海拔、经度、纬度、坡向、坡度生态环境因素对恒山产野生蒙古黄芪黄酮类和皂苷类成分的影响,筛选出影响黄芪质量的主要环境因素。方法 采用HPLC-DAD法测定了毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮、芒柄花素4种黄酮成分;UPLC-ELSD法测定了黄芪皂苷I、黄芪皂苷II、黄芪皂苷III、黄芪甲苷4种皂苷成分。采用SPSS17.0软件对黄芪各成分进行相关性分析,并以逐步回归分析法分析各生态因素对各成分量的影响。结果 建立逐步回归方程,毛蕊异黄酮苷的量与黄酮总量相关系数为0.958,黄芪皂苷I的量与皂苷总量相关系数为0.969,毛蕊异黄酮的量与芒柄花素的量相关系数为0.896,呈极显著的正相关;皂苷总量与黄酮总量相关系数为?0.505,呈显著的负相关。随着海拔和纬度的升高,黄芪中毛蕊异黄酮和黄酮总量升高;芒柄花素的量随经度的增加而增加;种植在阴坡的黄芪中黄芪皂苷I和皂苷总量的量高,且随坡度增大而升高;黄芪皂苷II的量主要受坡度的影响。结论 影响恒山野生蒙古黄芪药材黄酮成分量的主要因素是海拔和纬度,经度也有一定的影响;坡向和坡度对黄芪的皂苷成分的量有显著的影响,纬度、海拔也有一定的影响。     

单叶蔓荆种子休眠特性研究

目的 研究单叶蔓荆种子休眠的原因及解除休眠的方法。方法 以单叶蔓荆的果实（蔓荆子）为材料,用石蜡切片法研究单叶蔓荆种子形态解剖学特点,通过种子吸胀和抑制物测试研究其休眠原因,采用浓硫酸和赤霉素（GA₃）处理打破种子休眠。结果 打破单叶蔓荆种子休眠的方法为GA₃处理,解除休眠的最佳方法为浓硫酸处理15 min,1.0 mg/mL GA₃浸种18 h,蛭石培养床30 ℃恒温培养能够达到发芽率78.7%。结论 蔓荆具有坚硬厚实的果皮,机械束缚是休眠的主要原因;果皮中含有萌发抑制物质,GA₃处理可有效解除单叶蔓荆种子的生理休眠。     

肾茶水溶性成分的研究

目的 研究肾茶Clerodendranthus spicatus水溶性部位的化学成分。方法 采用硅胶、反相硅胶ODS-A、Sephadex LH-20柱色谱对该植物水溶性部位进行分离纯化,并通过光谱分析和文献对照确定化合物结构。结果 从肾茶全草50%乙醇提取物中分离得到15个已知化合物,分别鉴定为(2S,E)-N-［2-羟基-2-(4-羟基苯乙基)］阿魏酸酰胺(Ⅰ)、2,6,2′,6′-四甲氧基-4,4′-二(2,3-环氧-1-羟基丙基)二苯(Ⅱ)、咖啡酸乙酯(Ⅲ)、催吐萝芙木醇(Ⅳ)、合欢布里苷O(albibrissinoside O,3-甲氧基-4-羟基-苯-1-O-β-［5-O-(3,5-二甲氧基-4-羟基-苯甲酸)］-呋喃芹菜糖基-(1→2)-O-β-吡喃葡萄糖苷,Ⅴ)、8-羟基-松脂醇(Ⅵ)、丁香脂素-4′-O-β-葡萄糖(Ⅶ)、1-羟基-丁香脂素(Ⅷ)、洋李苷(Ⅸ)、五叶山小橘苷C(glycopentoside C,3-甲氧基-4-羟基-苯-1-O-β-5-O-［3-(2-(3-甲氧基-4-羟基-苯基)-3-羟甲基-7-羟基-2,3-二氢苯并呋喃-5-基)丙烯酸］-呋喃芹菜糖基-(1→2)-O-β-吡喃葡萄糖苷,Ⅹ)、阿江榄仁葡萄糖苷I(arjunglucoside I,2α,3β,19α,23-四羟基-12-烯-28-齐墩果酸-28-O-β-吡喃葡萄糖苷,Ⅺ)、2α,3β,19α,23-四羟基-12-烯-28-齐墩果酸-23,28-O-β-二吡喃葡萄糖苷(ⅩⅡ)、大黄素(ⅩⅢ)、丁香脂素(ⅩⅣ)、(2S)-柚皮素(ⅩⅤ)。结论 化合物Ⅰ～Ⅲ、Ⅵ～Ⅷ、Ⅹ～ⅩⅣ为首次从该植物中分离得到。     

青枯菌诱导广藿香防御相关酶同工酶分析

目的 研究青枯菌诱导广藿香的致病过程及防御相关酶同工酶的动态变化。方法 利用青枯菌粗毒素诱导广藿香试管苗,并用聚丙烯酰胺凝胶电泳法,对诱导植株中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）同工酶谱带的变化进行分析。结果 青枯菌诱导1～7 d后的广藿香植株,表现渐进的发病过程,开始时,植株失绿、少数叶片萎垂;逐渐植株茎杆弯曲、整株叶片萎蔫。同工酶电泳分析表明,SOD同工酶在第1、3天时分别出现了新谱带,与对照共有的谱带,强度先增后减;CAT同工酶在第3、5天时分别出现新谱带,第6天时强度达到最大;POD同工酶在第1、4天时分别出现了新谱带,强度先增后减,第7天时所有谱带消失。结论 青枯病的发生呈现渐进的过程。青枯菌诱导1～7 d,广藿香SOD、CAT和POD同工酶谱带在数目和强度上均有所不同,呈动态变化,表明SOD、CAT和POD在广藿香抵抗青枯菌入侵时可能起到较为重要的作用。     

白花丹参的化学成分研究(Ⅱ)

目的 研究白花丹参的化学成分。方法 采用色谱法分离,波谱学数据分析鉴定结构。结果 从白花丹参根的乙醇提取物中分离得到4个化合物,分别鉴定为8,9-dihydro-1,6-dimethylfuro［3,2-c］naphtha ［2,1-e］oxepine-10,12-dione (Ⅰ)、丹参二醇C (Ⅱ)、鼠尾草酚酮 (Ⅲ)和1,2,6,7,8,9-hexahydro-1,6,6-trimethyl-3,11-dioxanaphtho ［2,1-e］ azulene-10,12-dione (Ⅳ)。结论 化合物Ⅰ为新化合物,命名为白花丹参酮(salmilalbanone),化合物Ⅱ～Ⅳ为首次从白花丹参中分离获得。     

铁箍散化学成分的研究

目的：研究土家族药用植物铁箍散Schisandra propinqua var. sinensis根茎的化学成分。方法：采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、制备高效液相色谱等方法分离化合物,根据理化性质和波谱解析鉴定各化合物的结构。结果：从铁箍散中分离鉴定了2个倍半萜（化合物1、2）和4个木脂素（化合物3～6）,分别为泽泻醇（alismol,1）、匙叶桉油烯醇（ent-spathulenol,2）、五味子酯I（schisantherin I,3）、五味子酯F（schisantherin F,4）、propinquanin A（5）、propinquanin D（6）。结论：化合物1～4为首次从该植物中分离得到。     

那藤化学成分研究

目的 研究那藤Stauntonia obovatifoliola subsp. urophylla的化学成分。方法 采用溶剂法及多种色谱技术进行化学成分的分离纯化,利用现代波谱技术进行结构鉴定。结果 从那藤茎95%乙醇提取物中分离得到9个化合物,分别鉴定为软木三萜酮（1）、二十烷酸（2）、羽扇豆醇（3）、β-谷甾醇（4）、豆甾醇（5）、齐墩果酸（6）、常春藤皂苷元3-O-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→2)-α-L-吡喃阿拉伯糖苷（7）、β-胡萝卜苷（8）、蔗糖（9）。结论 所有化合物均为首次从该植物中分离得到。     

酸浆化学成分的研究

目的 研究酸浆Physalis alkekengi var. franchetii的活性成分。方法 酸浆的宿萼经乙醇渗漉提取,提取物经硅胶、Sephadex LH-20色谱分离,并通过理化常数和波谱学方法鉴定化合物结构。结果 分离鉴定了11个化合物,分别为β-谷甾醇(Ⅰ)、酸浆苦素A(Ⅱ)、酸浆苦素B(Ⅲ)、酸浆苦素O(Ⅳ)、酸浆苦素L(Ⅴ)、酸浆苦素M(Ⅵ)、胡萝卜苷(Ⅶ)、商陆素(Ⅷ)、5,4′,5′-三羟基-7,3′-二甲氧基黄酮醇(Ⅸ)、木犀草素(Ⅹ)、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅺ)。结论 化合物Ⅸ为新化合物,命名为酸浆黄酮醇(physaflavonol)。     

南方红豆杉愈伤组织生长动力学及紫杉醇代谢动力学研究

目的 通过愈伤组织细胞生长及其紫杉醇代谢动力学的研究,筛选确定南方红豆杉愈伤组织培养生产紫杉醇的最佳培养基配方与最佳收获期。方法 以改良MS为基本培养基添加不同质量浓度的IBA、6-BA、GA₃组合诱导培养南方红豆杉愈伤组织,通过测定愈伤组织鲜质量进行生长动力学研究,采用HPLC法检测不同生长阶段愈伤组织中紫杉醇的积累量,进行紫杉醇代谢动力学研究。结果 改良MS＋0.2 mg/L IBA＋0.05 mg/L 6-BA＋0.3 mg/L GA₃、MS＋0.2 mg/L IBA＋0.01 mg/L 6-BA＋0.7 mg/L GA₃及MS＋0.2 mg/L IBA＋0.1 mg/L 6-BA＋0.5 mg/L GA₃培养条件均较有利于南方红豆杉愈伤组织的诱导培养,且紫杉醇的积累量也较高,最高可达0.037 76%。结论 在添加IBA及6-BA的基础上适当增补GA₃可使南方红豆杉愈伤组织诱导提前启动,缩短出愈时间,促进生长,降低褐变程度,增加愈伤组织中紫杉醇的积累量。愈伤组织的生长曲线呈S型,紫杉醇的积累呈线型增加,是一个逐渐积累的过程,但积累到一定程度就不再增加,且伴随着愈伤组织不断褐变。