在深纹核桃(Julans sigillata cv. Xixiang)转录组数据中,鉴定萜烯合成酶的基因家族成员,并使用生物信息学方法分析其理化性质、蛋白结构,对不同状态下的表达模式进行分析.深纹核桃萜烯合成酶基因家族中含有65个基因,所含氨基酸176～852个,平均分子质量62 228,平均理论等电点值为5.72,除JsTPS6、JsTPS23、JsTPS56分布于叶绿体和细胞质内,其余均定位于叶绿体.转录组测序分析表明,33个JsTPS基因只在茎中表达,11个JsTPS基因只在叶中表达,JsTPS基因家族表达具有组织特异性.JsTPS66、JsTPS24、JsTPS30、JsTPS3、JsTPS31、JsTPS1基因只在环剥处理试验株的叶中高表达,JsTPS10、JsTPS7只在结果老树的茎、叶中表达,JsTPS70同时在环剥植株的茎和结果老树的叶中表达,且前者表达量高于后者.推测JsTPS70可能参与茎条防御相关生理活动,JsTPS66可能参与叶片防御相关生理活动.

以柱型苹果茎尖为试材,采用同源克隆的方法克隆得到赤霉素合成代谢关键酶内根-贝壳杉烯合成酶的cDNA全长序列,命名为MdKS。MdKS的开放阅读框(ORF)全长2 214 bp,编码737个氨基酸。KS属于萜类合成酶亚家族,具有DDXXD保守结构域。氨基酸聚类分析表明,MdKS与梨同源性最高,为98%,其次是板栗,为73%;实时荧光定量PCR分析表明,在苹果的生长季节,MdKS基因在柱型和普通型苹果中均能表达。在苹果的生长初期,普通型苹果MdKS基因的表达量均明显高于柱型苹果,而在6月初,其表达量却略低于柱型苹果。

【目的】研究茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate, MeJA）与油酸协同诱导作用下粗毛纤孔菌菌丝体中防御酶变化与三萜类化合物合成量的相关性，为揭示诱导子促进生物体内次生代谢物合成奠定一定的理论基础。【方法】将50μmol/L MeJA、3%油酸及复配的2%油酸与100μmol/L MeJA分别添加到粗毛纤孔菌菌丝体培养液中，采用pH计、电导率仪、紫外分光光度计等仪器分析粗毛纤孔菌菌丝体的pH值、电导率、过氧化氢、丙二醛、抗氧化酶活性和三萜含量的变化。【结果】与对照组相比，各试验组培养液的pH值、电导率值均显著增高（P <0.05），其中复配组在第8天菌丝体三萜含量增幅最大，比同期对照组增加了129.41%。【结论】在MeJA与油酸的诱导下粗毛纤孔菌菌丝出现了氧化应激反应，导致抗氧化酶活性升高，进而引起菌丝体发生防御性反应，最终提高了细胞内三萜类物质的合成量。基于对防御酶干预的MeJA与油酸诱导粗毛纤孔菌三萜类化合物合成的研究，为提高菌丝体培养次级代谢产物产量提供了理论依据。

[目的]研究苹果蠹蛾为害后诱导核桃果皮产生的防御应答响应。[方法]采用紫外分光光度法与酶标仪微量法分析核桃果皮营养物质、次生代谢物质的含量，防御酶的活性以及苹果蠹蛾与核桃的互作关系。[结果]核桃果皮被苹果蠹蛾蛀食后可溶性糖与可溶性蛋白的含量随着时间推移逐渐降低，在为害24 h时可溶性蛋白含量与对照相比差异显著（P<0.05）；在为害48 h时可溶性糖与对照相比差异显著（P<0.05）。次生代谢物质胡桃醌、单宁的含量随时间的推移呈先上升后下降的趋势，其中胡桃醌在为害48 h时含量达到最高，为976.68μg·g~(-1)，是对照的1.44倍；单宁含量在24 h时达到高峰，为4.11 mg·g~(-1)，是对照的1.33倍；类黄酮的含量呈逐渐上升趋势，在24 h时与对照相比差异显著（P<0.05）。在为害12 h时，CAT活性与对照相比差异显著（P<0.05），在72 h时CAT活性达峰值，为55.97 U·min~(-1)·g~(-1)，是对照的1.45倍；POD活性呈先下降后上升的趋势，在72 h时达最高值，是对照的1.62倍；SOD活性呈先上升后下降的趋势，在24 h时达到峰值，为623.69 U·g~(-1)，是对照的1.98倍。[结论]核桃果皮主要通过调节体内的营养物质、次生代谢物质以及防御酶活性的变化，对苹果蠹蛾的为害产生应激反应，进而发挥防御作用。

【目的】蔗糖合成酶(SUS)是植物进行蔗糖代谢的关键酶之一,控制着植物体内糖分的合成和运输,在植物的生长发育和代谢活动中具有重要作用。【方法】本研究利用玉米基因组数据库平台,以生物信息学手段对玉米SUS基因家族进行成员鉴定和分析。【结果】①玉米SUS家族共有5个成员,它们分别分布在第1.4.9号染色体上。氨基酸大小为802～849 aa,除ZmSUS5为弱碱性以外,其余均表现为弱酸性。②基因二级结构分析显示,该家族蛋白主要结构为a-螺旋,大部分为不稳定蛋白,且具有弱疏水性。③亚细胞定位预测结果显示,ZmSUS蛋白均定位在叶绿体。④进化分析显示ZmSUS可分为3个亚家族(SUSⅠ～SUSⅢ),且位于同一组的成员其氨基酸序列一致性以及内含子/外显子分布模式相似度都很高。⑤基因启动子分析分析显示ZmSUS家族蛋白在玉米的生长发育以及逆境胁迫方面都起着重要的作用。⑥组织表达特异性分析发现,ZmSUS1和ZmSUS2在胚和胚乳中大量表达;ZmSUS5在所有被检测的组织中表达量很低;ZmSUS3及ZmSUS4在被检测的组织中均有较高的表达量。【结论】这些结果表明ZmSUS1和ZmSUS2可能参与了种子的发育过程,ZmSUS3、ZmSUS4可能参与玉米生长发育的多个阶段。本研究为后续对玉米SUS家族基因的功能研究以及对蔗糖代谢调控的应用提供了理论参考。

【目的】鉴定芋淀粉合成酶（CeSS）基因家族，并对其生物信息学及表达模式进行分析，为芋产量、品质和营养性状的遗传改良提供参考。【方法】使用HMMER3.12b软件以SS基因家族典型保守结构域Glyco＿transf＿5为模型，鉴定芋基因组中SS基因家族信息，利用生物信息学软件分析其分子结构特征、系统发育关系及顺式作用元件，采用转录组和实时荧光定量PCR技术检测其在正常生长发育条件和干旱胁迫下的转录表达。【结果】在芋基因组中鉴定了6个SS基因（CeSS1、CeSS2、CeSS3-1、CeSS3-2、CeSS4和CeGBSS1）。6个预测的芋SS基因长度为4980～61347bp，对应的CDS长度为1275～2895bp，编码蛋白的氨基酸残基数量为424～964个，分子质量为48067.43～109391.75Da，理论等电点为5.18～6.11。系统进化分析显示6个芋SS蛋白分布在5个亚家族。基因结构分析显示，6个CeSS基因外显子数量为7～15个。在6个CeSS蛋白中鉴定出10个保守motif，其中7个获得了注释。在保守结构域上，CeSS1、CeSS2、CeSS4和CeGBSS1蛋白均含有淀粉合成酶催化结构域（motif2和5）和糖基转移酶群组1（motif1和motif3），而CeSS3-1蛋白含有motif1、motif3和motif5，CeSS3-2蛋白只含有motif2。基因启动子区域顺式作用元件分析表明，共预测到73个顺式作用元件，其中36个具有功能注释，除了具有核心元件 TATA-box和CAAT-box外，还涉及大量与光响应、激素响应、胁迫响应及生长发育等相关元件。在正常生长发育条件下，6个CeSS基因在叶片和球茎的整体表达量均高于叶柄和根，其中CeGBSS1基因的表达量远高于其他基因，且在叶片和球茎的相对表达量极显著高于叶柄和根（P<0.01，下同）；在球茎不同发育阶段，CeGBSS1基因在所有的发育阶段均有较高表达量，且在30～90 d发育过程中呈上升趋势，其余基因的表达量较低。在干旱胁迫下，6个CeSS基因在叶片的相对表达量较对照组显著（P<0.05）或极显著下降。【结论】在芋基因组中鉴定了6个SS基因，并明确了其分子结构特征和表达模式，其中CeGBSS1基因可能是芋淀粉生物合成的关键基因。

从基因库中调取已完成测序的纤维素合成酶CesA(Cellulose synthase)基因序列和氨基酸序列,共涉及15个物种的89个基因,基于以上氨基酸序列,应用常用的系统发生关系树生成软件MEGA3.1,做出这89个基因的系统发生关系树。综合已知的模式植物CesA基因的功能(仅指初生壁或次生壁形成特异性),可推测某些未知功能基因的可能功能。研究还发现绿竹CesA基因与玉米和大麦CesA基因在系统发生关系和同源性方面关系密切。CesA一级结构可变区中半胱氨酸、丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸等氨基酸的含量变化较大,在同一位点半胱氨酸多是与丙氨酸、丝氨酸和缬氨酸发生相互替换。

为挖掘鉴别金银花与山银花的黄酮合成酶基因(flavone synthase II gene,FNSII)SNP位点,以基源确定的5个忍冬属(忍冬、灰毡毛忍冬、红腺忍冬、黄褐毛忍冬、华南忍冬)共计12个样本为研究对象,采用同源克隆法从各忍冬属植物中克隆FNSII基因,分析不同忍冬属植物中的SNP位点。结果显示:克隆分离到的各忍冬属FNSII基因的同源性和相似性高达95%以上;成功克隆获得红腺忍冬、黄褐毛忍冬和华南忍冬的FNSII序列;系统进化分析表明,获得的忍冬属序列与基源鉴定结果一致;通过序列比对,从12个样本中克隆得到的20条FNSII序列中鉴定到38个SNP位点,其中19个SNP位点可用于区分各种属,依据各种属间SNP的差异进行分型,获得5种基因型。

蔗糖合成酶(Sucrose Synthase,SuSy)是蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要作用。为揭示蔗糖合成酶基因在花生中的抗逆机理,以花生基因组DNA为模板,利用染色体步移技术(GenomeWalking)中的TAIL-PCR技术扩增花生SuSy基因组序列和启动子区域,得到基因组序列6 189 bp,启动子预测分析表明,该序列包含约800 bp的启动子上游调控序列,13个外显子,12个内含子。启动子元件分析显示,该片段含有典型的TATA-box、CAAT-box,并存在低温响应元件LTR、GA响应元件、干旱响应MYB结合位点、厌氧诱导必要的顺式作用元件ARE...

运用克隆的苎麻纤维素合成酶(BnCesA1)基因cDNA及植物表达载体pWM101,构建了35S启动子控制的苎麻BnCesA1基因核心区段反义融合表达载体(pWM-BnCesA),并通过根癌农杆菌介导法将其转化至模式烟草WS38,获得了转基因烟草.对转基因烟草植株进行的分子检测和初步组织学研究表明,转反义BnCesA1基因核心区段对纤维素的合成产生干扰,植株叶柄切片初生组织细胞较野生烟草松散,其基本组织细胞涨大,间隙也相应增大,证实BnCesA1基因的纤维素合成功能,表明BnCesA1基因在植物初生组织和次生组织的细胞壁合成中都发挥作用.

为进一步利用基因工程手段调控无花果乙烯的合成,以无花果果肉为材料提取基因组DNA,根据已报道的无花果ACC合成酶基因序列设计引物,采用PCR技术扩增得到一条约600 bp的特异片段,将该片段克隆到pGM-Teasy vector上经PCR、酶切和测序鉴定。序列分析结果表明,基因全长590 bp,编码196个氨基酸,该序列与GenBank上已登陆的Masui Dauphine-ACS1的cDNA序列同源性达99%,氨基酸同源性达98%。结果表明,成功克隆到了无花果ACS基因片段。

褶纹冠蚌(Cristaria plicata)样本壳长(9.50±1.05)cm、壳高(6.45±0.81)cm,暂养1周。40只随机分成试验组和对照组,每组20只。用Trizol法提取经诱导刺激后0、6、12、24、36、48 h的血液、外套膜、鳃、肝胰腺组织RNA,构建褶纹冠蚌cDNA文库并从中获得防御素基因cDNA全长序列。结果表明,褶纹冠蚌防御素序列全长为514 bp,其中5’UTR有57 bp;3’UTR有242 bp,含有一个poly(A)尾;开放阅读框长度为192 bp,编码63个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白N端为1个由23个氨基酸构成的信号肽,成熟肽由40个氨基酸组成,理论等电点...

以转SNC1基因的棉花中35和军棉1号和对应的非转基因棉花叶片为材料,接种棉花枯萎病病菌,以分析与主要抗病性有关的5类防御酶系。接菌后,和对照相比,转SNC1基因棉花和非转基因棉花防御酶的活性变化差异明显。其中,转基因中35的PAL、SOD、POD和PPO酶活性均高于非转基因中35,并且在接菌第2,4天达到峰值,然后随时间增加呈下降趋势,而CAT酶活性低于非转基因中35,随时间增加变化趋势不明显;转基因军棉1号的PAL、SOD、PPO和酶CAT活性变化趋势同转基因中35,而POD酶活性变化趋势却相反,低于非转基因军棉1号。通过本试验表明,以抗病品种和感病品种为受体得到的转基因棉在受到病原菌侵染...

自然条件下金丝桃素在植物中的含量较低且不稳定,提取工艺受其他物质的影响较大,在一定程度上限制了金丝桃素在医药、食品等领域的应用。为了研究金丝桃素合成途径并实现其体外转化,以贯叶连翘愈伤组织总RNA为模板,经RT-PCR扩增得到了编码金丝桃素合成酶的全长cDNA,即Hyp基因。将该基因克隆到原核表达载体pET30a中,成功构建金丝桃素合成酶表达载体pET30a-Hyp,并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中。含有重组质粒的克隆在IPTG诱导下,表达出金丝桃素合成酶融合蛋白,利用Ni柱纯化菌体裂解上清中表达的融合蛋白,对纯化产物进行SDS-PAGE分析,结果Hyp基因得到了高效表达,大小约为20 k...

TPS基因家族是萜类化合物合成的末端关键酶,在栀子花香的形成中起重要作用。为了明确栀子TPS基因家族成员的基本特征,利用生物信息学方法对栀子TPS基因进行家族成员鉴定;通过外源激素喷施试验进行转录组测序,结合顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析不同外源激素浓度下栀子花朵TPS基因家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明:从栀子基因组中共鉴定获得GjTPS家族成员41个,编码氨基酸380～849个,含有外显子5～15个不等,GjTPS家族成员定位在叶绿体中,并且不均匀地分布在10条染色体上;共线性分析表明栀子与其同科植物中粒咖啡的TPS基因有更近的亲缘关系。系统发育分析结果显示GjTPS基因分为5个亚家族,TPS-a、TPS-b亚家族包含了大多数GjTPS家族成员。GjTPS家族成员的大多数启动子顺式作用元件在植物激素响应类别中,并且包含MYC基序的茉莉酸甲酯响应元件是其中大类;通过转录组数据得到GjTPS02、GjTPS12、GjTPS14、GjTPS20、GjTPS21、GjTPS22这6个基因在各处理的表达量较高。对基因表达量与萜类物质含量变化进行相关性分析,发现1.25 mmol·L~(-1)的茉莉酸甲酯有助于栀子TPS基因家族成员的表达及萜类物质的释放;GjTPS12、GjTPS14、GjTPS20、GjTPS21、GjTPS22这5个基因可能参与栀子花香调控。本研究结果可为后续栀子TPS基因家族功能特性研究提供借鉴。