【目的】开发适用于葡萄香气表型鉴定的分子标记，为葡萄分子辅助育种提供理论依据。【方法】采用固相微萃取结合气相质谱法对45个葡萄品种进行香气组分和含量测定，并分别采用Sanger测序和扩增子测序的方法对葡萄醇酰基转移酶编码基因（VvAAT）结构变异和SNP变异进行分析。【结果】45个葡萄品种中共发现65种香气组分，可以分成酯类、醇类、萜类和醛类4种类型，其中酯类香气含量表现出显著的品种差异性，‘巨峰’等20个葡萄品种酯类香气含量丰富，而‘87-1’等25个葡萄品种检测不到酯类香气；VvAAT共发现了5种结构变异类型，类型I、II、IV和V由于过早终止密码子或片段插入变异，不能正确翻译，仅类型III可以正常翻译，根据其氨基酸序列系统进化树分析结果，又可以分成III.1和III.2两种类型，结合香气测定数据，III.1为功能型，其余均为非功能型；扩增子测序及生信分析发现了8个位于外显子区域的SNP位点（T32C、A69T、G436C、A1247G、A1818T、G1929T、A1959G和C1975G），均导致了编码氨基酸的突变，可以准确区分酯香型品种和非酯香型品种，准确率为97.8%。【结论】葡萄VvAAT位点存在丰富的遗传变异，包括基因结构变异和SNP变异；位于编码区的8个SNP位点能够准确判定葡萄酯类香气表型，可以应用于葡萄分子辅助育种。

以6个中国梨品种为实验材料,对基因组DNA进行醇-酰基转移酶(AAT)基因的特异性PCR扩增、克隆、DNA序列测定和生物信息学分析,研究了中国梨AAT基因的遗传多态性。结果表明,浓香、微香、无香梨品种中均克隆到约1 600 bp大小的1-4条AAT基因。其中外显子部分存在1个HXXXD活性区和4个可变区,内含子中至少存在8处长度缺失和突变。基因结构分析表明,这些AAT基因同属于家族cl03601的转移酶基因家族pfam02548。系统发育分析表明,本实验所克隆到的中国梨AAT基因关系最近,与网上已知序列的苹果和西洋梨的关系略远。

为探究5GT基因在山葡萄花色苷合成过程中的表达规律及作用,以山葡萄(Vitis amurensis)为材料,利用RT-PCR技术克隆山葡萄5GT基因的全长cDNA序列(GenBank登录号为GU237133),将该基因命名为Vam5GT并对该蛋白进行生物信息学分析预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测Vam5GT基因在山葡萄8个不同转色时期的表达规律,将克隆获得的Vam5GT基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli Bl2(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达产物。并构建表达载体pC5GT并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化。结果显示:克隆获得的Vam5GT cDNA全长1 497 bp,开放阅读框1 347 bp,编码448个氨基酸,该基因表达产物相对分子质量为49.84 ku,等电点为5.23,是不稳定蛋白。该基因属于UDPGT超基因家族,不包含信号肽。Vam5GT在山葡萄花后4周的果皮中表达丰度最高,其他时期表达逐渐下降;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,在含50 mg/L Kanomycin的培养基上对拟南芥T_0代种子进行筛选,先后得到2个阳性幼苗,转化率为0.05%。对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性。

为探讨桂花花瓣醇酰基转移酶基因的功能，从桂花品种‘柳叶金桂’花瓣中克隆得到１个醇酰基转移酶基因，命名为ＯｆＡＡＴ１，该基因全长１ ３８６ｂｐ，编码４６１个氨基酸；通过ｑＲＴ－ｐＣＲ分析发现，ＯｆＡＡＴ１基因在花器官尤其在花瓣中大量表达，而在幼叶中基本不表达；其表达量随着花朵的开放逐渐增加，至盛花期达到最大，末花期又减少；ＯｆＡＡＴ１基因的表达量在盛花期还呈现明显的昼升夜降的节律性变化；进一步的氨基酸序列比对和系统进化树分析表明，该基因编码的氨基酸存在酰基转移酶ｂＡＨＤ家族特有的保守结构域，与矮牵牛ｐＨＣｆＡＴ亲缘最近，其次是大豆ＧｍＣＨＡＴ和马铃薯ＳＴＣＨＡＴ；结合桂花花瓣香气挥发性成分分析，．．．

花青素3-O-葡糖基转移酶(3GT)是花青素苷合成最后一步的关键酶,可把不稳定的花青素催化成花青素苷。本研究利用PCR技术从蓝色葡萄风信子‘亚美尼亚’(Muscari armeniacum)中克隆到一个3GT基因(Ma3GT),Ma3GT cDNA全长1 377bp,编码458个氨基酸,与其他植物的3GT蛋白序列相似性达55%64%。进化分析表明,Ma3GT与单子叶植物3GT聚为一类,与小苍兰(Freesia hybrida)、荷兰鸢尾(Iris hollandica)3GT亲缘关系最近。荧光定量PCR分

为研究桃果实酯类香气的生物合成,克隆了桃醇酰基转移酶基因AAT,并研究了外源乙烯对该基因mRNA转录水平的影响。根据桃基因组测序结果,采用RACE和反转录PCR技术克隆到1个与醇酰基转移酶基因同源的cDNA,序列全长1 486 bp,CDS区长度为1 353 bp,编码450个氨基酸,命名为PpAAT2。PpAAT2蛋白属于PLN02481超级家族,含有植物转移酶基因2个高度保守结构域HXXXD和D(N)F(V)GWG。基因位于桃第5条染色体,BAC注释为1条包含1个内含子的mRNA序列转录链,CDS区有2处碱基突变,其中,555 bp处碱基由C突变为G,导致丙氨酸突变为缬氨酸。AAT基因响应...

为研究蓝莓3-O-葡萄糖基转移酶基因(3GT)的性质和功能，探明3-O-葡萄糖基转移酶在花青素合成过程中发挥的作用，以成熟的蓝莓果实为材料，利用同源克隆获得了3GT基因的单一拷贝，运用生物信息学软件分析预测蓝莓3GT的序列特征。结果表明：3GT基因长度为1 371 bp,编码456个氨基酸，位于蓝莓的4号染色体末端，含有3个外显子和2个内含子。蛋白的分子式为C_(2279)H_(3521)N_(595)O_(650)S_(15),理论等电点(pI)为6.14。信息分析预测3GT蛋白有37个磷酸化位点，亲水指数小于0为亲水性蛋白，不稳定系数大于40为不稳定蛋白，无跨膜区和信号肽；蛋白质二级结构由α-螺旋(Hh)、延伸链(Ee)、β-转角(Tt)和无规则卷曲(Cc)4种结构形式组成，其中α-螺旋占比最高，达40%;3GT属植物糖基转移酶家族(GTB-型),PSPG结构域中第44位是组氨酸，糖基供体可能为UDP-半乳糖；与猕猴桃亲缘关系最近，同源性为67%;分子对接显示蓝莓3GT与矢车菊素分子存在4种相互作用力；蓝莓3GT启动子上游可能具有与光响应、抗胁迫响应及特定激素响应相关的顺式作用元件。本研究克隆得到了蓝莓3GT基因，通过在线网站和预测软件对其进行了生物信息学分析和功能预测。

【目的】研究飞蝗葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶(glucosamine-6-phosphate-N-acetyltransferase,GNA)的特性及生物学功能,为探讨飞蝗表皮几丁质的合成机制及研发新型绿色环保杀虫剂提供实验依据。【方法】采用生物信息学方法,在飞蝗EST数据库中搜索GNA的cDNA序列,并与其它物种GNA序列进行同源比较;设计飞蝗GNA特异性表达引物,分析5龄第2天不同组织样品间的表达差异及5龄第1天至第7天表皮中GNA表达量的变化;构建pET-28a(+)蛋白表达载体,在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)菌株中表达GNA重组蛋白,Ni柱亲和纯化重组蛋白并分析重组蛋...

从数据库中获取微藻及高等植物中的二酰基甘油酰基转移酶基因(DGAT),对4种酶通过基因和蛋白质结构的比较及系统发育树的构建进行多样性和进化程度分析。为了进一步分析微藻中DGAT的进化过程,对其进行正选择位点的检验,推测其在进化过程中受到的选择压力。结果显示:微藻中不同类型DGAT的基因结构及蛋白质结构差异较大,微藻与其他高等植物相比,同一种类型的DGAT的蛋白质结构和基因结构也有较大差别。同时发现微藻中DGAT同其他高等植物中的DGAT有不同的进化过程。选择压力分析结果显示,微藻及高等植物的DGAT2和WS/DGAT存在可信度较高的正选择位点,DGAT1和DGAT3未发现正选择位点。对微藻中DGAT的进化研究有助于破译其在油脂积累中的作用,推动可再生能源的研究。

酰基-CoA—二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是微藻等植物三酰甘油(TAG)合成过程中的关键酶。为了解析缺刻缘绿藻TAG合成代谢的途径,在该藻转录组测序数据库中,通过同源搜索,发现了1个编码DGAT2的cDNA全长序列。该序列长1 997 bp,其中5'-非翻译区(UTR)长44 bp,3'-UTR长897 bp,开放阅读框(ORF)长1 056 bp,编码1个含有351个氨基酸的蛋白质,预测的分子量为39.43 ku,等电点为9.46。基于缺刻缘绿藻和其他物种相应的DGAT基因编码蛋白序列所构建的Neighbor-Joining(NJ)系统进化树,结果表明该基因与DGAT2聚成一支,显著不同于...

为了减少甜叶菊糖的苦涩味,利用葡萄糖苷转移酶对甜叶菊糖进行适当程度的酶解试验。结果表明:在浓度为2mg·mL-1的125mL甜叶菊糖溶液中加入葡萄糖苷转移酶2μL,60℃水浴中振荡酶解2h,甜叶菊糖溶液的苦涩味得到明显改善。利用高效液相色谱法测定酶解前后甜叶菊糖结构变化,通过比较可知,甜叶菊糖酶解后有一定量的葡萄糖生成。

为探究甘蓝型油菜中BnaPDAT1基因表达特性与油脂合成之间的关系。选用2个含油量具有显著差异的甘蓝型油菜双低品系855(49. 72%)和868(35. 06%),以qRT-PCR方法检测BnaPDAT1各拷贝在两品系油菜中的表达规律,同时以薄层层析(TLC)和气相色谱(GC)检测两品系油菜中TAG的积累规律。结果表明:授粉后种子中BnaPDAT1基因及其3个拷贝表达量均呈先升高后降低的趋势,花、叶片中均有BnaPDAT1表达,三拷贝表达存在差异,但表现整体调控的特点。两品系油菜叶(Bna A10. PDAT1除外)和授粉后20 d的种子中BnaPDAT1及其3个拷贝表达量具有极显著差异,其余各时期两品系间表达差异规律不明显,BnaPDAT1在高含油量品系855中授粉后20 d表达量为全生育期最高值(11. 100 9),是868的5. 07倍;叶中表达量8. 858 6,为868的7. 34倍,表达特性与Bna C09. PDAT1相似。两品系油菜种子TAG含量变化均呈S型,授粉20 d后油脂合成进入快速增长阶段,授粉后35 d进入缓慢增长期;授粉后30 d以前TAG含量品系间差异不大,授粉后35 d开始出现差异,授粉后40 d差异进一步扩大并趋于稳定。BnaPDAT1基因表达和种子TAG含量变化没有明显的直接关系,但高含油品系中BnaPDAT1基因表达值明显高于低含油品系。

将来源于2个葡萄品种的白藜芦醇合酶基因以组成型表达的强启动子Ubiquitin驱动,并利用农杆菌介导的遗传转化引入粳稻品种中花11中。通过对单拷贝转基因家系基因表达量及白藜芦醇目标物的检测,发现大多数转基因家系的外源基因可稳定表达,但检测到的最终产物不是白藜芦醇,而是白藜芦醇苷(亦称云杉新苷),最高检出量达到了10.26μg/g,是野生型对照的1 000倍,推测这是在生成白藜芦醇的基础上,水稻内源的糖基转移酶作用的结果。虽然经抗病检测发现转基因植株并没有对稻瘟病菌表现出明显抗性,但是高含量的云杉新苷转基因家系可以作为提升水稻潜在营养价值的材料进行使用。

生物技术的发展和应用已渗透到葡萄遗传育种的各个领域。DNA分子标记为研究葡萄品种起源和育成新品种提供了强有力的工具,特别是SSR标记在葡萄品种鉴别、系谱分析和遗传图谱构建方面已得到广泛应用。基于DNA分子标记遗传图的构建加速了杂种的早期选择,遗传图和物理图的结合可以克隆控制重要性状的功能基因,遗传转化技术的应用可以改良现有的葡萄品种。因此,生物技术正深刻改变着传统的葡萄育种方法。

【目的】克隆小麦阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶(arabinoxylan feruloyl transferase,AFT)基因,开发与FAX含量紧密连锁的功能标记,提高对FAX含量预测的准确性,为小麦加工品质的改良提供依据。【方法】应用FR846233为探针,通过同源克隆的方法获得小麦FAX含量基因gDNA全序列,使用DNAMAN软件比较高、低FAX含量品种间的序列差异性;基于序列差异使用Primer5.0软件设计特异性引物,开发与FAX含量紧密连锁的功能标记并利用一套中国春缺体-四体系和3AL、3AS双端体系进行染色体物理定位;同时结合PCR验证的方法,利用253份来自于中国主要冬麦区的小麦品种(系)对功能标记的实用性进行验证,采用IBM SPSS statistics 19.0软件进行FAX含量与基因型间的相关性分析等数据统计分析。【结果】2对特异性引物B1、B2最终扩增出长度分别为800 bp及710 bp的片段,B1和B2扩增的PCR片段有80 bp重叠,将片段拼接得到位于3A染色体上AFT基因TaBahd-A1。TaBahd-A1序列由1 429个碱基对组成,得到等位变异TaBahd-A1a和TaBahd-A1b,2个等位变异都拥有一个1 266 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),都具有2个外显子和1个内含子,内含子符合典型GT-AG结构,等位变异序列之间相似度为98.08%,具有24个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)位点和3个插入缺失(insertion-deletion,InDel)InDel位点,可编码421个氨基酸残基,预测分子量为45.2 kD。基于107 bp SNP处开发了2个互补显性标记AFTA2和AFTB2。AFTA2在TaBahd-A1a材料中能扩增出692 bp片段,与高FAX含量相关,在具有TaBahd-A1b等位变异的材料中未能扩增出片段。AFTB2则只能在TaBahd-A1b等位变异类型的材料中扩增出438 bp片段,并与低FAX含量相关,在TaBahd-A1a等位变异类型的材料中未能扩增出片段。同时利用一套中国春缺体-四体系和双端体材料将AFTA2和AFTB2定位在小麦3AL染色体。用功能标记AFTA2和AFTB2检测253份中国冬小麦材料,结果表明,不同基因型的FAX含量差异达到显著水平(P<0.05)。从不同麦区来看表现各有不同,其中在北部冬麦区不同基因型的FAX含量在北部冬麦区材料间差异不显著;而在黄淮麦区,含有TaBahd-A1a的品种FAX含量显著高于含有TaBahd-A1b的品种(P