中药火麻仁基原植物大麻的TIFY基因家族鉴定及功能分析

目的:从全基因组层面对大麻(Cannabis sativa)TIFY基因家族进行鉴定与功能分析,为解析大麻TIFY家族基因功能及其对大麻素等次生代谢产物生物合成的调控机理奠定基础。方法:采用已有大麻基因组数据,通过NCBI,PlantTFDB,MEME及TBtools等生物信息学分析工具,鉴定大麻中的TIFY家族基因,并对其编码蛋白的理化性质、系统进化、基因结构、染色体定位及组织差异表达模式等进行分析和可视化作图。结果:该研究共鉴定到大麻TIFY家族基因成员14个(CsTIFY1～CsTIFY14),分属于TIFY,JAZ,ZML和PPD共4个亚家族,其核酸序列长度为365～1 369 bp,编码氨基酸长度为118～442 aa,等电点为4.64～9.96。14个CsTIFYs不均匀的分布在8条染色体上,亚细胞定位预测其蛋白均定位细胞核中。CsTIFYs基因的启动子区具有多种非生物胁迫响应的顺式作用元件,可参与植物的不同生长发育和非生物胁迫调控。转录组表达热图分析表明,CsTIFYs在不同大麻品种的雌花及同一品种的花、苞片、茎、叶中均存在表达差异。结论:该研究从全基因组水平鉴定到大麻CsTIFY家族转录因子14个,并对其结构特点和表达模式进行研究,预测大麻CsTIFYs可能在大麻的JA信号转导通路、非生物胁迫及大麻素生物合成中发挥重要调控作用,将对大麻中TIFY家族的基因功能研究以及大麻优质品种选育提供科学参考。     

黄花蒿Dof基因家族鉴定及在GA-UV处理下对青蒿素生物合成的影响＊

目的 Dof（DNA binding with one finger）家族是高等植物中特有的一类转录因子家族，参与植物中光、激素、非生物胁迫等多种胁迫响应调控。本研究基于全基因组数据对黄花蒿Dof（AaDof）转录因子家族进行鉴定及表达模式分析，探究Dof家族基因在青蒿素合成调控中的作用。方法 经PFAM数据库鉴定获得AaDof序列，通过生物信息学软件分析其理化性质、亚细胞定位、基因结构、蛋白保守结构以及启动子序列结合元件等，并基于赤霉素（Gibberellic acid， GA）、紫外线B（UV-B）及二者协同胁迫下黄花蒿转录组数据对其表达模式进行分析。结果 本研究从全基因组水平共鉴定出51个AaDof基因，均含有保守的C₂-C₂单锌指结构，依据系统发育分析分为8个亚族，同一亚族内基因结构与蛋白保守结构域相对保守。亚细胞定位预测显示12个AaDof蛋白定位在细胞外，其余均定位在细胞核。启动子元件分析发现AaDof家族基因启动子区富含光、激素等多种响应元件。对AaDof在GA、UV-B和GA+UV-B处理下的表达模式分析发现，AaDof基因对GA胁迫处理响应较弱，仅有少量基因敏感，其表达主要受到UV-B胁迫影响。C1及C2.1亚族大部分基因在UV-B胁迫下上调表达，而A亚族大部分基因在UV-B胁迫下下调表达。qRT-PCR验证表明AaDof1、AaDof17和AaDof44在GA和UV-B处理下表达量显著上调，推测其可能通过参与GA和UV-B调控网络，正向调控青蒿素生物合成。结论 本研究系统鉴定了黄花蒿AaDof家族基因并筛选了3个可能正向调控青蒿素生物合成的候选AaDof基因，为黄花蒿Dof家族基因功能研究及其在青蒿素生物合成中的调控机制解析奠定基础。     

市售白花蛇舌草药材的DNA条形码鉴定研究

目的:基于ITS2序列检测市场药材白花蛇舌草,为白花蛇舌草药材鉴定提供一种新的分子手段。方法:实验获取白花蛇舌草及其常见混伪品基原植物ITS2序列,结合Gen Bank下载序列共7个物种53条序列。经Codon Code Aligner V3.7.1拼接,利用MEGA 6.0软件进行变异位点分析,遗传距离计算和构建邻接(NJ)系统发育聚类树。同时随机检测37份市场药材白花蛇舌草,经中药材DNA条形码鉴定系统进行序列比对并构建邻接(NJ)系统聚类树确定物种,鉴别真伪。结果:白花蛇舌草基原植物ITS2序列种内K2P平均遗传距离远小于其与混伪品种间K2P平均遗传距离,NJ树结果表明白花蛇舌草基原植物可与其混伪品明显区分;市场药材中正品29份,伪品8份,其中半枝莲和远志为新发现的伪品。结论:基于ITS2序列DNA条形码技术可有效准确鉴定白花蛇舌草及其混伪品,为其用药安全提供了有力保障。     

艾Artemisia argyi实时荧光定量PCR内参基因筛选

艾叶是中国传统中药,在药用和灸用产品的市场需求日益增加,具有重要的药用价值和经济价值.筛选稳定可靠的qRT-PCR内参基因是开展艾的基因表达差异分析研究的必要前提.该研究从艾的转录组数据中选取Aain、18s、EF-1α、GAPDH、SAND、PAL、TUA、TUB8个常用的内参基因作为候选基因,利用实时荧光定量技术(...     

青蒿(黄花蒿)分子育种现状及研究策略

疟疾被认为是世界三大致死疾病之一,黄花蒿是抗疟一线药物青蒿素的唯一天然植物来源,因此培育高青蒿素含量的黄花蒿新品种具有重要战略意义。随着黄花蒿种质资源库的建立及基因组、转录组、遗传图谱等遗传信息的公布,通过解析遗传信息发掘黄花蒿优质、抗逆基因和遗传标记等分子育种手段来快速培育优良品种成为黄花蒿未来育种的主要方向。该文基于黄花蒿的遗传背景和分子育种领域的研究现状,探讨并制定了黄花蒿分子育种策略和技术路线,对未来黄花蒿分子育种提供了指导与科学参考。     

大黄无公害种植体系探讨

大黄具有悠久的药用历史。由于野生大黄对生长环境要求严苛,加之人为采挖等影响,导致大黄野生资源急剧下降。现阶段大黄资源以人工栽培为主,由于栽培地区广,种植管理不规范、农药滥用等问题导致大黄药材品质降低。为解决以上问题,本文对大黄无公害种植技术进行探讨,内容包括基于GMPGIS的大黄无公害种植地精准选址、土壤改良、优质种子选育、种苗繁育、合理施肥以及病虫害综合防治。该体系可为大黄无公害种植提供指导。     

药用植物毛状根研究体系及应用方向

药用植物富含次生代谢产物,是天然药物和保健品的重要来源。然而药用植物本身的次生代谢产物存在含量低、合成不稳定且周期长等问题。利用发根农杆菌Ri质粒诱导药用植物产生的毛状根具有操作简单、生长迅速、可提高次生代谢产物含量等优点,已成为药用植物次生代谢产物生产的一种新手段。本文详细介绍了毛状根的诱导方法、鉴定以及影响其形成的因素,总结了毛状根研究体系在药用植物次生代谢产物生产、基因功能验证、种质资源改良与繁育等方面的应用,并展望了毛状根研究体系在药用植物基因功能研究与药用活性成分生产方面的发展前景。     

细小种子类毒性药材天仙子的DNA 条形码鉴定

目的：毒性中药的误用滥用对人类健康造成了严重危害。本研究应用DNA条形码技术对细小种子类毒性药材天仙子及其混淆品进行鉴定,为中药材的安全使用提供保障。方法：使用试剂盒提取61份样本的总DNA,通过聚合酶链式反应（PCR）扩增其ITS2序列并双向测序,应用Codon Code Aligner v 4.25对测序峰图进行校对拼接,去除低质量序列及引物区获得ITS2 序列。用MEGA 6.0 软件计算物种种内和种间Kimura2-Parameter（K2P）遗传距离,分析变异位点并构建邻接（NJ）系统聚类树。结果：天仙子的基原植物莨菪种内最大K2P遗传距离为0.005,远小于其与混淆品之间的种间最小K2P遗传距离（0.360）;NJ树结果显示莨菪独自聚为一支,表现出良好的单系性,与混淆品明显区分开。结论：ITS2序列能准确鉴别毒性药材天仙子及其混淆品,为保障临床用药的安全提供了有效的技术手段。     

苦荞MYB家族转录因子研究进展

苦荞Fagopyrum tataricum被誉为"五谷之王",是集营养、保健于一体的药食同源植物,其富含大量黄酮类化合物芦丁等,氨基酸组成均衡,具有降血糖、降血脂、降血压及抗氧化、抗衰老、抗癌防癌、改善血管微循环等多重功效。转录因子是调控植物基因表达的重要因子,在植物生长发育中发挥着重要的作用。MYB家族转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子,是植物最大的转录因子家族之一,根据其结构不同主要分为1R-MYB,R2R3-MYB,3R-MYB,4R-MYB四个家族,在植物生长发育与类黄酮次生代谢调控中发挥着重要的作用。该研究对苦荞中已报道的MYB家族转录因子进行总结和系统聚类分析,梳理了他们所属的亚家族以及相互关系,为进一步挖掘和克隆苦荞MYB家族转录因子提供参考。在此基础上,该文进一步综述了以上MYB家族转录因子在苦荞类黄酮生物合成途径、植物激素以及逆境等非生物胁迫过程中的调控作用,并对苦荞MYB家族转录因子的功能挖掘与调控机制研究进行展望,为苦荞MYB家族转录因子的功能研究和苦荞优质品种选育提供科学参考。     

五月艾Artemisia indica叶绿体基因组结构及系统发育分析北大核心CSCD

五月艾Artemisia indica是菊科蒿属重要的药用植物,但目前对于五月艾分子遗传信息了解很少。该研究通过高通量测序技术对五月艾叶绿体基因组进行测序、组装和注释,并对其序列特征、重复序列、密码子偏好性和系统发育进行分析。结果表明,五月艾叶绿体基因组全长151 161 bp,为典型的环状四段式结构,包括2个反向重复区(IRs),1个大单拷贝区(LSC)和1个小单拷贝区(SSC),GC量为37.47%;共注释到132个基因,去重复之后为114个,包括80个蛋白编码基因,30个tRNA基因和4个rRNA基因。从叶绿体基因组中共检测到50个长重复序列和191个SSR,其中SSR类型主要以单核苷酸为主。密码子偏好性分析显示,亮氨酸是五月艾叶绿体基因组中使用次数最高的氨基酸(10.77%),同义密码子相对使用频次(RSCU,relative synonymous codon usage)>1的密码子有30种且均以A/U结尾。基于菊科19个物种叶绿体基因组构建的系统发育树显示,五月艾与艾叶的亲缘关系最近,蒿属物种聚为单独的进化分支。该研究结果将为蒿属药用植物遗传多样性和资源保护提供理论依据。