鸭儿芹羟基肉桂酸转移酶基因的克隆及其对不同温度的响应

以贵州省野生鸭儿芹为研究对象,用RT-PCR克隆获得与木质素合成有关的羟基肉桂酸转移酶基因(CjHCT),并分析CjHCT基因对不同温度的响应,探索人工栽培鸭儿芹的适宜温度。结果表明:(1)CjHCT基因开放阅读框长度为1 290bp,编码429个氨基酸;蛋白质分子质量为47.58kD,等电点为6.67;进化树分析表明,CjHCT与茄科植物的HCT亲缘关系最近。(2)荧光定量PCR分析显示,CjHCT基因在贵州鸭儿芹根、叶柄、叶及花不同组织中的表达具有组织特异性,且在根中CjHCT基因的表达量最高,而在叶中表达量最低,花与叶中该基因表达量相近。(3)对鸭儿芹生长过程中主要面临的4种不同温度(10℃、18℃、30℃和38℃)分别处理0、0.5、1、2、4、8、12、24h,荧光定量PCR检测显示,CjHCT基因的表达量(以0h处理作为对照,表达量为1)在高温(30℃和38℃)处理下于0.5h时最高,其中30℃处理的CjHCT基因表达量高于38℃处理;在低温(10℃和18℃)下鸭儿芹CjHCT基因表达量于12h时最高,其中10℃处理0.5h时CjHCT基因较对照表现为下调;高温(30℃和38℃)下CjHCT基因表达量峰值比低温(10℃和18℃)下表达量峰值高,而且峰值出现的时间也较早。该实验意义在于初步研究发现低温栽培鸭儿芹能抑制CjHCT基因的表达,为人工栽培鸭儿芹温度调控提供了参考。     

鸭儿芹的化学成分及对Hep G2细胞毒性

该研究采用大孔树脂(D101)、硅胶、羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)和十八烷基硅烷键合硅胶(ODS)等色谱方法,对鸭儿芹的化学成分进行了分离纯化,根据理化性质、质谱和核磁共振波谱数据,并参考相关文献综合分析化合物结构,进而采用噻唑蓝(MTT)法,对鸭儿芹化合物抗Hep G2细胞活性进行筛选。结果表明:共从鸭儿芹中分离鉴定了7个化合物,分别为p-(acetylamino)phenol(1),辛酸甲酯(2),丁酸异戊酯(3),N,N-二甲基-苯并咪唑-2胺(4),5-羟基-1-(4-羟基-3-甲氧苯基)庚3酮(5),3,5二丁基六氢吡咯里嗪(6),(S)-4-(1-hydroxyallyl)phenyl acetate(7)。其中,化合物6对细胞具有抑制作用,抑制率达到89.1%。该研究结果表明化合物1-7均为首次从鸭儿芹中分离得到,其中化合物6对Hep G2细胞的生长具有抑制作用,且具有剂量依赖性。     

鸭儿芹根、茎、叶挥发油的化学成分

采用水蒸气蒸溜法提取其根、茎、叶中的挥发油,利用GC-MS联用仪对其化学成分进行分析,以归一化法计算各个化学成分的相对含量.鸭儿芹根挥发油中共分离出11个峰,鉴定出11种化合物,占总离子峰的98.61％,主要成分为α-芹子烯、γ-芹子烯等;茎中共分离出25个峰,鉴定出25种化合物,占总离子峰的100.00％,主要成分为...     

鸭儿芹的综合利用及其栽培与繁殖技术

鸭儿芹是一种主要分布于日本、朝鲜以及我国长江流域以南地区的野生植物。因其特有的生物学和生态学特性,现在药用、食用以及园林中得到开发利用。文中介绍了鸭儿芹的生物学特性,药用与食用价值,繁殖和栽培技术,以及园林造景的应用,为今后更好的开发利用该种植物提供全面的资料。     

鸭儿芹不同器官分泌道结构及分布的比较解剖研究

采用石蜡切片法对伞形科鸭儿芹(Cryptotaenia japonica Hassk. )全株不同器官分泌道的结构及分布特征进行了观察研究.观察结果显示,在鸭儿芹的根、茎、叶和果实各部位均有分泌道,其中果实分泌道特化为油管.分泌道多由1层明显小于周围薄壁细胞的分泌细胞组成,不同器官中分泌道的管腔和分泌细胞均大小不等、形状不一.组成根中分泌道的分泌细胞较少,多为4～5个;茎中较多,为6～9个,有时多达12～14个;组成叶片分泌道的分泌细胞数差异最大,叶脉中多达22个,叶肉中仅为3个.从横切面上看,根系中的分泌道仅分布在主根和一级侧根的近周皮处,以及主根的韧皮部外侧和髓部;茎中分泌道分布于近表皮处的厚角组织之间、大厚角组织与韧皮部之间和靠近木质部的髓部;叶鞘和叶柄的分泌道位于小厚角组织内侧的顶端、大厚角组织与韧皮部之间和木质部周围,其中在叶鞘中的2个厚角组织之间也有分泌道分布;在叶片的主脉及大侧脉中,分泌道分布于维管束与上下表皮的厚角组织之间,栅栏组织中也有少量分泌道;在果实中,油管分布于内果皮与中果皮之间,多位于棱槽和合生面部位.此外,根和茎中的分泌道具有2种明显不同的分布式样;叶鞘远、近轴面部位分泌道的分布式样分别兼有茎近表皮皮层部位和叶柄维管束木质部部位的特点,具有明显的从茎向叶柄的过渡性;在果实的果棱维管束下方和2个油管之间还有2层油细胞几乎环果体分布,这种结构在伞形科种类中比较少见,值得进一步研究.     

伞形科鸭儿芹属植物营养成分及矿质元素含量分析

鸭儿芹属（Cryptotaenia DC.）隶属于伞形科（Apiaceae）,全世界有5或6种,均为草本植物,其中部分种类可供食用。鸭儿芹（C. japonica Hassk.）自然分布于中国[1],别名三叶芹、鸭脚板、鸭掌菜或野芹菜,具有一定的药用价值和保健功能,也是一种营养丰富的蔬菜,在中国广东（佛山）、湖南、湖北、贵州和江苏等地均有一定种植面积,也是日本设施农业栽培面积最大的蔬菜种类。目前有关鸭儿芹的研究主要集中在种子产量、栽培措施及病虫害防治等方面。     

无核小枣木质素合成基因Zj4CL的克隆和表达分析

为研究无核小枣果实无核形成机理,应用RT-PCR扩增技术首次从无核小枣果实中克隆得到4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL,4-Coumarate:Coenzyme A Ligase)基因,该序列长度1819 bp,包含1776 bp的完整开放阅读框,编码591个氨基酸,命名为Zj4CL(登陆号KP279930)。Zj4CL与基因组序列比对发现,该基因组含有5个外显子,4个内含子。序列比对和结构域分析表明,Zj4CL包含4CL基因家族的Box I和Box II保守区。进化树分析显示,Zj4CL与苹果(XP_008362825)的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明,无核小枣在花后30 d左右基因表达量达到最大值,到花后40 d以后表达量明显下降。     

青稞C4H基因的克隆及组织表达分析

为揭示大麦中黄酮合成的分子调控机制,利用反转录PCR结合同源克隆和RACE技术首次从青稞(裸大麦)叶片中克隆获得肉桂酸-4-羟化酶基因(HvC4H)的全长cDNA序列(Genbank登录号:KF927086),总长度1951 bp,ORF为1518 bp,编码505个氨基酸,等电点PI=9.01,平均亲水指数(GRAVY)为-0.170,属于亲水性碱性蛋白,高级结构分析表明其具有细胞色素P450家族保守域及C4H特异的功能性活性位点。利用实时荧光定量PCR分析胚乳发育5个时期不同组织(茎、叶及子粒)的表达情况,结果显示HvC4H基因在青稞胚乳发育期的表达情况存在着明显的组织差异性,在茎中的表达量最高。本研究为通过调控C4H基因的表达从而提高大麦黄酮的含量奠定了分子生物学基础,对于改良大麦的品质、抗性、生长发育等性状具有重要意义。     

荷花LEAFY基因的克隆及表达分析

LEAFY（LFY）基因是花分生组织形成的必需基因,在成花过程中发挥重要作用。本研究以荷花品种‘红霞满天’为材料,利用已经获得的荷花LFY基因片段,采用RT-PCR和RACE技术克隆得到荷花LFY基因cDNA序列,命名为NnLFY。NnLFY全长cDNA为1 494 bp,开放阅读框（ORF）为1 173 bp,编码390个氨基酸,预测其相对分子量为44 517.1 Da。与其他物种已知的LFY基因序列进行同源性对比分析并构建系统进化树,结果显示荷花LFY基因与甜瓜LFY基因的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果表明,LFY基因在荷花幼叶期、花蕾期、盛花期的根、茎、叶、花中均有表达,其中,花蕾期各器官的表达量较高。     

甘蔗金属硫蛋白基因(ScMT2-1-4)的克隆及表达分析

从甘蔗热带种Badila(Saccharum officinarum L.)中克隆获得1个2型金属硫蛋白基因的c DNA序列,命名为Sc MT2-1-4(Gen Bank登录号:KJ504375)。生物信息学分析显示,Sc MT2-1-4基因c DNA长459 bp,开放读码框为243 bp,编码80个氨基酸,富含14个半胱氨酸残基。推导的Sc MT2-1-4蛋白为亲水性蛋白,分子量为7.82 k D,等电点为5.59,该蛋白的二级结构由无规则卷曲和延伸链构成。实时荧光定量PCR检测结果显示,Sc MT2-1-4基因是重金属胁迫的快速响应基因,其对Cu2+、Zn2+和Cd2+胁迫的应答模式提示了:甘蔗不同组织中Sc MT2-1-4对Cu2+胁迫应答的分功不同;Sc MT2-1-4对甘蔗抵御Zn2+胁迫起积极的作用;但该基因不直接参与甘蔗对Cd2+的螯合和解毒的过程。研究结果有助于进一步深入探究MT2基因在甘蔗应答重金属胁迫过程中的作用,为阐明甘蔗富集和耐受重金属的分子机制研究奠定基础。     

萼脊兰AP1-like基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR和RACE技术从萼脊兰(Sedirea japonica)花瓣中分离到1个MADS-box A类基因,该基因命名为AP1-like(登录号JQ776636)。AP1-like基因的cDNA全长1 221bp,包含1个753bp的开放阅读框(ORF),共编码250个氨基酸。蛋白序列比对和进化树分析表明,AP1-like蛋白与蝴蝶兰ORAP11蛋白的一致性为96%,进化距离最近。二级结构分析表明,该蛋白分子属于亲水性蛋白,其中有53.60%的α螺旋、7.20%的延伸链、39.20%的不规则折叠。实时荧光定量PCR分析表明,萼脊兰AP1-like基因在盛花期的根和叶中表达量最高;在生殖器官中花蕾期花葶的表达量最高,其次是花蕾;盛花期中花葶的表达量最高,子房和合蕊柱的表达量次之,萼片、花瓣、唇瓣均有微量表达。研究认为,AP1-like可能在调控植物由营养生长向生殖生长过渡阶段及子房的建成中起重要作用。     

山茶CjMYB1基因的克隆及表达分析

该研究通过序列比对分析,以野生红山茶和不同花色品种山茶为材料,采用PCR方法克隆CjMYB1基因,并通过生物信息学和表达分析对其进行初步研究,为深入研究山茶CjMYB1基因在花色形成和花发育过程的调控机理奠定理论基础。结果表明：(1)成功克隆获得山茶CjMYB1基因(GenBank登录号为OL347930),其开放阅读框长为879 bp,编码292个氨基酸,相对分子质量为33.17 kD;CjMYB1基因属于R2R3-MYB转录因子,且与拟南芥MYB基因家族的第7亚组处于同一分支。(2)荧光定量PCR分析发现,山茶CjMYB1基因在野生红山茶花芽中表达量最高,在萼片、花瓣、雄蕊和心皮中都有较高的表达量,推测其在山茶花器官发育中发挥着重要作用;在红色山茶品种中表达量较高,而在粉色、淡黄色、白色山茶品种中表达量较低,说明CjMYB1基因可能在红色山茶品种的花色苷合成途径中起到了关键作用。(3)亚细胞定位实验表明,CjMYB1蛋白定位在细胞核。     

春兰CgSEP3基因的克隆和表达分析

该研究采用RT-PCR和RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到1个SEPALLATA3(SEP3)基因。序列分析表明,该基因含有1个732bp的开放阅读框(ORF),共编码243个氨基酸。系统进化树分析显示,该基因是MADS-box基因家族AP1/AGL9组SEP的同源基因,其编码蛋白与其它植物SEP3类蛋白具有较高的一致性,命名为CgSEP3(登录号为KF924272)。实时荧光定量分析表明,CgSEP3在春兰花器官中均有表达,其中在唇瓣、侧瓣和萼片中的表达量较高,在子房和蕊柱中的表达量较低;而且CgSEP3在花发育各个时期都有表达,在1~2cm的花芽中表达量最高,在盛开的花中的表达量最低。研究认为,CgSEP3基因可能在春兰花瓣和萼片的形成过程中具有重要作用。     

甘蓝型油菜热激转录因子的克隆及表达分析

以甘蓝型纯系油菜为试材,用RT-PCR和RACE方法首次从油菜种子中获得油菜热激转录因子的cDNA全长序列,命名为BnHSFA4a,GenBank登录号为HQ435241。结果表明:该cDNA长1 667bp,编码1个具有389aa的蛋白质,该基因编码的氨基酸序列与拟南芥热激转录因子AtHSFA4a编码的氨基酸序列间相似度为82%。对34条编码不同热激转录因子的氨基酸序列进行多重比对,结果在100～190aa处序列间氨基酸总相似性超过60%,显示出较高的保守性。构建原核表达载体并成功表达出预期蛋白。半定量RT-PCR结果显示,该基因的表达先于油菜肌醇半乳糖苷合成酶(BnGOLS1)基因,符合该基因调控BnGOLS1的假设。推测AtHSFA4a基因可能通过调控BnGOLS1的表达量进而在油菜种子脱水耐性获得过程中发挥一定的作用。     

金银花丙酮酸激酶基因的克隆与表达特性分析

采用RT-PCR和RACE技术,首次从金银花中克隆丙酮酸激酶基因全长cDNA,命名为LjPkc(GenBank登录号JQ621946.1),LjPkc基因编码区序列全长为1 533bp,共编码510个氨基酸。基于基因序列亲缘关系分析结果显示,LjPkc基因与烟草Pkc基因亲缘关系最近,属于双子叶植物Pkc基因家族。蛋白质亚细胞定位分析认为LjPkc在线粒体或叶绿体中发挥作用。LjPkc蛋白质的三维空间结构预测结果显示,LjPkc蛋白主要由α-螺旋、不规则盘绕组成。定量PCR检测发现,LjPkc基因在金银花不同组织中广泛表达,但表达水平各有差异,黄花中表达量最高。该研究丰富了Pkc基因库资源,为揭示LjPkc基因在金银花糖代谢方面的生物学作用奠定了基础。     

长叶红砂液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因的克隆及表达特性

为研究长叶红砂(Reaumuria trigyna)离子转运分子机制,利用RT-PCR和RACE技术,克隆到其液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(NHX1)的全长cDNA片段,命名为RtNHX1(NCBI序列号为KR919802)。结果表明:RtNHX1的cDNA片段全长2 622bp,开放阅读框1 662bp,5′非编码区509bp,3′非编码区451bp,编码553个氨基酸,推测分子量为60.91kD。该蛋白含有12个跨膜结构域,为疏水蛋白,与其他植物液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白NHX1的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR对其在NaCl胁迫下的表达检测显示,不同时间和不同浓度NaCl胁迫下,RtNHX1表达量变化均呈先升高后降低趋势,在100mmol/L NaCl胁迫6h和200mmol/L NaCl胁迫后达到最高,表达量分别超过或约是对照的3倍,一定程度反应出RtNHX1参与长叶红砂的盐胁迫应答,是该植物离子转运体系的重要元件。     

铁皮石斛钙网蛋白基因DoCRT1的分子克隆与表达研究

该研究采用RACE克隆铁皮石斛钙网蛋白(calreticulin,CRT)基因DoCRT1,进行生物信息学分析,并借助定量PCR检测基因表达模式,为揭示该基因在铁皮石斛生长发育及逆境生理中的分子作用奠定基础。结果表明:(1)DoCRT1基因(GenBank登录号KT957551)cDNA全长1 672bp,ORF长1 275bp,编码一条由424个氨基酸组成的多肽,分子量49.05kD,等电点4.42,具有CRT蛋白保守的钙网蛋白/钙联接蛋白P结构域(205~320)和类伴刀豆球蛋白凝集素/葡聚糖酶结构域A(20~222)以及多个基序;蛋白N端含有一个信号肽(1~23)和一个跨膜区域(8~24),预测结果显示主要定位于细胞液泡、胞外,与多种植物CRT蛋白一致性很高(80%~87%)。(2)DoCRT1蛋白与OsCRT1/2、ZmCRT1亲缘关系近,聚在CRT进化树的CRT1/2分支。(3)qRT-PCR检测结果显示,DoCRT1基因转录本在石斛根中表达量较高,为叶中的2.23倍,且茎与叶中表达量无显著差异。     

日本蛇根草DFR3基因的克隆分析及其编码蛋白的分离纯化

二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)作为花色苷代谢途径下游的关键酶,对植物花色苷的合成具有重要调控作用。该研究以日本蛇根草(Ophiorrhiza japonica)为材料,采用RT-PCR方法克隆获得一个DFR基因(OjDFR3),利用生物信息学方法对OjDFR3蛋白的性质进行了分析,通过实验完成该基因原核表达载体的构建及其重组蛋白的制备与纯化,为深入揭示日本蛇根草DFR基因的功能以及花色苷的合成与调控研究奠定基础。结果表明:(1)成功克隆获得一个DFR基因(OjDFR3);序列分析显示,OjDFR3基因cDNA全长为1 071 bp,可编码356个氨基酸,蛋白分子量为39.52 kD。(2)生物信息学分析表明,OjDFR3基因编码形成的蛋白由20种氨基酸组成,其中亮氨酸含量最多,不存在信号肽,是一种亲水性蛋白,定位在细胞质的可能性最大,三级结构由α螺旋、延伸链、无规则卷曲组成。(3)原核表达分析显示,重组质粒pET32a-OjDFR3可在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,其最佳诱导表达条件为37℃、4 h、IPTG浓度为0.8 mmol/L,同时在100和200 mmol/L咪唑洗脱下的蛋白纯度最好。(4)按照上述最佳条件,制备并获得了大量浓度和纯度较好的蛋白。