目的 克隆三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum查耳酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)基因,探究 CHI基因对三叶崖爬藤黄酮合成途径的调控作用.方法 分析三叶崖爬藤转录组,获得三叶崖爬藤CHI基因序列,并进行生物信息学分析.采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定三叶崖爬藤根、茎、块茎、老叶、幼叶及吲哚-3-乙酸(3-indoleacetic acid,IAA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、水杨酸(salicylic acid,SA)和酵母提取物(yeast extract,YE)等诱导条件下CHI基因的表达量,利用分光光度法测定黄酮含量和CHI酶活性变化,并对其进行相关性分析.结果 转录组数据分析结果表明,三叶崖爬藤CHI基因全长为1096bp(GenBank序号:OQ588006),含有1个长为714bp的开放阅读框,编码237个氨基酸.三叶崖爬藤CHI蛋白分子式为C1148Hi819N285O348S5,等电点(PI)为5.28,相对分子质量为25 340,编码的氨基酸全都在膜外,不具跨膜结构,也不存在信号肽.三维空间结构分析表明,三叶崖爬藤CHI蛋白呈明显的倒置三明治状折叠结构,属于Chalcone-3超基因家族.进化树分析结果表明,三叶崖爬藤CHI蛋白序列与葡萄科植物亲缘关系最近.qRT-PCR结果表明,三叶崖爬藤CHI基因在三叶崖爬藤根、茎、块茎、老叶和幼叶等不同组织中均表达.诱导分析结果表明,5种外源诱导物质均提高了三叶崖爬藤黄酮含量,ABA诱导后CHI基因表达水平在72h达到最高,其余诱导处理CHI基因表达量均在96h达到最高,CHI酶活性均在96h达到最高.相关性分析结果表明,三叶崖爬藤黄酮含量与CHI基因表达量不存在显著相关性,与CHI酶活性存在极显著正相关(R2=0.453).结论 成功克隆了三叶崖爬藤CHI基因,该基因在三叶崖爬藤各组织中均表达.IAA、MeJA、ABA、SA和YE均促进CHI基因表达及酶活性的上升,在转录和翻译水平上调控三叶崖爬藤黄酮合成.

目的:研究响应脱落酸(ABA)的甘草碱性亮氨酸拉链(GubZIPs)转录因子的基因表达差异,克隆并分析甘草关键酶基因的启动子序列,为解析bZIP转录因子调控甘草活性成分生物合成提供参考.方法:采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)分析甘草毛状根中GubZIPs转录因子基因在外源ABA处理下的表达模式及在 3 年生甘草中的空间表达差异;利用TBtools软件从甘草基因组中提取关键酶基因的启动子片段并克隆,利用生物信息学分析启动子上潜在的关键调控元件.结果:甘草GubZIP1、GubZIP5、GubZIP33 和GubZIP56 基因在不同的ABA处理条件下表达模式不同,其中GubZIP1 和GubZIP33 的响应最为显著.分析GubZIPs基因在甘草不同组织的表达差异发现,GubZIP1 和GubZIP5 在根部高水平表达,GubZIP33 和GubZIP56 在叶中高水平表达.基于甘草基因组克隆获得甘草生物合成途径中关键酶查耳酮异构酶(CHI)、查耳酮合成酶(CHS)、β-香树脂醇合酶(β-AS)基因的启动子序列,分析结果显示,CHI基因的启动子区域有 2 个G-box和 1 个A-box顺式作用元件,CHS基因的启动子区域有 2 个ABRE和 1 个G-box顺式作用元件,β-AS基因的启动子区域有 1 个ABRE和 1 个G-box顺式作用元件.结论:甘草毛状根中GubZIP1、GubZIP5、GubZIP33 和GubZIP56 基因对ABA均有显著响应,采用 50 mg·L-1 的ABA处理 3 h是研究甘草中ABA相关通路较为适宜的方案.此外甘草的关键酶基因启动子上存在可与bZIP转录因子结合和响应ABA等激素的顺式作用元件;研究结果可为深入解析响应ABA的bZIP转录因子调控甘草活性成分生物合成的分子机制提供参考.

为了筛选适合甜椒设施生产栽培的优质棚膜,本试验以红色甜椒品种'凯特琳'为试材,研究加入红色母粒的涂覆型消雾无滴转红光棚膜的透光性及对甜椒植株生长、光合色素含量、光合特性、果实产量和品质的影响.结果表明:转光剂种类不同,对日光温室光环境、甜椒生长发育均有显著影响.与对照及其他棚膜相比,KMN-2试验膜能够明显促进甜椒胚轴伸长和干物质积累,叶绿素a/b值、类胡萝卜素含量和光合性能均显著提高,有利于果实增产,果实可溶性糖、维生素C(Vc)和游离氨基酸含量明显增加.红色膜覆盖均明显诱导了甜椒果实花青苷的积累,特别是KMN-2棚膜覆盖下果实花青苷含量比对照提高了41.40％.与对照和其他处理相比,KMN-2棚膜覆盖显著诱导果实苯丙氨酸解氨酶(PAL)和查耳酮异构酶(CHI)活性升高.综上,红色膜中加入适宜转光剂能够提高甜椒光合效率,促进植株生长,进而增加产量,同时诱导丙苯氨酸途径中关键酶活性的变化,促使花青苷积累.

目的 克隆多穗柯的查耳酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)基因,并了解其表达情况.方法 根据转录组测序结果,利用PCR扩增技术获取多穗柯CHI基因的cDNA全长,并对其进行生物信息学分析,采用qRT-PCR法检测CHI基因在多穗柯不同器官的表达量.结果 多穗柯CHI基因的cDNA全长为772 bp,开放阅读框长为696bp,编码231个氨基酸的蛋白.该蛋白不存在跨膜区域,定位于细胞质中.多穗柯CHI基因在不同部位均有表达,叶片的表达量最高,是根部最低量的9.75倍.结论 首次克隆获得多穗柯的CHI基因,明确该基因属于CHIⅡ型.且多穗柯CHI基因在各器官中的表达量具有显著差异.

目的 分析光、暗培养的杜仲愈伤组织转录组测序结果,验证杜仲愈伤组织转录组测序结果中与类黄酮合成相关基因的表达水平.方法 利用Illumina HiSeqTM 2500测序平台对光暗培养的2种杜仲愈伤组织进行转录组高通量测序,利用Trinity软件对测序结果进行De novo组装,使用BLAST软件将Unigenes序列与NR、Swiss-Prot、GO、COG、KOG、KEGG、Pfam等数据库比对,利用FPKM值估算基因表达丰度,利用qRT-PCR验证与类黄酮合成相关基因的表达水平.结果 杜仲愈伤组织转录组测序共获得13.00 Gbp的clean data.De novo组装后共获得62 030条Unigenes,平均长度为736.40 bp.使用BLAST软件将Unigenes序列与相关数据库比对,共获得25 417条Unigenes的注释结果.其中,25 167条Unigenes注释到Nr.4 794条Unigenes和它们相关的酶(enzyme commission numbers)注释到82条KEGG通路.共获得差异表达基因1 986条.在白光(光强为12 000 lx,16h光照,8h黑暗)培养的愈伤组织中,有1 139条基因表达上调,847条基因表达下调.在KEGG富集分析中发现,有7个Unigenes与类黄酮合成相关,其中有6个Unigenes在白光培养的杜仲愈伤组织中上调表达,它们编码的酶分别为查耳酮异构酶(EC 5.5.1.6,chalcone isomerase,CHI),查耳酮合成酶(EC 2.3.1.74,chalcome synthase,CHS),类黄酮3'-羟化酶(EC l.14.13.21,flavonoid 3'-monooxygenase,F3'H),反肉桂酸4-单加氧酶(EC l.14.13.11,trans-cinnamate 4-monooxygenase,CYP),黄酮醇合成酶(EC l.14.11.23,flavonol synthase,FLS),莽草酸邻羟基肉桂转移酶(EC 2.3.1.133,shikimate-O-hydroxycinnamoyl transferase,HQT).1个Unigene下调表达,它编码的酶为无色花青素加氧酶(EC 1.14.11.19,leucocyanidin oxygenase,LDOX).qRT-PCR分析表明,与类黄酮合成相关的7个Unigenes的表达情况与转录组测序分析结果是一致的.结论 白光条件(光强为12 000 lx,16h光照,8h黑暗)可以促进类黄酮代谢途径中相关化合物的积累.

以‘凤丹’牡丹的组培苗为材料,在含有0-5.0 mg/L硝酸银的基础培养基中进行培养后,通过测量总酚含量、单体酚种类及其含量的变化和相关基因的表达情况,确定不同浓度的硝酸银对抑制愈伤组织褐化的作用.结果表明,培养基中加入硝酸银能够抑制相关基因的表达,明显降低愈伤组织中多酚类物质的含量进而减轻植物组织褐变程度,其中2.0 mg/L的综合效果最好;硝酸银对组培苗褐变过程中产生影响的单体酚有绿原酸、芦丁、香豆酸、对香豆酸、表儿茶素、二氢槲皮素;硝酸银处理后的的愈伤组织中,转录因子MYB2、WD40-1、WD40-2与结构基因苯丙氨酸解氨酶(PAL)、黄烷酮醇还原酶(DFR)、查耳酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、3-二氢黄酮羟化酶(F3H)、黄酮醇3'-羟化酶(F3'H)的表达量与褐变等级和总酚含量之间存在显著的相关性(P＜0.05).