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洋桔梗萜类合成酶基因家族系统进化与表达分析
1
作者 李昕苑 梁雨薇 +2 位作者 方慧仪 孙福辉 张亮生 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期737-746,共10页
萜类化合物是花香物质的主要成分之一,其中萜类合成酶(terpenoid synthase,TPS)在萜类化合物合成过程中起关键作用。本研究利用生物信息学方法,共鉴定出26条洋桔梗TPS基因的全长序列,并对其分子进化、基因结构和表达模式等进行探究。结... 萜类化合物是花香物质的主要成分之一,其中萜类合成酶(terpenoid synthase,TPS)在萜类化合物合成过程中起关键作用。本研究利用生物信息学方法,共鉴定出26条洋桔梗TPS基因的全长序列,并对其分子进化、基因结构和表达模式等进行探究。结果表明:洋桔梗TPS基因可分为5个亚家族(TPS-a、TPS-b、TPS-g、TPS-e和TPS-f),并进一步细分成10个小分支。在这些分支中,只有TPS-a.1分支上有扩增,其他大多数分支都发生了基因丢失。基因共线性分析显示,在经历了2次全基因组复制事件后,洋桔梗仅有5组TPS共线性基因对被保留,而大部分经过基因组加倍的TPS基因对都发生了丢失,进一步支持了大多数洋桔梗TPS基因发生丢失的结论。转录组表达分析表明,在花瓣发育早期,只有EgTPS-g1、EgTPS-g2和EgTPS-g3少量表达,TPS-a、TPS-b亚家族成员在花瓣中不表达,可能是其缺乏花香的原因之一。未来的研究应该重点关注TPS-a和TPS-b亚家族成员,通过恢复这些亚家族基因的表达,有望赋予洋桔梗花香,从而提高其观赏价值。 展开更多
关键词 洋桔梗 龙胆目 萜类合成酶基因家族 花香 表达分析
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红汁乳菇16个萜类合成酶基因的鉴定与表达 被引量：3
2
作者 李云琴 王毅 +1 位作者 原晓龙 杨文忠 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期129-135,共7页
为了解真菌红汁乳菇(Lactarius hatsudake)萜类合成酶(TPS)基因的功能,从红汁乳菇全基因组中分离获得TPS基因,并对其进行生物信息学分析,系统发育树构建,对它们在不同碳源和氮源培养条件下的表达情况进行分析。结果显示:在红汁乳菇基因... 为了解真菌红汁乳菇(Lactarius hatsudake)萜类合成酶(TPS)基因的功能,从红汁乳菇全基因组中分离获得TPS基因,并对其进行生物信息学分析,系统发育树构建,对它们在不同碳源和氮源培养条件下的表达情况进行分析。结果显示:在红汁乳菇基因组中共分离出16个LhTPS基因,LhTPS10、LhTPS13、LhTPS14仅具有萜烯合酶的DXXD保守结构域,其余蛋白均具有DXXD和NSE保守结构域,因此把16个萜类合成酶分成两类。系统发育树将16个LhTPS分为4个大分支,第Ⅰ、Ⅱ分支为倍半萜合成酶,第Ⅲ分支为倍半萜及二萜合成酶,第Ⅳ分支为倍半萜和三萜合成酶,LhTPS6、LhTPS8、LhTPS11、LhTPS16主要生成Δ-6 protoilludene的相似物或者衍生物,LhTPS7主要生成γ-cadinene的相似物或者衍生物;LhTPS10主要生成δ-cadinene的类似物或者衍生物。表达分析表明,不同氮源的培养基培养条件下的表达情况整体上要优于不同碳源的培养基培养条件下的表达情况。在不同碳源及质量浓度培养基中,以10.0 g·L^(-1)山梨醇培养基为最优,在不同氮源培养基中以番茄培养基为最优。基因簇分析显示7个编码基因所在重叠群有基因簇的存在。 展开更多
关键词 红汁乳菇 萜类合成酶基因 生物信息学分析 基因表达
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油楠倍半萜类合成酶基因SgSTPS3的克隆与表达分析
3
作者 陈朝黎 余纽 +4 位作者 李荣生 邹文涛 董明亮 朱茂成 杨锦昌 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期68-78,共11页
【目的】油楠茎部树脂油富含大量倍半萜类化合物,萜类合成酶是萜类化合物生物合成途径中的关键酶之一。对油楠倍半萜合成酶基因SgSTPS3的克隆与表达分析,有利于探明油楠树脂油的形成机制,为解析林木萜类生物合成与代谢调控机制提供新的... 【目的】油楠茎部树脂油富含大量倍半萜类化合物,萜类合成酶是萜类化合物生物合成途径中的关键酶之一。对油楠倍半萜合成酶基因SgSTPS3的克隆与表达分析,有利于探明油楠树脂油的形成机制,为解析林木萜类生物合成与代谢调控机制提供新的理论依据。【方法】基于前期油楠转录组数据库,从成熟油楠植株茎部克隆获得油楠倍半萜类合成酶基因SgSTPS3,并对其进行生物信息学分析。利用原核细胞进行诱导表达,GC-MS鉴定其表达产物。通过实时荧光定量PCR分析该基因在油楠不同年龄(0.5、1.5、15、30年)和不同器官(根、韧皮部、木质部、嫩叶、老叶)中的表达特性,以及该基因对不同激素水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和激素组合SA+MeJA的响应模式。【结果】获得SgSTPS3基因,CDS序列全长1701 bp,编码566个氨基酸(GenBank登录号:MW345633)。蛋白多序列比对显示SgSTPS3蛋白与苏木亚科古巴香胶树CoTPS3和兰氏香脂树ClTPS3同源性最高,达87.68%。生物化学分析结果表明SgSTPS3蛋白为多功能酶,以法尼基焦磷酸(FPP)为底物时,主要催化产生倍半萜环苜蓿烯、可巴烯及顺式-β-可巴烯,以香叶基焦磷酸(GPP)为底物时,产生单萜芳樟醇。SgSTPS3基因的表达量在不同年龄、不同器官中存在显著差异:同一年龄的各器官,0.5和1.5年生植株根部表达量最高,15和30年生植株韧皮部表达量最高;不同年龄的同一器官,根部表达量随年龄的增大而减小,木质部表达量随年龄增大而增大,30年生植株韧皮部显著高于其他年龄的植株,嫩叶和老叶无明显规律。对2年生油楠幼株叶片进行激素诱导处理,喷施激素SA(50μmol·L^(-1))时,该基因在12 h表达量最高,为初始表达量的35.1倍,72 h最低;喷施MeJA(100μmol·L^(-1))时,该基因在6 h表达量最高,24 h最低;混合激素SA(50μmol·L^(-1))+MeJA(100μmol·L^(-1))作用下,SgSTPS3基因表达量变化与对照组趋势接近,诱导效果较差。【结论】SgSTPS3为倍半萜类合成酶基因,具有多底物酶催化功能,在幼苗的根部及成年植株的韧皮部表达量较高;不同激素对SgSTPS3基因的调控作用差异显著,SA(50μmol·L^(-1))诱导效果最佳,MeJA(100μmol·L^(-1))诱导效果次之。 展开更多
关键词 萜类合成酶基因 表达模式 激素调控 油楠
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感染CTV甜橙中挥发性成分的分析及萜类合成相关基因的表达变化
4
作者 王欢欢 赵恒燕 +4 位作者 陈琪 刘露勤 张耀海 周彦 刘金香 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期93-101,共9页
为明确柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)对柑橘挥发性物质的影响,本研究采用顶空固相微萃取法(Headspace Solid-phase Micro-Extractions,HS-SPEM)结合气相色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)技术分析... 为明确柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)对柑橘挥发性物质的影响,本研究采用顶空固相微萃取法(Headspace Solid-phase Micro-Extractions,HS-SPEM)结合气相色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)技术分析了感染CTV的甜橙和健康甜橙挥发性成分.结果表明,CTV侵染使甜橙挥发性成分总量显著降低,仅为健康甜橙的71.00%,与健康甜橙中检测出的59种挥发性成分相比,感病甜橙中检测出55种,两者共有物质51种,其中33种的质量分数显著降低;此外,还有8种仅在健康甜橙中被检出,4种仅在CTV侵染甜橙中被特异检出,分别为百里香酚、香叶酸甲酯、石竹素和2-亚甲基-莰烷;检出的挥发性物质以萜类居多,为44种.采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术进一步分析了4个萜类合成关键基因(香叶基香叶基二磷酸合酶、法呢基焦磷酸合酶、γ-萜品烯合酶和柠檬烯合酶)表达量,结果表明,感染CTV甜橙中4个基因表达显著下降,与感染CTV甜橙中γ-萜品烯和柠檬烯质量分数显著减少趋势一致,暗示了CTV侵染甜橙影响了寄主萜类合成途径进而影响了挥发性物质的释放. 展开更多
关键词 甜橙 柑橘衰退病毒 挥发性物质 萜类相关合成基因
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烟草茄尼醇积累与萜类关键酶基因表达的相关性 被引量：6
5
作者 盖小雷 刘艳华 +4 位作者 姚志敏 杜咏梅 闫宁 张洪博 戴培刚 《中国烟草科学》 CSCD 北大核心 2017年第1期8-14,共7页
为阐明萜类关键酶基因对烟草茄尼醇合成的影响,利用超高效液相色谱和实时定量荧光PCR,测定了茄尼醇含量差异显著的烟草品种红花大金元(含量高)和中烟90(含量低)6个发育时期根、茎、叶中茄尼醇含量以及萜类代谢关键酶基因的表达,并分析... 为阐明萜类关键酶基因对烟草茄尼醇合成的影响,利用超高效液相色谱和实时定量荧光PCR,测定了茄尼醇含量差异显著的烟草品种红花大金元(含量高)和中烟90(含量低)6个发育时期根、茎、叶中茄尼醇含量以及萜类代谢关键酶基因的表达,并分析了其相关性。结果表明,红花大金元和中烟90 6个时期的茄尼醇含量均为叶>茎>根。在两品种中,萜类关键酶基因FPS、DXR、IPI、SPS、GGPPS从苗期至开花期表达量逐渐上升,在根中现蕾期表达量最高,在茎、叶中开花期最高,随后迅速下降。相关性分析表明,DXS、GGPPS与茄尼醇含量呈负相关,而FPS、DXR、SPS以及IPI基因的表达量与茄尼醇含量呈显著和极显著正相关,其在红花大金元中的高水平表达可能是造成两品种茄尼醇含量差异的主要原因。另外,根、茎中IPI基因与DXS、FPS、SPS基因的表达呈显著和极显著正相关;叶片中SPS与FPS、IPI基因的表达呈显著正相关,而与DXS基因的表达呈显著负相关,HMGR与IPI基因表达呈极显著正相关。这些基因可能通过协同作用共同调控茄尼醇的合成与积累。 展开更多
关键词 烟草 茄尼醇含量 萜类合成酶基因 相关分析
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不同光照强度对油樟1,8-桉叶素含量的影响
6
作者 陈楠 柳欣 +1 位作者 魏琴 赵鑫 《四川林业科技》 2024年第5期49-57,共9页
油樟为樟科樟属植物,其次生代谢产物油樟精油富含1,8-桉叶素,在食品、化工、医疗等领域具有广泛经济价值。植物生长过程及次生代谢受到外界环境变化的影响,而光照强度如何影响油樟精油含量及其成分变化,如何调控精油合成相关基因的表达... 油樟为樟科樟属植物,其次生代谢产物油樟精油富含1,8-桉叶素,在食品、化工、医疗等领域具有广泛经济价值。植物生长过程及次生代谢受到外界环境变化的影响,而光照强度如何影响油樟精油含量及其成分变化,如何调控精油合成相关基因的表达目前尚无报道。以不同光照油樟叶片为材料,研究不同光照强度下油樟叶片精油及1,8-桉叶素含量的差异,分析1,8-桉叶素合成路径中8个关键基因的表达变化。结果表明:(1)不同光照强度影响油樟叶片形态发育及内源激素含量;(2)不同光照下油樟叶片精油含量显著差异,树阳面叶片精油含量比树阴面高2.3%。光照强度引起油樟精油1,8-桉叶素含量显著差异;(3)树阳面油樟叶片中DXR、CMK、HGMR、GPPS、NPPS、CINS、LIS基因上调表达,而HDS基因下调表达,不同光照影响萜类合成途径关键基因的表达。旨在深入分析光照对油樟精油及1,8-桉叶素含量的影响,为进一步优化油樟栽培条件,提高1,8-桉叶素含量及生物技术调控产油提供理论基础。 展开更多
关键词 光照强度 油樟精油 1 8-桉叶素 萜类合成基因
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澳洲香水石斛花香成分及DeTPS6的克隆与表达
7
作者 孔兰 叶秀仙 +3 位作者 钟声远 林榕燕 林兵 钟淮钦 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2095-2105,共11页
花香是评价石斛商业价值的重要性状之一。为探究石斛花香物质的形成机理,本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)、转录组测序和PCR技术分析了不同花期澳洲香水石斛花香物质变化及其与萜类合成关键酶基因表达间... 花香是评价石斛商业价值的重要性状之一。为探究石斛花香物质的形成机理,本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)、转录组测序和PCR技术分析了不同花期澳洲香水石斛花香物质变化及其与萜类合成关键酶基因表达间的关系。结果表明,澳洲香水石斛中共检测到17种花香物质,其中1,4-二甲氧基苯、α-蒎烯和苯乙醇的含量相对较高,盛花期的花香释放量呈现明显的昼夜节律变化和组织特异性。基于转录组数据,筛选到77个与萜类合成相关的差异表达基因(DEGs),并成功克隆DeTPS6的全长,为1749 bp。DeTPS6蛋白具有萜类合成酶家族的保守结构域,属于TPS-b亚家族。亚细胞定位分析结果显示,DeTPS6定位于胞质。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示,DeTPS6在澳洲香水石斛的盛花期中高表达,且呈现显著的昼升夜降的变化趋势,与花香物质的含量呈正相关。本研究为DeTPS6生物学功能的探讨提供了理论基础。 展开更多
关键词 石斛 花香 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS) 萜类合成酶基因 表达分析
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穗花杉的转录组测序及其转录组特性分析 被引量：6
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作者 王帅 邵芬娟 +2 位作者 李论 芦强 邱德有 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2017年第5期759-764,共6页
[目的]通过对红豆杉科穗花杉属的穗花杉进行转录组测序,为穗花杉的萜类合成途径和分类学研究提供支持。[方法]利用Hi Seq2500技术对穗花杉的茎叶进行转录组测序。[结果]穗花杉转录组测序共得到8.14 Gb的clean data。从头组装共获得82 88... [目的]通过对红豆杉科穗花杉属的穗花杉进行转录组测序,为穗花杉的萜类合成途径和分类学研究提供支持。[方法]利用Hi Seq2500技术对穗花杉的茎叶进行转录组测序。[结果]穗花杉转录组测序共得到8.14 Gb的clean data。从头组装共获得82 884条unigene,其中有27 495条unigene被注释。此外,在82 884条unigene中共搜索到2 827个SSR位点,单核苷酸重复SSR出现频率最高(60.1%),其次为三核苷酸重复SSR(25.4%)。在穗花杉unigene中挖掘出了1个牦牛儿基焦磷酸合成酶(GPS)、1个法尼烯基焦磷酸合成酶(FPS)和5个牦牛儿基牦牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)的同源基因,同时得到紫杉二烯合成酶(TS)同源基因13个。[结论]发现了20个与萜类合成有关的unigene和2 827个SSR位点,为今后穗花杉萜类生物合成研究,特别是紫杉二烯合成酶编码基因的研究打下了基础,也为该物种系统分类地位及遗传多样性研究提供了新的遗传信息。 展开更多
关键词 穗花杉 转录组 SSR 萜类合成基因 分类
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