紫花含笑TPS基因家族鉴定及与萜烯类物质代谢关系分析

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作者 及浩楠 肖宇光 +4 位作者 牛小云 张志龙 刘军 姜景民 刁姝 《林业科学研究》 北大核心 2025年第3期29-38,共10页

[目的]探究紫花含笑花朵萜烯类物含量和TPS基因家族表达模式的相关性,为解析萜烯类物质合成途径的关键基因提供重要参考。[方法]基于紫花含笑无参转录组数据,采用生物信息学方法鉴定紫花含笑TPS基因家族成员,并对基因家族成员进行理化... [目的]探究紫花含笑花朵萜烯类物含量和TPS基因家族表达模式的相关性,为解析萜烯类物质合成途径的关键基因提供重要参考。[方法]基于紫花含笑无参转录组数据,采用生物信息学方法鉴定紫花含笑TPS基因家族成员,并对基因家族成员进行理化性质、保守基序及系统进化分析;利用实时荧光定量PCR技术揭示不同发育时期TPS基因表达模式,并结合顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术获取的不同发育阶段萜烯类物质含量,分析TPS基因表达和萜类物质含量的变化关系。[结果]本研究共鉴定到10个TPS成员,其编码氨基酸数量在511~987 aa,蛋白分子质量在57810.20~113803.45 Da。系统进化分析结果显示,紫花含笑TPS基因家族分为3个基因亚家族,TPS-e/f基因亚家族成员缺少Motif 1、Motif 3、Motif 5,TPS-b基因亚家族成员C41348.3缺少Motif 3,其余TPS基因含有6个Motif。C41348.6、C41348.3在时期Ⅴ显著性高表达,C31983.0和C40582.0在时期Ⅴ高表达。甜香型物质Α-罗勒烯、α-石竹烯、罗勒烯、卡地那二烯在时期IV含量上升,甜香型物质β-榄香烯、α-石竹烯、δ-榄香烯在时期V含量上升。对基因表达量变化与萜烯类物质含量变化进行相关性分析,紫花含笑TPS-b基因亚家族成员C41348.3和C41348.6均与单萜1,2-二[(E)-丙-1-烯基]环丁烷合成正相关。紫花含笑TPS-e/f基因亚家族中的C31983.0与3种甜果香型物质正相关。[结论]Α-罗勒烯、α-石竹烯、罗勒烯、卡地那二烯这几种甜果香型物质可能与紫花含笑时期IV花的果香形成有关。β-榄香烯、α-石竹烯、δ-榄香烯这几种甜果香型物质可能与紫花含笑时期V花的果香形成有关。C41348.6和C41348.3可能与成分1,2-二[(E)-丙-1-烯基]环丁烷合成有关。C31983.0可能参与调控紫花含笑甜果香型物质β-榄香烯、δ-榄香烯、α-石竹烯的形成。TPS基因家族可能在萜烯类物质的合成过程中发挥作用。本研究对紫花含笑TPS基因家族成员进行了深入挖掘,为未来探索紫花含笑花朵中重要萜类成分合成的关键基因功能提供理论基础。 展开更多

关键词 紫花含笑 生物信息学 TPS基因家族 表达分析 挥发性萜类物质

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UV-B辐射对神农香菊萜类物质合成及其相关基因表达的影响 被引量：2

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作者 何淼 王霁佳 +2 位作者 高文杰 刘洋 周蕴薇 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期933-939,共7页

该研究以神农香菊为材料,用强度为400μw·cm^-2的紫外光UV-B对其进行辐射处理,辐射时间分别为0、0.5、1、2、4h,探讨了UV-B辐射对神农香菊萜类物质合成及其相关基因表达的影响。结果表明:(1)较短时间的UV-B辐射对神农香菊萜类物质... 该研究以神农香菊为材料,用强度为400μw·cm^-2的紫外光UV-B对其进行辐射处理,辐射时间分别为0、0.5、1、2、4h,探讨了UV-B辐射对神农香菊萜类物质合成及其相关基因表达的影响。结果表明:(1)较短时间的UV-B辐射对神农香菊萜类物质合成相关基因表达量有明显的促进作用。与对照相比,0.5、1、2、4h处理对相关基因表达量均有不同程度的提高;在2h处理下HMGR、DXR、TPS、GPS基因的相对表达量达到最大值,在4h处理下FPS和DXS的相对表达量达到最大值,其中FPS基因表达量变化最显著,为对照的69倍。(2)MVA途径中,去氢白菖烯、杜松萜烯的含量与FPS基因表达量4h内持续上升的变化趋势保持一致,1-石竹烯与HMGR的变化趋势保持一致,表现为先升高后降低。(3)MEP合成途径中,α-侧柏酮、崖柏酮、β-侧柏酮的含量呈现与DXR、GPS、TPS基因表达量相同的变化趋势,桉树脑在UV-B辐射4h内持续上升,与DXS基因的变化一致。由此可以推断,UV-B辐射通过影响各自途径中一些关键基因的表达量,进而影响了神农香菊萜类物质的合成量。 展开更多

关键词 神农香菊 UV-B辐射 萜类物质 基因表达

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栀子TPS基因家族鉴定及与萜类物质代谢的相关性分析 被引量：2

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作者 李金燃 张麒功 +3 位作者 陈丝雨 陈淑颖 陈清海 邹双全 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期66-78,共13页

TPS基因家族是萜类化合物合成的末端关键酶,在栀子花香的形成中起重要作用。为了明确栀子TPS基因家族成员的基本特征,利用生物信息学方法对栀子TPS基因进行家族成员鉴定;通过外源激素喷施试验进行转录组测序,结合顶空固相微萃取和气相色... TPS基因家族是萜类化合物合成的末端关键酶,在栀子花香的形成中起重要作用。为了明确栀子TPS基因家族成员的基本特征,利用生物信息学方法对栀子TPS基因进行家族成员鉴定;通过外源激素喷施试验进行转录组测序,结合顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析不同外源激素浓度下栀子花朵TPS基因家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明:从栀子基因组中共鉴定获得GjTPS家族成员41个,编码氨基酸380~849个,含有外显子5~15个不等,GjTPS家族成员定位在叶绿体中,并且不均匀地分布在10条染色体上;共线性分析表明栀子与其同科植物中粒咖啡的TPS基因有更近的亲缘关系。系统发育分析结果显示GjTPS基因分为5个亚家族,TPS-a、TPS-b亚家族包含了大多数GjTPS家族成员。GjTPS家族成员的大多数启动子顺式作用元件在植物激素响应类别中,并且包含MYC基序的茉莉酸甲酯响应元件是其中大类;通过转录组数据得到GjTPS02、GjTPS12、GjTPS14、GjTPS20、GjTPS21、GjTPS22这6个基因在各处理的表达量较高。对基因表达量与萜类物质含量变化进行相关性分析,发现1.25 mmol·L^(-1)的茉莉酸甲酯有助于栀子TPS基因家族成员的表达及萜类物质的释放;GjTPS12、GjTPS14、GjTPS20、GjTPS21、GjTPS22这5个基因可能参与栀子花香调控。本研究结果可为后续栀子TPS基因家族功能特性研究提供借鉴。 展开更多

关键词 栀子 萜类合成酶 基因家族 生物信息学 挥发性萜类物质

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澳洲石斛萜类合成酶基因DkTPS7的克隆与表达分析

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作者 孔兰 叶秀仙 +2 位作者 林榕燕 林兵 钟淮钦 《生物技术通报》 CSCD 北大核心 2024年第12期160-169,共10页

【目的】萜类合成酶(terpene synthase,TPS)是参与萜类物质合成的关键酶,在植物花香形成中具有重要作用。探究TPS基因在石斛花香气形成中的作用,为进一步了解不同时期石斛花香气的动态变化及其形成机制提供参考。【方法】采用顶空固相... 【目的】萜类合成酶(terpene synthase,TPS)是参与萜类物质合成的关键酶,在植物花香形成中具有重要作用。探究TPS基因在石斛花香气形成中的作用,为进一步了解不同时期石斛花香气的动态变化及其形成机制提供参考。【方法】采用顶空固相微萃取方法结合气相色谱-质谱联用技术,比较不同时期澳洲石斛花的香气成分差异;利用RT-PCR技术克隆DkTPS7,并进行生物信息学分析;利用农杆菌介导的瞬时转化系统检测其亚细胞定位;利用RT-qPCR技术检测其在不同品种、不同花发育时期和日变化中的表达模式。【结果】澳洲石斛中共检测到523种香气物质,萜类化合物是该品种香气中最丰富的挥发物。DkTPS7的开放阅读框(open reading frame,ORF)为1797 bp,编码598个氨基酸,含有3个萜类合成酶家族的保守结构域,属于TPS-b亚家族;亚细胞定位分析显示,DkTPS7定位于质体。RT-qPCR结果显示,DkTPS7的表达具有品种特异性,在澳洲石斛中高表达,‘杂交紫花’和麝香品种中几乎不表达;DkTPS7在始花期的澳洲石斛花中的表达量最高,盛花期次之;1 d中,DkTPS7基因表达量变化呈现先升后降的趋势。【结论】从澳洲石斛花中克隆得到DkTPS7基因,其表达具有品种和时空特异性,且其表达模式与单萜类香气物质的积累趋势一致。 展开更多

关键词 石斛 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS) 香气 萜类合成酶 基因克隆 亚细胞定位 表达分析

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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

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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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基于转录组测序的不同辣度辣椒差异表达基因分析

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作者 庞欣 陈军 +2 位作者 李林芝 刘佳 黄文娟 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第6期24-33,共10页

为了研究不同辣度辣椒的基因表达差异,探究参与或调控辣椒素生物合成的基因或转录因子。试验以2种不同辣度的辣椒B1-2(高辣)、D50(微辣)为材料,通过高通量RNA测序(RNA-seq)对35 d胎座进行转录组分析,共筛选出1570个差异表达基因(DEG),包... 为了研究不同辣度辣椒的基因表达差异,探究参与或调控辣椒素生物合成的基因或转录因子。试验以2种不同辣度的辣椒B1-2(高辣)、D50(微辣)为材料,通过高通量RNA测序(RNA-seq)对35 d胎座进行转录组分析,共筛选出1570个差异表达基因(DEG),包括673个上调基因、897个下调基因。经GO富集分析,DEG主要集中在氧化还原反应、光合作用、光反应等生物过程;经KEGG富集分析,DEG主要富集在光合作用-天线蛋白、次级代谢产物的生物合成、代谢途径等信号通路。鉴定出7个CapCyc模型基因、8个MYB转录因子在2份辣椒材料中的差异表达;在果实不同发育时期进一步利用qRT-PCR进行分析,发现4CL、COMT、KAS可能具有调控辣椒素合成的作用。研究结果可为探索辣椒素生物合成的调控网络提供更多的候选基因,期待可为下一步关键基因的功能分析和辣椒育种提供理论基础。 展开更多

关键词 辣椒 转录组测序 差异表达基因 辣椒素类物质 生物合成 转录因子

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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

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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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梨萜类合成酶基因家族生物信息学与表达模式分析 被引量：2

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作者 赵荣荣 刘斌 +2 位作者 郭超 刘恒 张元湖 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期131-141,共11页

萜类合成酶(Terpene synthases,TPS)是萜类化合物合成过程中的关键酶。基于梨(Pyrus bretschneideri)全基因组数据库,采用生物信息学和分子生物学方法,对梨TPS基因家族进行鉴定和亚家族分类,研究梨TPS基因的结构及编码蛋白质性质和表达... 萜类合成酶(Terpene synthases,TPS)是萜类化合物合成过程中的关键酶。基于梨(Pyrus bretschneideri)全基因组数据库,采用生物信息学和分子生物学方法,对梨TPS基因家族进行鉴定和亚家族分类,研究梨TPS基因的结构及编码蛋白质性质和表达模式。共鉴定获得33个萜类合成酶基因家族成员,聚类为5个亚家族,其中,TPS-a亚家族成员数量最多,包含4-7个外显子;主要定位于细胞质,少数分布在线粒体、叶绿体和内质网等;梨TPS蛋白均为亲水性蛋白,α-螺旋和无规卷曲是其二级结构主要组成元件,β-折叠和延伸链散布其中;TPS-a中保守基序个数相对较多,TPS-e/f相对较少;各亚族内蛋白质在三级结构上高度相似。除PbrTPS24外,其余9个TPS基因在根、茎、幼叶和幼芽中均有表达,并且不同的基因在不同部位高表达,PbrTPS存在组织特异性表达。 展开更多

关键词 梨 萜类合成酶 TPS基因家族 生物信息学 表达分析

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桑黄9个萜类合成酶基因的鉴定及表达分析

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作者 李云琴 王毅 +3 位作者 张子蕴 原晓龙 杨焱 杨文忠 《森林与环境学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期402-409,共8页

为了解高等药用真菌桑黄的萜类合成酶(TPS)基因的功能,从桑黄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,分析其在不同碳源和氮源培养条件下的表达情况。结果表明:在桑黄基因组中分离出9个SsTPS基因,除SsTPS... 为了解高等药用真菌桑黄的萜类合成酶(TPS)基因的功能,从桑黄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,分析其在不同碳源和氮源培养条件下的表达情况。结果表明:在桑黄基因组中分离出9个SsTPS基因,除SsTPS2蛋白质没有特征基序外,其余SsTPS蛋白质均具有TPS的典型特征基序;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。9个SsTPS聚为2个支系,初步推测SsTPS1为倍半萜合成酶,且可以催化合成α-muurolene;SsTPS3、SsTPS4、SsTPS5、SsTPS9属于倍半萜合成酶,SsTPS3和SsTPS5合成δ-cadinene的类似物或衍生物,SsTPS4和SsTPS9分别合成β-copaene、α-muurolene的类似物或衍生物;Ss TPS2为三萜合成酶。Ss TPS1、Ss TPS4、Ss TPS6基因在所有培养基中均不表达,其余基因呈现差异化表达,Ss TPS7仅在添加肌醇为碳源、大豆蛋白粉为氮源的培养基中低量表达;Ss TPS2、Ss TPS3、Ss TPS5、Ss TPS8、Ss TPS9分别在添加果糖为碳源、大豆蛋白粉为氮源、牛肉浸粉为氮源、酵母粉为氮源、香蕉粉为氮源的培养基中表达量最高。基因簇分析显示,Ss TPS1和Ss TPS4编码基因所在contig有基因簇的存在。 展开更多

关键词 桑黄 萜类合成酶 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

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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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走马胎三萜皂苷合成相关基因表达分析 被引量：4

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作者 雷宇阳 李霁 +2 位作者 赵丽云 罗鸣 陈红锋 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1473-1479,共7页

走马胎是我国华南地区重要的民族药物,其体内的次生代谢物三萜皂苷具有多种药用功效。为了解三萜皂苷含量变化以及生物合成通路相关基因的调控规律,该研究对走马胎在不同组织部位以及不同外源激素处理下所呈现的表达模式进行了比较分析... 走马胎是我国华南地区重要的民族药物,其体内的次生代谢物三萜皂苷具有多种药用功效。为了解三萜皂苷含量变化以及生物合成通路相关基因的调控规律,该研究对走马胎在不同组织部位以及不同外源激素处理下所呈现的表达模式进行了比较分析。结果表明:(1)三萜皂苷含量在不同组织部位间和外源激素处理下均存在显著差异,具体表现为根部组织的含量显著高于叶部组织的,而用外源水杨酸(SA)与茉莉酸甲酯(MeJA)喷施处理后其含量低于对照组(CK)。(2)对这两个差异比较组进行qRT-PCR分析结果显示,相比叶部组织,在根部组织中AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM以及与三萜皂苷合成相关的走马胎P450家族、UGT家族基因皆有不同程度的上调;外源SA与MeJA处理会导致合成途径上游的AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM上调,而下游的P450家族、UGT家族基因则有所下调。因此,通过对不同组织部位和不同外源激素处理这两种差异表达模式的比较研究,可推测在这两种表达模式下走马胎三萜皂苷的合成更多地与下游特异化修饰的酶相关。 展开更多

关键词 走马胎 三萜皂苷 生物合成 QRT-PCR 基因表达

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植物萜类合成关键基因DXS研究进展 被引量：16

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作者 张浩宇 樊俊苗 +2 位作者 王婷 韩渊怀 杜方 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-8,共8页

萜类物质是自然界中广泛存在的一类天然化合物,对植物、动物和人类都有重要价值。1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)对萜类物质合成调控起关键作用,是2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途径的第一个酶,也是该途径的一个限速酶,亚细胞定位... 萜类物质是自然界中广泛存在的一类天然化合物,对植物、动物和人类都有重要价值。1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)对萜类物质合成调控起关键作用,是2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途径的第一个酶,也是该途径的一个限速酶,亚细胞定位于类囊体中,具有质体转运肽序列和3个功能结构域:TPP结合结构域、转酮醇酶结构域和嘧啶结合结构域,可用高效液相色谱法测定其活性。目前已从178种植物中克隆分离到DXS基因,按蛋白同源性可分为3类:DXS1、DXS2和DXS3。DXS基因表达具有组织特异性、昼夜节律性,与花朵、果实发育程度和品种有关。转外源或内源DXS基因的植株过表达或抑制表达都会引起植物光合色素(如叶绿素和类胡萝卜素)、内源激素(如脱落酸和赤霉素)和单萜等萜类物质含量的改变。重点综述了DXS蛋白的特性、基因的类型、基因表达、调控和遗传转化方面的研究进展,以期为植物育种和代谢调节提供理论和实践参考。 展开更多

关键词 1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因(DXS) MEP途径 萜类物质 植物

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阳春砂HMGR和DXR在烟草中单独及共同过量表达调控萜类化合物的生物合成 被引量：5

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作者 王焕 魏洁书 +3 位作者 杨锦芬 詹若挺 陈蔚文 叶圆 《世界科学技术-中医药现代化》 北大核心 2014年第7期1513-1527,共15页

目的:HMGR和DXR分别是萜类生物合成途径——MVA和MEP途径的关键酶,本研究探讨阳春砂AvHMGR和AvDXR在转基因烟草中的过量表达对不同萜类化合物生物合成的影响。方法:采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析AvHMGR和AvDXR的表达水平,应用... 目的:HMGR和DXR分别是萜类生物合成途径——MVA和MEP途径的关键酶,本研究探讨阳春砂AvHMGR和AvDXR在转基因烟草中的过量表达对不同萜类化合物生物合成的影响。方法:采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析AvHMGR和AvDXR的表达水平,应用专一底物法测定HMGR和DXR的酶活性,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术检测不同萜类化合物的变化。结果:AvHMGR或AvDXR单独过量表达抑制了HMGR和DXR的活性,提高了五针松烯、新植二烯、薄荷烯和甾醇的含量;而AvHMGR和AvDXR共同过量表达对不同植株中酶活性的影响有差异,提高了甾醇和植醇的含量,但抑制了新植二烯的积累。结论:AvHMGR和AvDXR单独或共同过量表达对烟草中不同萜类化合物的合成调控存在差异,同时也证明了MVA和MEP途径并不完全独立,而是有着相互交流,本研究为利用阳春砂AvHMGR和AvDXR进行萜类化合物的代谢调控提供了依据。 展开更多

关键词 阳春砂 HMGR DXR 过量表达 萜类化合物 生物合成 转基因烟草

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烟草NtGGPPS 3基因的亚细胞定位和组织表达分析 被引量：5

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作者 孙建生 夏玉珍 +6 位作者 李正风 蔡联合 陈千思 王燃 魏春阳 杨军 李锋 《贵州农业科学》 CAS 2015年第8期38-41,共4页

为研究烟草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因NtGGPPS 3在烟草萜类物质合成中的功能,构建NtGGPPS 3与GFP融合蛋白的植物表达载体,并通过基因枪法瞬时转化烟草悬浮细胞BY2,研究该基因的亚细胞定位情况,并对该基因在烟草不同生育期不同器... 为研究烟草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因NtGGPPS 3在烟草萜类物质合成中的功能,构建NtGGPPS 3与GFP融合蛋白的植物表达载体,并通过基因枪法瞬时转化烟草悬浮细胞BY2,研究该基因的亚细胞定位情况,并对该基因在烟草不同生育期不同器官中的表达量进行分析。结果表明:NtGGPPS 3定位在烟草的叶绿体和质膜上;NtGGPPS 3基因在普通烟草主要生育期各组织中均表达,在叶片中表达量较高,在打顶期的茎中表达量明显上升。表明,该基因可能参与叶绿素、类胡萝卜素和质体醌等与光合作用相关萜类化合物的合成,也可能参与激素和防御相关的萜类物质合成。 展开更多

关键词 牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因 亚细胞定位 组织表达 萜类化合物

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杜仲成熟果实和幼果MVA途径基因表达差异分析 被引量：2

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作者 王淋 乌云塔娜 叶生晶 《经济林研究》 北大核心 2013年第4期45-51,共7页

甲基戊酸途径(mevalonate pathway,MVA)是萜类物质合成的关键途径之一。为了探明杜仲胶的生物合成机制,利用杜仲幼果及成熟果实转录组数据库,确定了MVA途径的EuACOT、EuHMGS、EuHMGR、EuMK、EuPMK、EuMDP基因,并对其表达量进行了全面分... 甲基戊酸途径(mevalonate pathway,MVA)是萜类物质合成的关键途径之一。为了探明杜仲胶的生物合成机制,利用杜仲幼果及成熟果实转录组数据库,确定了MVA途径的EuACOT、EuHMGS、EuHMGR、EuMK、EuPMK、EuMDP基因,并对其表达量进行了全面分析。结果表明:在杜仲幼果和成熟果实转录组中,萜类物质合成(MVA)途径共涉及基因30条,分别为EuACOT 7条、EuHMGS 3条、EuHMGR 11条、EuMK 2条、EuPMK 2条、EuMDP 5条;其中,EuHMGR4、EuHMGR5在杜仲幼果中有特异表达;EuACOT7、EuHMGR10在杜仲成熟果实中有特异表达;EuACOT2-EuACOT6、EuHMGS1-EuHMGS3、EuHMGR1、EuHMGR2、EuHMGR8、EuHMGR10、EuMK1、EuMK2、EuPMK1、EuMDP1-EuMDP5在杜仲幼果和成熟果实中的表达量具有显著差异。 展开更多

关键词 杜仲 萜类物质合成途径 基因表达 幼果 成熟果实 差异分析

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马尾松PmHMGS基因的克隆与表达

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作者 吴泽英 李正春 文晓鹏 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期8-12,31,共6页

为探讨3-羟基-3甲基戊二酰辅酶A合酶基因(HMGS)在马尾松萜类生物合成途径中的作用及调控机制,利用RT-PCR技术克隆马尾松PmHMGS基因的cDNA全长序列。序列分析表明,PmHMGS基因的完整开放阅读框(ORF)由1425 bp组成,编码474个氨基酸,蛋白相... 为探讨3-羟基-3甲基戊二酰辅酶A合酶基因(HMGS)在马尾松萜类生物合成途径中的作用及调控机制,利用RT-PCR技术克隆马尾松PmHMGS基因的cDNA全长序列。序列分析表明,PmHMGS基因的完整开放阅读框(ORF)由1425 bp组成,编码474个氨基酸,蛋白相对分子质量为52972.04,理论等电点pI为5.61;保守结构域分析显示,PmHMGS蛋白具有植物HMGS酶的典型结构域和活性中心;系统进化树分析显示,PmHMGS蛋白与裸子植物HMGS聚为一支,与樟子松的HMGS蛋白亲缘关系最近;组织表达分析显示,PmHMGS基因在叶、茎、根有差异表达,茎中表达量最高;诱导表达分析显示,PmHMGS基因均上调表达,表明PmHMGS参与马尾松萜类合成。因此,PmHMGS的表达具有组织特异性,并能响应茉莉酸甲酯和机械损伤处理,推测其可能参与调控马尾松萜类生物合成。 展开更多

关键词 马尾松 3-羟基-3甲基戊二酰辅酶A合酶基因 萜类合成 组织表达 诱导表达

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澳洲香水石斛花香成分及DeTPS6的克隆与表达

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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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福建柏实时荧光定量PCR内参基因的选择 被引量：6

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作者 周成城 荣俊冬 +3 位作者 谢德金 杨德明 何天友 郑郁善 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2021年第1期137-145,共9页

[目的]筛选稳定的内参基因,用于福建柏不同组织部位荧光定量PCR分析。[方法]基于福建柏转录组数据,以福建柏的根、皮和鳞叶为材料,设置5个浓度梯度(0.32、1.6、8、40、200 ng·μL^(−1))的各组织cDNA混样作为模板,选择ACT7、UBQ、EF... [目的]筛选稳定的内参基因,用于福建柏不同组织部位荧光定量PCR分析。[方法]基于福建柏转录组数据,以福建柏的根、皮和鳞叶为材料,设置5个浓度梯度(0.32、1.6、8、40、200 ng·μL^(−1))的各组织cDNA混样作为模板,选择ACT7、UBQ、EF2、CACs、TIP41、UBC2b、RH8、GAPDH 8个基因作为候选内参基因。利用实时荧光定量PCR技术并结合geNorm、Normfinder和BestKeeper等软件对候选内参基因的表达稳定性进行评价。选择评价结果中较为稳定的候选基因作为内参基因,通过分析4个萜类合成酶基因(FhTPS1、FhTPS2、FhTPS3、FhTPS4)在福建柏不同组织部位的相对表达情况,对候选内参基因的稳定性进行验证。[结果]geNorm、Normfinder和BestKeeper分析结果均表明:不同质量浓度福建柏各组织cDNA混合样品中,最稳定的内参基因是UBC2b和ACT7。荧光定量PCR分析表明,候选内参基因ACT7和UBC2b在福建柏不同组织部位中表达稳定。4个目的基因的相对表达量在福建柏根、皮和鳞叶中均有所不同,FhTPS1基因在根中相对表达量最高,FhTPS2和FhTPS4在鳞叶中相对表达量最高,FhTPS3在皮中相对表达量最高。[结论]8个候选内参基因中,ACT7与UBC2b稳定表达且不受cDNA质量浓度变化影响,二者的组合能够实现稳定归一化并提高定量分析结果准确性,适合作为福建柏各组织部位荧光定量表达分析的理想内参基因。RH8的表达稳定性低,不适合作为福建柏的内参基因。 展开更多

关键词 福建柏 内参基因 萜类合成酶 定量表达

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无患子RT-qPCR内参基因的筛选与验证 被引量：6

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作者 徐圆圆 赵国春 +3 位作者 郝颖颖 翁学煌 陈仲 贾黎明 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期80-89,共10页

无患子根、茎、叶、花和果皮均含有生物活性物质三萜皂苷,为了解三萜皂苷生物合成途径中相关基因的表达水平,需要筛选稳定表达的内参基因。以无患子根、茎、叶、芽、雄花、雌花和不同发育时期的果皮为材料,根据无患子转录组数据,选择Sm1... 无患子根、茎、叶、花和果皮均含有生物活性物质三萜皂苷,为了解三萜皂苷生物合成途径中相关基因的表达水平,需要筛选稳定表达的内参基因。以无患子根、茎、叶、芽、雄花、雌花和不同发育时期的果皮为材料,根据无患子转录组数据,选择Sm18S,SmACT,SmTBCC,SmEF-1α,SmRPL1,SmRPS26,SmUBC12,SmUBP等8个基因作为候选内参基因。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测这些候选内参基因的表达量,并利用geNorm、NormFider和BestKeeper三个软件及RefFinder在线分析工具评价候选内参基因的稳定性。结果表明,8个候选内参基因的表达量在所有样本间的变化幅度存在差异;geNorm、NormFinder和BestKeeper 3个软件筛选出的最佳内参基因略有不同;综合分析结果表明SmACT、SmRPL1和SmUBP表达较为稳定,SmEF-1α稳定性最差;以SmACT、SmACT+SmRPL1组合和SmACT+SmRPL1+SmUBP组合为内参对三萜皂苷生物合成途径中的8个候选基因进行校准所得的表达量基本上保持一致,且相对表达量结果与转录组数据基本保持一致,表明SmACT、SmACT+SmRPL1组合和SmACT+SmRPL1+SmUBP组合可作为无患子三萜皂苷生物合成途径相关基因表达研究的内参基因,同时也可以为无患子及近缘植物的其他生物学过程中的基因表达研究提供参考。 展开更多

关键词 无患子 内参基因 实时荧光定量PCR 三萜皂苷生物合成 表达分析

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无核玫瑰香味葡萄种质创新及胚挽救技术优化 被引量：3

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作者 陈烁 李莎莎 +2 位作者 骆强伟 徐炎 王跃进 《中外葡萄与葡萄酒》 北大核心 2021年第3期8-17,共10页

萜类物质是调控葡萄果实香味的主要物质。研究以‘玫瑰香’等8个鲜食葡萄成熟果实为试材,检测萜类物质合成途径关键酶基因在不同葡萄中的表达情况,并以此类基因高表达的玫瑰香味葡萄作父本,通过离体胚挽救创新无核香味葡萄种质资源。针... 萜类物质是调控葡萄果实香味的主要物质。研究以‘玫瑰香’等8个鲜食葡萄成熟果实为试材,检测萜类物质合成途径关键酶基因在不同葡萄中的表达情况,并以此类基因高表达的玫瑰香味葡萄作父本,通过离体胚挽救创新无核香味葡萄种质资源。针对采样时间与培养基成分,对胚挽救技术进行优化。利用分子标记技术对双亲鉴定,对F1代无核性状进行早期辅助选择。结果表明:萜类物质合成关键酶基因在‘玫瑰香’和‘183’中表达高于其他品种;‘京早晶’及‘Fresno Seedless’做母本时最佳采样时间分别为授粉后42 d和36 d;幼胚离体培养以WPM+0.1 mg/L BR+0.2 mg/L 6-BA作胚萌发培养基,胚萌发率较高。通过无核分子标记鉴定出56个株系具有特异性条带,其中14个株系均能在两种不同无核标记下扩增出特异性条带。 展开更多

关键词 葡萄 无核性状 萜类物质合成基因表达 香味 胚挽救育种 分子标记辅助选择

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