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延胡索去甲乌药碱合成酶基因CyNCS1克隆及其表达模式分析
被引量：
1
1
作者
冯飞雪
吕瑞华
+5 位作者
李依民
高静
王凯
周嘉迪
颜永刚
张岗
《西北农林科技大学学报（自然科学版）》
CSCD
北大核心
2024年第3期146-154,共9页
【目的】克隆延胡索去甲乌药碱合成酶(norcoclaurine synthase, NCS)基因,分析其在延胡索异喹啉类生物碱合成中的关键作用。【方法】基于转录组数据库,利用逆转录PCR克隆延胡索CyNCS1基因及其启动子区域序列,采用生物信息学方法分析其...
【目的】克隆延胡索去甲乌药碱合成酶(norcoclaurine synthase, NCS)基因,分析其在延胡索异喹啉类生物碱合成中的关键作用。【方法】基于转录组数据库,利用逆转录PCR克隆延胡索CyNCS1基因及其启动子区域序列,采用生物信息学方法分析其编码蛋白的理化性质、结构特征及其启动子区域顺式作用元件,同时进行多序列比对和系统进化树分析,确定其进化关系;利用实时荧光定量PCR对其根、茎、叶及发育早、中、晚期块茎的组织表达模式进行分析;对茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)处理0,4,8,12 h的叶片进行表达谱分析,以体积分数75%酒精溶剂处理为对照(CK),确定该基因的表达特征。【结果】CyNCS1基因开放读码框长873 bp,编码291个氨基酸,编码蛋白分子量为33.09 ku,等电点为6.90,具有去甲乌药碱合成酶保守的催化结构域(GDGGVGTV/IL、YKEKF和MIEGGHLDMG),且不含信号肽,预测定位于细胞核中。多序列比对结果显示,CyNCS1与石生黄堇、罂粟的NCS蛋白同源性较高,分别为83.6%和82.1%;系统进化树结果显示,CyNCS1与石生黄堇CsNCS蛋白聚为一支,说明二者亲缘关系较近。该基因启动子区长2 238 bp,包含多种植物激素及低温、热胁迫等环境因子的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果显示,随着发育推进块茎中CyNCS1的表达量显著增高,且受到MeJA和ABA的诱导,MeJA处理8 h时表达量为0 h的3.10倍,ABA处理8 h为0 h的3.16倍;而对照CyNCS1表达量随时间推移无明显变化。【结论】克隆并鉴定了延胡索NCS酶基因CyNCS1,明确了其在发育进程中的表达模式,并确定该基因表达受MeJA和ABA的诱导。
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关键词
延胡索
去甲乌药碱合成酶
异喹啉生物碱
启动子
顺式作用元件
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职称材料
干旱及复水循环对苗期药用大黄叶片光合碳同化功能和光化学活性的影响
被引量：
9
2
作者
谢丰璞
王楠
+3 位作者
高静
张岗
宋忠兴
唐志书
《西北植物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1872-1887,共16页
以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换...
以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数的响应特征,探讨植物在间歇性、季节性干旱带来的干湿交替土壤环境中的光合生理响应机制。结果显示,(1)干旱胁迫下,药用大黄幼苗地上部分生物量降低,根冠比显著增大,复水后生物量均有所回升。(2)叶片叶绿素含量在干旱胁迫下显著降低,复水后均有所回升,且在10 d、25 d干旱后复水产生较强的补偿效应。(3)叶片气体交换参数(Pn、Ci、Gs、Tr、CE)及光合系统性能指数(PIabs、PItotal)在干旱胁迫下显著降低;Ls在短期干旱胁迫下显著升高,而在干旱40 d先升高后下降;复水后,各指标产生与叶绿素含量相似的恢复趋势。(4)干旱胁迫下,叶片荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、qP)显著降低,Q^(-)_(A)大量积累,OJIP曲线J相和I相显著升高;随着干旱时间延长,PSⅡ受到明显损害,重度干旱40 d后叶片NPQ几近于0;短期干旱后复水,大部分荧光参数能恢复至对照水平,干旱40 d后复水,大部分荧光参数、OJIP曲线J相和I相等无法恢复到对照水平。研究发现,药用大黄叶片在干旱胁迫下能通过热耗散等光保护机制来抵御胁迫带来的光伤害,但随着干旱胁迫加剧及干旱时长延长,光系统电子传递速率受到严重抑制,光保护机制失效,反应中心失活;大黄叶片光合和荧光参数在短期干旱后复水能迅速恢复,并表现出补偿效应;部分生理指标在二次干旱25 d时表现出比初次干旱10 d更强的抗旱性和复水后的恢复能力,而长期且重度干旱会严重破坏叶片的光合器官,产生极强的光抑制和生长抑制使植株在复水后也不能完全恢复正常的生理功能;适当的苗期干旱锻炼能够增强药用大黄叶片光合作用和PSⅡ功能,提高其抗旱性。
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关键词
药用大黄
干旱胁迫
复水
光合作用
光合色素
OJIP曲线
叶绿素荧光
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职称材料
题名
延胡索去甲乌药碱合成酶基因CyNCS1克隆及其表达模式分析
被引量：
1
1
作者
冯飞雪
吕瑞华
李依民
高静
王凯
周嘉迪
颜永刚
张岗
机构
陕西
中医药大学
附属医院
陕西
中医药大学
医学技术
学院
陕西中医药大学药学院/陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室
出处
《西北农林科技大学学报（自然科学版）》
CSCD
北大核心
2024年第3期146-154,共9页
基金
陕西省重点产业创新链(群)项目(2022ZDLSF05-03)
陕西省中医药管理局专项(2021-QYZL-02)
陕西省科技厅一般项目(青年)(2023-JC-QN-0944,S2023-JC-QN-0932)。
文摘
【目的】克隆延胡索去甲乌药碱合成酶(norcoclaurine synthase, NCS)基因,分析其在延胡索异喹啉类生物碱合成中的关键作用。【方法】基于转录组数据库,利用逆转录PCR克隆延胡索CyNCS1基因及其启动子区域序列,采用生物信息学方法分析其编码蛋白的理化性质、结构特征及其启动子区域顺式作用元件,同时进行多序列比对和系统进化树分析,确定其进化关系;利用实时荧光定量PCR对其根、茎、叶及发育早、中、晚期块茎的组织表达模式进行分析;对茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)处理0,4,8,12 h的叶片进行表达谱分析,以体积分数75%酒精溶剂处理为对照(CK),确定该基因的表达特征。【结果】CyNCS1基因开放读码框长873 bp,编码291个氨基酸,编码蛋白分子量为33.09 ku,等电点为6.90,具有去甲乌药碱合成酶保守的催化结构域(GDGGVGTV/IL、YKEKF和MIEGGHLDMG),且不含信号肽,预测定位于细胞核中。多序列比对结果显示,CyNCS1与石生黄堇、罂粟的NCS蛋白同源性较高,分别为83.6%和82.1%;系统进化树结果显示,CyNCS1与石生黄堇CsNCS蛋白聚为一支,说明二者亲缘关系较近。该基因启动子区长2 238 bp,包含多种植物激素及低温、热胁迫等环境因子的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果显示,随着发育推进块茎中CyNCS1的表达量显著增高,且受到MeJA和ABA的诱导,MeJA处理8 h时表达量为0 h的3.10倍,ABA处理8 h为0 h的3.16倍;而对照CyNCS1表达量随时间推移无明显变化。【结论】克隆并鉴定了延胡索NCS酶基因CyNCS1,明确了其在发育进程中的表达模式,并确定该基因表达受MeJA和ABA的诱导。
关键词
延胡索
去甲乌药碱合成酶
异喹啉生物碱
启动子
顺式作用元件
Keywords
Corydalis yanhusuo W.T.Wang
norcoclaurine synthase
isoquinoline alkaloid
promoter
cis-acting element
分类号
S567.239 [农业科学—中草药栽培]
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职称材料
题名
干旱及复水循环对苗期药用大黄叶片光合碳同化功能和光化学活性的影响
被引量：
9
2
作者
谢丰璞
王楠
高静
张岗
宋忠兴
唐志书
机构
陕西
中医药大学
陕西
中
药
资源产业化省部共建协同创新中心/
秦
药
特色资源研究与开发国家
重点
实验室
(培育)
陕西中医药大学药学院/陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室
中国
中医
科
学院
出处
《西北植物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期1872-1887,共16页
基金
国家自然科学基金项目(81973430)
陕西省教育厅协同创新中心项目(20JY013)
+2 种基金
陕西省重点产业创新链项目(2021ZDLSF04-01)
现代农业产业技术体系建设专项(CARS-21)
2022年陕西省林业科技推广示范项目(TG[2022]10-3)。
文摘
以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数的响应特征,探讨植物在间歇性、季节性干旱带来的干湿交替土壤环境中的光合生理响应机制。结果显示,(1)干旱胁迫下,药用大黄幼苗地上部分生物量降低,根冠比显著增大,复水后生物量均有所回升。(2)叶片叶绿素含量在干旱胁迫下显著降低,复水后均有所回升,且在10 d、25 d干旱后复水产生较强的补偿效应。(3)叶片气体交换参数(Pn、Ci、Gs、Tr、CE)及光合系统性能指数(PIabs、PItotal)在干旱胁迫下显著降低;Ls在短期干旱胁迫下显著升高,而在干旱40 d先升高后下降;复水后,各指标产生与叶绿素含量相似的恢复趋势。(4)干旱胁迫下,叶片荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、qP)显著降低,Q^(-)_(A)大量积累,OJIP曲线J相和I相显著升高;随着干旱时间延长,PSⅡ受到明显损害,重度干旱40 d后叶片NPQ几近于0;短期干旱后复水,大部分荧光参数能恢复至对照水平,干旱40 d后复水,大部分荧光参数、OJIP曲线J相和I相等无法恢复到对照水平。研究发现,药用大黄叶片在干旱胁迫下能通过热耗散等光保护机制来抵御胁迫带来的光伤害,但随着干旱胁迫加剧及干旱时长延长,光系统电子传递速率受到严重抑制,光保护机制失效,反应中心失活;大黄叶片光合和荧光参数在短期干旱后复水能迅速恢复,并表现出补偿效应;部分生理指标在二次干旱25 d时表现出比初次干旱10 d更强的抗旱性和复水后的恢复能力,而长期且重度干旱会严重破坏叶片的光合器官,产生极强的光抑制和生长抑制使植株在复水后也不能完全恢复正常的生理功能;适当的苗期干旱锻炼能够增强药用大黄叶片光合作用和PSⅡ功能,提高其抗旱性。
关键词
药用大黄
干旱胁迫
复水
光合作用
光合色素
OJIP曲线
叶绿素荧光
Keywords
Rheum officinale
drought stress
rehydration
photosynthesis
photosynthetic pigment
OJIP curve
chlorophyll fluorescence
分类号
R282.2 [医药卫生—中药学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
延胡索去甲乌药碱合成酶基因CyNCS1克隆及其表达模式分析
冯飞雪
吕瑞华
李依民
高静
王凯
周嘉迪
颜永刚
张岗
《西北农林科技大学学报（自然科学版）》
CSCD
北大核心
2024
1
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下载PDF
职称材料
2
干旱及复水循环对苗期药用大黄叶片光合碳同化功能和光化学活性的影响
谢丰璞
王楠
高静
张岗
宋忠兴
唐志书
《西北植物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
9
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