当归酸枣茶的研究与制备

本文主要用水提法获得当归、酸枣仁提取液，通过正交实验法优化提取次数、提取时间和加水量，考察不同条件下的浸膏率，确定提取方案；通过感官评定方法确定矫味剂配方及用量。探究当归酸枣茶的制备工艺。从而研制出了风味独特的中药保健饮料。

基于转录组测序的细风轮花青素合成途径及关键酶基因分析

为进一步理解细风轮花青素合成途径,本研究利用华大基因BGISEQ-500平台对细风轮中的根、茎、叶、花4个组织进行了转录组测序,从头组装后得到128856个Unigene。KEGG通路表明有40个Unigene编码了细风轮的花青素生物合成途径中6个关键酶。我们对其中的关键酶DFR(二氢黄酮醇还原酶)进行同源比对和空间结构模拟,结果显示DFR序列和结构均具有良好的保守性,且具有高度保守的NAD+结合位点,其二级结构主要由α螺旋和β折叠组成,在空间上α螺旋包裹着β折叠,形成“夹心饼干”样结构。

异叶天南星苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与蛋白结构分析

以异叶天南星(Arisaema heterophyllum Blume)为材料,采用逆转录PCR(RT-PCR)法扩增其苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因Ah PAL,获得该基因的开放读码框(ORF),并通过系统的生物信息学软件分析Ah PAL的结构和理化性质。结果显示,Ah PAL的ORF全长为2184 bp,编码727个氨基酸;Ah PAL与郁金香(Tulipa fosteriana W. Irving) PAL的亲缘关系最近,序列相似性达88%。空间结构模型分析结果显示,Ah PAL为同型四聚体,每个单体由3个结构域组成,其中MIO结构域含有PAL酶家族的保守序列和Ala-Ser-Gly三肽活性中心,是Ah PAL酶活性的决定性结构域。利用荧光定量PCR方法检测3个Ah PAL Unigene在根、块茎和叶中的表达情况,发现它们在根中表达量均最高,而在叶和块茎中表达较低。

多花黄精果糖激酶和GDP-甘露糖焦磷酸化酶的基因克隆及酶结构性质

多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua,PC)果糖激酶(PCFRK)和GDP-甘露糖焦磷酸化酶(PCGMPP)是黄精多糖生物合成中重要的关键酶,为探究它们在黄精多糖生物合成途径中的作用,基于转录组测序数据分析,利用RT-PCR技术对这两种关键酶基因进行克隆,并分析酶蛋白的理化性质及结构特点。PCFRK开放读码框(ORF)为1725 bp,编码574个氨基酸,具有两个磷酸果糖激酶B家族的特征保守基序;PCGMPP的ORF为1086 bp,编码361个氨基酸,具有焦磷酸化酶家族的保守位点和活性位点。系统进化树分析发现在已知数据库中PC FRK与深圳拟兰FRK亲缘关系最近;而PC GMPP与芦笋GMPP亲缘关系最近。基因表达分析说明PCFRK和PCGMPP在根状茎中的基因表达总量明显高于其他组织,这与多花黄精根茎中多糖含量高于其他组织是一致的。研究为PCFRK和PCGMPP两种关键酶功能的进一步研究及黄精多糖生物合成途径的解析奠定基础。

异叶天南星凝集素基因的克隆及蛋白的结构性质分析

克隆了中药材异叶天南星(Arisaema heterophyllum Blume)叶中凝集素(lectin)基因(Ahltn)的开放阅读框(ORF),并对其编码蛋白AhLTN的性质和结构进行了分析。首先从植物异叶天南星的新鲜叶片中提取总RNA,通过逆转录获取cDNA,经PCR扩增Ahltn后与pMD19-T载体连接构成重组质粒,然后转化到大肠杆菌感受态细胞中培养,经菌液PCR鉴定后再进行测序验证,确定目的基因被成功克隆,进一步运用各种生物信息学软件对AhLTN的理化性质、进化关系和空间结构进行分析。结果显示,克隆获得了Ahltn的ORF,此基因片段长度为561 bp,编码186个氨基酸的蛋白质,经生物信息学分析AhLTN属于稳定蛋白,AhLTN与铁皮石斛的凝集素亲缘关系最近,四级结构显示其为二聚体,且两个单体的C末端发生了交换,每个单体中含有11个β折叠,呈“三棱镜”型,3个面均有保守的甘露糖结合区域。为天南星植物凝集素基因和蛋白功能的进一步研究和开发利用奠定了基础。

蕲蛇毒腺的转录组分析及蛇毒蛋白功能基因的挖掘

蕲蛇是一种传统名贵中药材,具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、镇痛等药理作用,临床主要用于治疗类风湿性关节炎、强直性脊柱炎、干燥综合征和肿瘤等疾病。蕲蛇毒腺中分泌的蛇毒蛋白具有凝血、抗癌、抗栓、改善微循环和神经毒性等功能。为挖掘蕲蛇中蛇毒蛋白功能基因,利用基因工程技术在体外实现大量蛇毒蛋白的表达和纯化,该研究利用高通量测序平台对蕲蛇毒腺进行了转录组测序,组装获得了32862条unigene,其中26589条被公共数据库成功注释,2695条被注释到62个转录因子家族中,并且预测出5920个SSR位点。对分泌性磷脂酶A2和C型凝集素进行序列分析和同源建模,结果显示分泌性磷脂酶A2是同源二聚体,每个单体中包含5个保守的氨基酸构成了酶的催化活性中心;C型凝集素则有一个保守的糖基化结合位点,可以特异结合N-乙酰-D-葡萄糖胺。该研究对蕲蛇毒腺进行转录组测序,为蕲蛇毒腺中蛇毒蛋白功能的研究奠定了基础,将促进蕲蛇基因资源的开发和利用。

榔梅果实转录组分析及其柠檬酸生物合成途径关键酶基因结构与功能预测

榔梅作为孑遗树种,果实极具药用价值。为研究榔梅柠檬酸的生物合成途径,采用Illumina HiSeq XTen高通量测序技术对榔梅果实进行转录组测序,经过拼接组装后得到38936条unigene,其中28311条unigene被公共数据库成功注释,15193条unigene映射到265条KEGG代谢通路;18908条unigene可归类到59个GO功能亚类。在柠檬酸合成与代谢途径中,共有103条unigene编码15个关键酶参与柠檬酸循环。对柠檬酸合酶进行序列分析和同源建模,结果显示榔梅的柠檬酸合酶是以α螺旋为主的同源二聚体蛋白,酶的活性中心氨基酸高度保守。该研究为榔梅果实中柠檬酸生物合成途径的解析奠定了基础,促进了榔梅基因资源的保护和开发。

异叶天南星查尔酮合成酶和异构酶基因的克隆及蛋白的结构性质分析

查尔酮合成酶(CHS)和查尔酮异构酶(CHI)是黄酮类物质生物合成途径中的关键酶,该研究从中药异叶天南星(Arisaema heterophyllum Blume,Ah)转录组数据库中筛选出查尔酮合成酶基因(Ah CHS)和查尔酮异构酶基因(Ah CHI),利用RT-PCR技术克隆了它们的开放阅读框(ORF)部分,并对其编码蛋白Ah CHS和Ah CHI的理化性质、表达及结构特点进行分析。Ah CHS的ORF长度为1 176 bp,编码392个氨基酸的蛋白质;而Ah CHI的ORF长度为630 bp,编码蛋白含209个氨基酸。Ah CHS作为对称同二聚体,N端螺旋互相交换,每个单体由2个亚结构域组成,位于2个亚结构域之间交界处的4个保守的氨基酸残基构成了酶的活性中心; Ah CHI的三级结构采用了开放的β-三明治褶皱,1个大的β折叠片层(β4～β11)和1个α螺旋片层(α1～α7)组成其核心结构,其中β4,β5,α4和α6在不同物种间高度保守,部分疏水氨基酸形成了酶的活性位点。系统进化树分析发现Ah CHS与火鹤花CHS亲缘关系最近;而Ah CHI与紫牡丹CHI亲缘关系最近。表达分析表明编码Ah CHS的基因在根和块茎中的表达量明显比叶多,而编码Ah CHI的基因在块茎部位的表达量最高。该研究为Ah CHS和Ah CHI功能的进一步研究及植物黄酮类化合物生物合成途径的解析提供了基础。

基于转录组测序的牛蒡木质素类物质生物合成途径及关键酶基因分析

目的获得牛蒡Arctiumlappa根功能基因数据库,分析其木质素类化合物生物合成途径及关键酶基因。方法以牛蒡根为研究对象,利用华大基因BGISEQ-500测序平台进行转录组测序,通过从头组装获得Unigene,利用各种已有的核酸和蛋白质数据库对Unigene进行注释和分类,利用KEGG代谢途径分析木质素生物合成途径及其关键酶基因,利用三维同源建模分析苯丙氨酸解氨酶(AlPAL)的结构特点。结果通过转录组测序共获得54 215个Unigene,其中42 003个Unigene被任一数据库注释,1 668个Unigene被注释到54个转录因子家族中;KEGG途径分析鉴定了423个Unigene参与了木质素的生物合成。AlPAL空间结构模型显示其为同型四聚体,每个单体由3个结构域组成,包括4-甲基-咪唑-5-酮(MIO)结构域、核心结构域和屏蔽结构域,其中MIO结构域包含保守的三肽ASG,构成AlPAL酶的催化活性中心。结论对牛蒡根转录组进行分析,为牛蒡功能基因鉴定、次生代谢途径解析及其调控机制研究奠定了实验基础。

多花黄精甾体皂苷生物合成途径分析及关键酶基因研究

甾体皂苷是黄精属植物的特征性成分及主要活性成分,黄精属甾体皂苷具有调节血糖、防治心脑血管疾病及抗肿瘤等多种药理活性。为解析黄精甾体皂苷生物合成途径,探究其关键酶基因,该研究使用BGISEQ-500平台对多花黄精的花、叶、根和根茎进行转录组测序,获得129989条unigenes,88958条unigenes被七大数据库注释,其中22813条unigenes可归类于53个GO功能分类中,64877条unigenes涉及136条KEGG代谢通路。502条unigenes涉及多花黄精甾体皂苷生物合成途径,其中97条unigenes编码甾体皂苷生物合成途径12个关键酶。对甾醇生物合成过程中的第一个关键酶环阿屯醇合酶进行序列分析和同源建模发现其具有保守的催化结构域和底物结合结构域。将多花黄精根茎与花、叶、根的基因表达水平比较,有2437条unigenes在根茎中特异性高表达且被KEGG注释,其中35条与甾体皂苷生物合成途径相关。该研究极大地丰富了黄精属植物的转录组数据,为植物甾体皂苷生物合成途径的解析提供了线索,为进一步研究甾体皂苷生物合成途径关键酶的功能及调控机制奠定了基础。