苦荞类异黄酮还原酶基因(FtIRL)的克隆及序列分析

利用RT-PCR技术,从苦荞(Fagopyrum tatarium)中克隆得到类异黄酮还原酶基因(IRL)的开放阅读框序列(ORF),命名为FtIRL。序列分析表明:FtIRL含一个长942bp的ORF,编码313个氨基酸,其氨基酸序列与金荞异黄酮还原酶FcIFR(GenBank登录号ABV02071)同源性最高,达到97%;与其他植物IRL同源性为44%～73%。生物信息学分析表明:FtIRL推导的蛋白质含有典型的底物结合口袋和保守的NADPH结合位点,符合短链脱氢酶家族的结构特征。构建基于氨基酸的系统发育树表明,苦荞FcIFR虽然在氨基酸序列上与其他植物的异黄酮还原酶(IFR)有较高的同源性,但其生物学功能可能更接近落叶松脂醇还原酶(PLR)。

甘蔗类异黄酮还原酶(IRL)基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术从甘蔗中克隆So IRL基因,用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,利用荧光定量PCR技术研究So IRL基因在甘蔗不同组织和不同胁迫条件下的表达特性。结果表明,克隆获得甘蔗So IRL,Gen Bank登录号为KF808324。该c DNA全长1 169 bp,含有1个927 bp的完整开放阅读框(ORF),编码309个氨基酸。系统进化树分析显示,甘蔗So IRL与玉米的IRL蛋白亲缘关系较近。q RT-PCR分析表明So IRL在甘蔗根、茎、叶中均有表达;在RSD病菌及低温(4℃)、聚乙二醇(PEG)、Na Cl和脱落酸(ABA)4种非生物胁迫下均被诱导表达,但表达模式不同。说明该基因可能参与甘蔗应答RSD过程,并可能在非生物胁迫中也发挥了作用。

大豆异黄酮还原酶基因的鉴定及生物信息学分析

异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次级代谢产物，是大豆主要的功能活性成分之一。异黄酮还原酶（isoflavone reductase，IFR）是异黄酮分解途径的关键酶之一，在调控异黄酮含量及成分方面起着重要作用。本研究基于大豆全基因组测序数据，利用生物信息学方法鉴定了大豆异黄酮还原酶基因家族成员，并对其基因的序列特征、结构特征和遗传多样性进行了分析。结果表明：大豆异黄酮还原酶（GmIFR）家族含有17个成员，蛋白序列介于191（GmIFR07）和376（GmIFR11）个氨基酸之间，序列相似性为19．59％（GmIFR07和GmIFR11）-98．43％（GmIFR12和GmIFR17），结构分析表明这些基因内含子数目差异较大，2—6个不等，不均匀的分布在大豆的1、4、6、9、11、12和16号染色体上。

杨树二氢黄酮醇-4-还原酶基因(DFR)的克隆及反义表达对儿茶素合成的影响

为了验证二氢黄酮醇-4-还原酶基因(DFR)在杨树上的功能,明确DFR对抗病物质儿茶素合成的影响,利用抗病基因防治树木溃疡病提供候选基因。以接种欧美杨细菌性溃疡病菌后6 d的一年生中林46杨树苗干的树皮为材料,利用RT-PCR技术克隆DFR基因的ORF序列,并构建DFR的反义表达载体anti-p BI121-DFR。采用农杆菌介导叶盘法转化84K杨,获得了转反义DFR基因的84K杨4株。用高效液相色谱法检测转基因植株叶片中的儿茶素质量分数,结果显示,4株转反义DFR株其内源儿茶素质量分数分别为0.97、2.4、1.6和0.87 ng/g,与84K野生型植株中儿茶素质量分数(8.9 ng/g)相比显著降低。上述结果表明DFR基因参与了杨树类黄酮生物合成途径,该基因与儿茶素的合成有关。

鹤望兰二氢黄酮醇-4-还原酶基因SrDFR的克隆及表达分析

采用RT-PCR方法从鹤望兰蓝色花瓣中克隆到类黄酮合成途径关键基因SrDFR,该片段长246bp,编码82个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,SrDFR推导的氨基酸序列与已报道的其他植物的DFR蛋白具有很高的同源性。系统进化树分析显示,鹤望兰SrDFR与姜荷花聚为一类,亲缘关系较近。应用半定量PCR分析表明,SrDFR在蓝色花瓣中高表达,在黄色花萼和叶片中低表达,且在花发育的始花期表达量最高,表明该基因在蓝色花瓣发育过程中起着重要作用。

高等植物二氢黄酮醇4-还原酶基因研究进展

花青素苷是影响植物花瓣呈色的重要色素,而花色是决定花卉观赏价值和商业价值的一个重要因素。在花青素苷的生物合成过程中,二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)是花青素苷生物合成下游途径中的第一个关键的酶。因此,DFR在高等植物花色的形成过程中发挥极其重要的作用,是形成花青素苷的一个非常重要的调控点。DFR对3种二氢黄酮醇底物具有选择特异性,但决定DFR底物特异性的分子机制目前仍不十分清楚。该文简单概述了花青素苷生物合成途径及其转录调控机制,并结合作者的工作重点综述了DFR的底物特异性以及克隆的DFR基因在植物基因工程中的应用。

大豆查尔酮还原酶基因(Gmchr4)的克隆与功能鉴定

大豆查尔酮还原酶(chalcone reductase,CHR)是大豆苷元合成途径中必需的关键酶之一。在大豆基因组中分离到新的查尔酮还原酶基因Gmchr4,克隆基因cDNA片段长度为1 410bp(Gen Bank登录号:KF938604),含开发阅读框966bp,分析了Gmchr4在大豆基因组的进化关系。通过实时荧光定量PCR技术(Q-PCR)和高效液相色谱技术(HPLC)分析了基因的表达水平和催化产物异甘草素的含量。实验结果证明得到一种新的大豆查尔酮还原酶蛋白基因,为深入探索大豆苷元等异黄酮类化合物的生物合成途径,尤其是相关基因间的表达调控提供了参考。

大豆查尔酮还原酶基因GmCHR的克隆与植物表达载体构建

黄酮类化合物在植物中参与过滤紫外线、固氮和花色形成等过程,异黄酮对人体有抗氧化、预防乳腺癌等保健作用。查尔酮还原酶(chalcone reductase,CHR)是植物中参与黄酮类化合物代谢的重要酶。克隆大豆查尔酮还原酶基因并构建植物表达载体,有助于进一步研究其功能和异黄酮的代谢过程。采用RT-PCR方法,从栽培大豆(Gly-cine max)南农1138-2中,克隆得到了第14号染色体上的一个编码大豆查尔酮还原酶(chalcone reductase,CHR)的基因,命名为GmCHR。该基因含有948 bp长的编码区序列(Coding DNA Sequence,CDS),编码315个氨基酸。预测其蛋白质分子量为35.5 kDa,等电点为6.32。与其他豆科植物中的查尔酮还原酶相比,GmCHR蛋白序列与葛藤(Puerari-ae montana)CHR的相似性最高,达94%。组织表达分析表明,在自然生长条件下GmCHR在叶中的表达量最大;其次是种子;在花和茎中相同;在根中的表达量最小。利用Gateway方法获得植物过表达载体pMDC83-GmCHR,经检测表明过表达载体已成功转化农杆菌EHA105,为今后进一步了解GmCHR在大豆异黄酮代谢过程中的功能提供材料基础。

银杏类黄酮合成关键基因的鉴定和GbANR2的基因的克隆

类黄酮是银杏中重要的一类次生代谢产物,有着重要的药用价值。花青素还原酶作为类黄酮合成途径中的关键酶,对银杏中类黄酮的含量及叶色的变化具有重要调控作用。文章基于公共数据库中126个银杏转录组数据,对银杏类黄酮合成途径中的48个结构基因进行共表达分析,鉴定出类黄酮合成途径中的12个核心基因。进一步对其中一个核心基因GbANR2进行了克隆,并分析了其基因结构、染色体位置、蛋白质结构,以及在不同组织中的表达。

野生金荞麦高黄酮含量愈伤组织中一个类异黄酮还原酶(IRL)基因的克隆与分析(英文)

木脂素是重要的植物防御物质之一,具有优良的生物学活性。为研究传统抗肿瘤良药野生金荞麦的药用次生代谢,用RACE与文库结合的方法,从野生金荞麦高黄酮含量愈伤系cDNA文库中快速克隆了一个类异黄酮还原酶(isoflavone reductase-like,IRL)基因FcIRL的全长cDNA(accession no.EU116032)。FcIRL cDNA全长1 217 bp,含有1个942 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码313个氨基酸,其5′UTR区含有2个终止子TAG,3′UTR区含有推测的加尾信号ATAAA和polyA尾,对应基因组序列不含内含子。FcIRL蛋白N端含有1个N-乙酰化作用位点(M1-K5)和1个保守的NADPH结合位点(G10-G-T-G13-Y-I-G16),具有1个保守的NmrA结构域(V6-N244)和多个重要的磷酸化位点,以及1个保守的N-糖基化作用位点(N214)。序列同源性比较、系统发生分析以及蛋白质高级结构预测分析均表明,FcIRL属于松脂醇-落叶松脂醇还原酶(pinoresinol-lariciresinol reductase,PLR)类,推测具有PLR的生物活性,是8-8′连接木脂素(8-8′-linked lignans)合成途径中的关键酶,催化松脂醇和落叶松脂醇,还原生成开环异落叶松脂(secoisolariciresinol),参与金荞麦药用次生代谢与植物的防御。

异黄酮对心血管作用的研究进展

本文回顾了近年来国内外对大豆异黄酮与心血管健康关系的研究。大量研究表明,大豆异黄酮通过对脂类代谢的影响、抗低密度脂蛋白氧化及脂质过氧化作用、对血管平滑肌细胞和血管顺应性的作用、抗血栓生成作用、对动脉粥样硬化相关基因表达的影响等方面,来预防和治疗心血管疾病。

烟草类异黄酮还原酶基因家族的分子克隆

为揭示类异黄酮还原酶(Isoflavone reductase-like,IRL)在烟草次生物质合成和生理功能中的作用,从品种龙里红花烟中克隆普通烟草IRL(NtIRL)基因家族2个成员的全长cDNA和gDNA序列,完成了生物信息学分析、Southern杂交和RT-PCR等分子鉴定。NtIRL1基因为1 946bp,全长cDNA为1 257bp;NtIRL2基因为2 089bp,全长cDNA为1 261bp。NtIRL1和NtIRL2蛋白均为310个氨基酸,分子质量分别为34.652和34.650ku,等电点分别为5.58和5.78。2个蛋白可能发生磷酸化等翻译后修饰,无信号肽,定位于细胞质,但有可能通过跨膜域与质膜发生联系。预测这2个蛋白的K8~G88为AdoHycase(cl09931)保守域,I9~T239为NmrA(pfam05368)保守域,并具有PIP类型蛋白的所有保守性基序和活性残基。预测2个蛋白的二级结构以α螺旋和延伸链为主;三级结构具有PIP酶典型特征,中间有1个催化裂口。BLAST和系统发生分析进一步证实NtIRL家族属于PIP大家族,与IFR的关系比PCBER和PLR更近。Southern blot杂交也证明,普通烟草基因组中有且只有2个IRL基因存在。半定量RT-PCR结果显示,NtIRL1和NtIRL2均在根中优势表达,在地上部各器官中表达很弱或无表达。

普通烟草IRL基因反义植物表达载体的构建

异黄酮还原酶相似蛋白(IRL)是与异黄酮还原酶具有高度序列同源一致性而功能不同的一类蛋白。通过PCR扩增普通烟草(Nicotiana tabacum)品种龙里红花烟IRL基因的一段特异保守片段Nt IRLA,并将其亚克隆到中间载体p CAMBIA2301G中,构建了IRL反义植物表达载体p CAMBIA2301G-IRLA。通过PCR鉴定、酶切鉴定证实载体构建成功,并转化到根癌农杆菌LBA4404菌株中形成工程菌株,为进一步利用转基因手段明确IRL基因在烟草次生代谢中的功能奠定了基础。

杨树LAR基因的克隆及表达对儿茶素合成的影响

无色花色素还原酶基因(Leucoanthocyanidin reductase,LAR)是类黄酮生物合成途径中的一个重要基因,为了验证杨树中LAR的功能,明确LAR基因对抗病物质儿茶素合成的影响,本实验以接种后第6 d的一年生‘中林46’杨树树干的树皮为材料,利用RT-PCR技术克隆了LAR基因的OFR序列,并构建LAR的过表达载体p CAMBIA1301-LAR。采用农杆菌介导的叶盘法转化烟草,获得了转LAR基因的烟草6株。用q RT-PCR检测转基因烟草的表达量,结果显示,在转基因植株中,LAR基因的表达量均显著上调。用高效液相色谱法检测转基因植株中的儿茶素含量,结果显示,6株转LAR的烟草植株中,有4株内源儿茶素含量显著升高。以上结果表明,中林46杨LAR是杨树类黄酮生物合成途径中的一个基因,该基因与儿茶素的合成有关。

海南龙血树无色花色素还原酶基因DcLAR1的克隆和表达分析

无色花色素还原酶(leucoanthocyantin reducase,LAR)是植物类黄酮生物合成途径中的一个关键酶。本研究根据海南龙血树(Dracaena cambodiana)转录组数据,利用RT-PCR技术克隆1个编码无色花色素还原酶基因DcLAR1,结果表明:该基因全长1 355 bp,包含一个1 011bp的开放阅读框,编码336个氨基酸。DcLAR1蛋白具有典型的植物无色花色素还原酶结构特征,包含3个保守的结构域RFLP、ICCN和THD。表达分析结果表明,DcLAR1在根、茎、花、叶和果中具有不同程度的表达;DcLAR1表达受到血竭诱导剂的诱导,与血竭积累正相关,推测该基因可能在海南龙血树类黄酮生物合成过程中具有重要功能。