外源茉莉酸对脂氧合酶基因LOX3敲除的粳稻防御响应的影响

【目的】揭示外源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)对脂氧合酶基因LOX3敲除水稻株防御响应的影响,为利用外源JA等激发子提高农作物因抗性相关基因丧失导致的水稻防御响应降低问题提供基础数据。【方法】以感病粳稻丽江新团黑谷(LTH)及其LOX3敲除水稻株系(Δlox3#1、Δlox3#10和Δlox3#20)为材料,开展水稻株高、分蘖数和百粒重等表型分析、过氧化物酶(POD)、活性氧(ROS)和木质素等抗菌化合物活性(含量)测定,以及防御相关基因表达分析;进一步对供试水稻进行稻瘟菌接种,调查供试水稻稻瘟病症状,检测稻瘟菌接种水稻中抗菌化合物活性(含量)及防御相关基因表达等,并观察稻瘟菌在水稻中的侵染进程;在此基础上,使用外源JA处理稻瘟菌接种36和48 hpi时的Δlox3敲除水稻株和LTH,分析JA对水稻稻瘟病症状及稻瘟菌侵染的水稻中抗菌化合物活性(含量)和防御相关基因表达等的影响,同时观察JA对稻瘟菌侵染进程的影响。【结果】Δlox3敲除水稻株种子发芽速度快于野生型,但株高、分蘖数和百粒重等与野生型相近;稻瘟菌接种的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状较稻瘟菌接种的野生型水稻严重,且胼胝质数、POD活性及木质素含量降低,ROS含量和死细胞数增加,OsWRKY45、OsPR1a和OsPOX1基因下调幅度和稻瘟菌菌丝定殖量明显高于稻瘟菌接种野生型水稻;外源JA可有效减缓稻瘟菌接种36和48 hpi的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状,且JA提高了稻瘟菌接种36和48 hpi的Δlox3敲除水稻株中胼胝质数、POD活性和木质素含量以及防御相关基因OsWRKY45、OsPR1a和OsPOX1表达水平,而降低了OsRbohB表达量及ROS含量和细胞死亡数,同时限制了稻瘟菌菌丝扩展;其中JA对稻瘟菌接种48 hpi的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状减轻效果优于JA对稻瘟菌接种36 hpi的Δlox3敲除水稻株,主要体现在JA使稻瘟菌接种48 hpi的Δlox3敲除水稻株中抗菌化合物增加幅度、防御相关基因表达水平、细胞死亡数和稻瘟菌菌丝扩展受限等优于JA处理稻瘟菌接种36 hpi的Δlox3敲除水稻株。【结论】LOX3基因敲除提升了水稻种子发芽速度而降低了水稻抗瘟性,外源JA则减缓LOX3敲除导致的水稻防御响应降低,提高了水稻抗瘟性。JA在减缓农作物因抗性基因持久性短而造成的抗性降低或丧失方面具有潜在的应用前景。

脂氧合酶基因LOX6克隆及其表达与鲜切芋头褐变的相关性

细胞膜脂质过氧化是引起鲜切果蔬褐变的重要原因,脂氧合酶(LOX)在膜脂过氧化反应中具有重要作用。为探究脂氧合酶基因LOX6表达与鲜切芋头褐变的相关性,本研究以芋头球茎cDNA为模板,克隆了LOX6基因的cDNA全长序列,并分析了其在鲜切芋头褐变过程中的表达模式。结果表明,芋头LOX6编码序列全长2 751 bp,编码916个氨基酸残基。不同植物LOX6氨基酸序列之间的相似性不是很高,芋头LOX6与同属天南星科的马蹄莲ZaLOX6的亲缘关系最近。随着鲜切芋头褐变加重,LOX6表达量逐渐增加,LOX6表达水平与褐变指标△E呈显著正相关(R2=0.72);外源香草酸处理显著抑制鲜切芋头褐变,且显著下调LOX6基因的表达。表明LOX6表达与鲜切芋头褐变具有明显相关性,抑制其表达可抑制鲜切芋头褐变。LOX6基因启动子中含有丰富的逆境响应相关元件,表明鲜切处理诱导LOX6表达可能是促进鲜切芋头褐变的重要原因。本研究结果可为不易褐变的芋头品种培育提供重要的基因资源,并为优化鲜切芋头褐变防控技术提供帮助。

油茶脂氧合酶基因全长cDNA的克隆与序列分析

为深入了解脂氧合酶基因在油茶果实成熟过程中的功能及其对油茶油脂品质的影响,本研究以油茶种子的转录组数据库中的脂氧合酶基因(lipoxygenase,LOX)的部分cDNA序列为基础,采用RT-PCR和RACE技术从油茶种子中克隆到此基因的全长cDNA,并其进行了序列分析。该基因全长cDNA为2 698 bp,包括5’非编码区161 bp、3'非编码区131 bp以及一个长2 406 bp的编码区和16 bp的polyA尾巴。该基因编码蛋白质的分子量约为91.65 kDa,等电点为5.255。同时该蛋白二级结构以α-螺旋为主,具有跨膜结构,主要分布在细胞内的叶绿体和细胞质中。经过比对分析,发现油茶LOX基因序列与其他物种LOX基因同源性较高,其编码的氨基酸序列与茶树、葡萄、辣椒、马铃薯的LOX氨基酸序列的同源性高达99%,与油橄榄、烟草、番茄、猕猴桃同源性达到了98%。

红阳猕猴桃成熟过程中脂氧合酶基因的表达与香气成分变化关系的研究

研究了红阳猕猴桃在成熟过程中的香气成分变化,及脂氧合酶基因(Lipoxygenase,LOX,EC1.13.11.12)表达量的差异对香气成分的影响.通过测定白利糖度(Brix)表征红阳猕猴桃在成熟过程中的不同成熟度;采用顶空-固相微萃取/气相色谱-质谱联用仪对红阳猕猴桃在不同成熟阶段的香气成分进行分析;利用实时定量PCR技术测定LOX基因家族6个成员(AcLox1、AcLox2、AcLox3、AcLox4、AcLox5,AcLox6)的表达量并初步分析其与红阳猕猴桃香气成分变化之间的关系.结果表明,随着成熟度增加,主要香气成分酯类的含量显著增加,醇类和醛类成分的含量显著减少;AcLox1和AcLox5的表达量显著提高,而AcLox2、AcLox3、AcLox4、AcLox6的表达量则呈现下降趋势.

胡麻脂氧合酶基因LuLOX1的克隆与表达分析

胡麻的籽粒富含多不饱和脂肪酸-亚麻酸,易被脂氧合酶(LOX)氧化,导致油脂的酸败。因此,油脂的稳定性和风味是影响胡麻油质量的重要因素。脂氧合酶是一类非血红素双加氧酶,其催化不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸的氢过氧化反应。本研究旨在阐明在胡麻种子发育时期脂氧合酶基因(LuLOX1)的表达、酶活性与品质的关系。本试验利用基于亚麻全基因组DNA测序数据,对LuLOX1基因进行克隆,利用RT-PCR方法进行LuLOX1基因表达分析,采用分光光度计法进行LOX酶活性测定。结果显示,LuLOX1基因的cDNA全长为2 607 bp,编码868个氨基酸,LuLOX1蛋白分子质量和等电点分别为98.87 kD、6.36。LuLOX1在种子发育早期高表达,之后呈下降的趋势,成熟期几乎检测不到该基因的表达。LuLOX1的酶活性变化与LuLOX1基因表达模式一致。该研究结果表明,LuLOX1可能参与了种子发育过程中脂肪酸氧化的调控。本研究为进一步研究其功能,通过脂氧合酶调控改进胡麻油脂品质奠定了基础。

人重组5-脂氧合酶基因真核表达载体的构建和鉴定

基因表达载体的构建是进一步研究相应基因功能的基础.该文详细地介绍了人5-脂氧合酶基因真核细胞表达载体的设计理念和构建方法,并通过转染、western blotting等方法鉴定了该载体在HEK293T细胞中的表达.

苦荞脂氧合酶基因家族的鉴定及其在铝胁迫应答中的表达

利用生物信息学鉴定苦荞脂氧合酶(FtLOX)基因家族,分析其进化关系和组织表达模式,并进一步利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析FtLOX基因家族在铝胁迫应答中的表达模式.结果表明:苦荞FtLOX基因家族共包含10个成员(FtLOX1-FtLOX10),其可以分为9-LOX和13-LOX两个亚家族,且FtLOX的基因结构在同一个亚家族中是高度保守的.染色体定位和复制分析表明:FtLOX基因家族既有串联重复又有片段重复,而片段重复可能是苦荞FtLOXs进化的主要驱动力.qRT-PCR分析表明:6个FtLOX基因参与了苦荞铝胁迫的响应,其中FtLOX6、FtLOX8和FtLOX9可能在苦荞铝胁迫应答中起重要作用.这些结果为进一步探究FtLOXs在植物发育和胁迫应答中的功能奠定了良好的基础.

脂氧合酶基因可调节小鼠骨量

最新研究显示编码12／15-脂氧合酶的Alox15基因的表达与小鼠的骨矿物质密度呈负相关。因而靶向12／15-脂氧合酶路径的药物象征一种新的治疗骨质疏松症的方法。

脂氧合酶基因在植物中的研究进展

脂氧合酶(lipoxygenase,LOX),又称亚油酸氧化还原酶,是植物十八碳酸代谢途径的关键酶,能够催化不饱和脂肪酸及其相应酯的加氧反应。脂氧合酶作用的产物在植物的生长发育过程中和在植物对环境胁迫反应中起着调控的作用,所以脂氧合酶基因是人们一直在研究的热点。为了更加了解脂氧合酶的工作模式和机理,本综述对脂氧合酶基因在植物中的研究进展进行概括总结,主要包括脂氧合酶基因的克隆与分离、脂氧合酶基因在植物生理响应和抵抗逆境过程中的作用等方面,以期为脂氧合酶的进一步深入研究提供理论基础。

光敏核不育水稻幼苗叶片脂氧合酶活性及其基因表达的昼夜变化

为探查光敏核不育(PGMS)水稻中脂氧合酶(LOX)活性的光暗期变化特性,以PGMS水稻N5088S和D38S、常规水稻中早25、盐粳7号和中嘉早17及三系不育水稻G2A和东B11A为材料,在不同光周期(12L/12D、14L/10D和10L/14D)和光/暗期温度(30℃/30℃和30℃/26℃)下,研究了其幼苗叶片中LOX活性的昼夜变化,并采用RT-PCR方法对PGMS水稻幼苗叶片进行LOX基因的昼夜表达分析。结果表明,在所有光周期和培养温度处理下,PGMS水稻LOX活性均表现出暗期高而光期低的昼夜变化规律,但常规水稻和三系不育水稻的LOX活性均无明显的光暗期差异;暗期PGMS水稻LOX活性显著高于常规水稻和三系不育水稻。在12L/12D光周期和30℃/26℃(L/D)的培养温度下,检测的13个LOX基因中,检测到8个Os LOX基因,OsLOX2、Os LOX3、Os LOX4、Os LOX8和Os LOX13等基因的表达丰度在N5088S和/或D38S幼苗叶片中呈现暗期高光期低的趋势。因此,光敏核不育水稻N5088S和D38S幼苗叶片LOX活性及Os LOX家族的部分基因的表达具有明显的暗期高光期低的变化特征。

水稻脂氧合酶-3基因启动子的特性分析

从栽培水稻品种越光中克隆了水稻脂氧合酶-3基因(Lox-3)的启动子,长度为1343bp,其序列与日本晴对应的序列完全相同。生物信息学分析表明,该启动子序列中包含受信号诱导的元件(G-box)、温度响应元件(CCGAAA)和水分胁迫响应元件(CACATG)等顺式作用元件;进一步构建了Lox-3基因启动子与gus和gfp基因的融合表达载体并获得转基因植株,发现报告基因在转基因植株的根、茎、叶、花药、种胚及种皮中均有表达,在萌发种子的胚和胚芽中也有表达,但在胚乳中不表达。此外,经ABA、NaCl及人工陈化处理后对报告基因的表达进行了定量分析,发现这些非生物胁迫可能通过诱导启动子顺式元件致使报告基因表达活性增强。

磷酸二酯酶基因和5-脂氧合酶激活蛋白基因多态性与脑梗死的关联性研究

目的研究磷酸二酯酶基因(PDE4D)和5-脂氧合酶激活蛋白基因(ALOX5AP)多态性与脑梗死(CI)的关联性。方法采用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)检测PDE4D基因SNP83/SNP87位点和基因ALOX5AP的SG13S100/SG13S114位点的基因多态性,结合问卷调查结果分析基因多态性与CI的相关性。结果 CI发病流行因素包括高年龄、高血压、高胆固醇血症和心房颤动,287例CI组与300名对照组中PDE4D基因SNP83位点的C/T分布、ALOX5AP基因的SG13S100位点的A/G分布、SG13S114位点的T/A分布差异均具有统计学意义(P<0.05),SNP87C/T分布差异无统计学意义。结论 CI分布的遗传危险因素包括SNP83C/T、SG13S100A/G、SG13S114T/A三种基因位点多态性的变化。

新疆维吾尔族急性缺血性脑卒中短期预后与5-脂氧合酶激活蛋白SG13S32位点及危险因素的相关性研究

目的探讨新疆维吾尔族人群急性缺血性脑卒中短期预后与5-脂氧合酶激活蛋白(5-lipoxygenase-activating,ALOX5AP)基因SG13S32位点、年龄、性别、就诊时间等危险因素的相关性。方法选取194例新疆地区急性缺血性脑卒中经相同药物治疗后的维吾尔族患者,应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术检测ALOX5AP基因SG13S32位点多态性,采用队列研究的统计分析方法比较不同基因型人群的短期预后改善情况,并经Logistic逐步回归分析,得出预后相关独立因素。结果 5-脂氧合酶激活蛋白基因SG13S32位点不同基因型间维吾尔族急性缺血性脑卒中短期预后改善差异无统计学意义(χ2=0.336,P=0.562)。经Logistic逐步回归分析,年龄、就诊时间及纤维蛋白原为影响维吾尔族急性缺血性脑卒中患者短期预后的独立因素。结论 5-脂氧合酶激活蛋白基因SG13S32位点不同基因型之间急性缺血性脑卒中短期预后改善没有明显差异,且不是影响维吾尔族急性缺血性脑卒中短期预后的独立危险因素。年龄、就诊时间及纤维蛋白原可影响急性缺血性脑卒中短期预后改善。

连接酶反应分析ALOX5AP基因、PDE4D基因与江苏南京地区腔隙性脑梗死的易感性

目的:分析江苏省南京地区汉族人群腔隙性脑梗死患者的ALOX5AP基因、PDE4D基因单核苷酸多态性(singlenucleotide polymorphism,SNP),并研究其与脑梗死的发病是否存在相关性。方法:运用多聚酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)和连接酶检测反应(ligase detection reaction,LDR),观察280例腔隙性脑梗死患者和258例对照组人群的ALOX5AP基因及PDE4D基因的4个SNP位点,并进一步分析其基因型。结果:PDE4D基因rs966221、rs456009的等位基因、基因型频率在两组间没有显著性差异,单倍体型构成在两组间亦无显著性差异;ALOX5AP基因的两SNP(rs4073259、rs4769055)的等位基因和基因型频率在两组间差异均有显著性(P<0.05),SNP单倍体型(GA、GC)在两组间差异更为明显(P<0.01)。结论:本研究未发现PDE4D基因与腔隙性脑梗死的发病相关,但ALOX5AP基因可能为中国江苏省南京地区腔隙性脑梗死的易感基因。

水稻种胚LOX3基因在逆境胁迫中的作用

LOX3是主要的水稻种胚脂氧合酶同工酶。为了研究水稻LOX3基因在逆境胁迫中的作用,构建了LOX3基因的反义植物表达载体,用农杆菌介导法转化水稻品种武运粳7号和Kasalath,获得了转基因植株。PCR和Southern鉴定证实基因已经导入水稻基因组中,种胚LOX3缺失鉴定和半定量RT-PCR分析证实反义RNA抑制了LOX3基因的表达。对T2代转基因植株进行了水分胁迫处理及稻瘟病和白叶枯病的接种鉴定。结果显示,与非转基因对照相比,反义LOX3转基因植株对水分胁迫、稻瘟病和白叶枯病都表现敏感,说明水稻种胚LOX3基因在逆境胁迫反应中发挥一定的作用。

猕猴桃6个LOX基因家族成员实时定量PCR引物特异性的检测与应用

从基因家族成员的视角开展基因表达研究是阐明基因功能的重要组成内容,实时定量PCR(QPCR)技术是分析基因表达的有效手段.以猕猴桃脂氧合酶(LOX)基因家族6个成员为对象,分析了引物特异性的检测方法.该方法整合了熔点曲线分析、琼脂糖电泳、交叉PCR扩增和PCR产物测序等分析手段,有效消除其它成员的交叉扩增干扰,为利用QPCR检测基因家族成员表达提供了特异、准确与可行的途径.

油桐种子LOX基因的克隆与生物信息学分析

为了揭示油桐中α-桐酸生物合成的分子机理,利用RT-PCR和RACE技术,从油桐的种子中克隆到脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)基因的全长cDNA,并对其进行了生物信息学分析。结果表明,此基因cDNA全长为2 690 bp,编码797个氨基酸。

缺血性卒中5-脂氧合酶激活蛋白基因多态性和相关药物的治疗进展

缺血性脑卒中是一种多因素多基因的疾病,为我国第一位死亡原因。尽管国内外缺血性脑卒中的研究甚多,但对基因相关的复杂多因子遗传性脑卒中却关注甚少。全基因组连锁不平衡研究确认5-脂氧合酶激活蛋白（5-lipoxygenase-acti-vatingprotein，ALOXSAP）基因与卒中的相关性，因此全球各国家进行大量的病例．对照研究，探寻ALOX5AP基因与脑卒中的关系。目前临床上治疗缺血性脑卒中的基因药物仍处于研发阶段，但在不久的将来，脑卒中的基因研究会为脑血管疾病的预防和治疗提供有效、个体化的方法。

抗白三烯治疗对哮喘患儿半胱胺酰白三烯及5脂氧合酶激活蛋白基因水平的影响

目的 动态观察哮喘患儿抗白三烯治疗后外周血半胱胺酰白三烯(CysLTs)浓度及5脂氧合酶激活蛋白基因(FLAP mRNA)表达水平的变化,探讨CysLTs浓度与哮喘患儿气道高反应性的相关性,以及对FLAP基因水平的调节作用.方法 选取我院住院哮喘患儿88例[诊断标准符合2009年全球哮喘防治创议(GINA)指南],应用随机数字表分为常规治疗组42例及CysLTs拮抗剂干预组46例,另选取体检正常的健康儿童20名为正常对照组.抽取3组患儿外周血检测CysLTs浓度及FLAP mRNA相对表达情况,同步记录临床疗效.结果 哮喘组患儿外周血CysLTs浓度(74.35±13.21) μg/L、FLAPmRNA基因表达水平(4.29±1.27)高于正常对照组(23.51±15.17) μg/L、1.02±0.47,两组比较差异有统计学意义(t=15.11,t=11.30,P均＜0.05).治疗后CysLTs浓度CysLTs拮抗剂干预组第1天[(73.40±13.62) μg/L]、第10天[(55.60±15.21)、3个月[(46.00±10.60) μg/L]、12个月[(40.50±7.44)μg/L]均低于常规治疗组的[(75.40±12.68)、(68.90±12.59)、(60.20±10.25)、(53.40±9.46) μ~L],组间比较差异有统计学意义(F组间=45.12,F组内=53.47,F交互=7.41,P＜0.01或P＜0.05).治疗后FLAPmRNA相对表达水平CyslTs拮抗剂干预组第1天4.23±1.43、第10天2.46±0.71、3个月1.61±0.24、12个月1.13±0.10均低于常规治疗组4.36±0.97、第10天4.21±0.81、3个月3.83±0.76、12个月3.48±0.71,差异有统计学意义(F组间=35.28,F组内=39.64,F交互=6.41,P＜0.01或P＜0.05).外周血CysLTs浓度与FLAP mRNA表达有良好的相关性(r=0.923,P＜0.01).结论 外周血CysLTs浓度变化与哮喘患儿不同病情严重程度有关,可作为白三稀拮抗剂治疗方案制定的参考指标,哮喘患儿抗白三烯治疗应达3个月以上.

中国人群ALOX5AP基因SG13S114A/T多态性与缺血性卒中相关性的Meta分析

目的对5-脂氧合酶激活蛋白(ALOX5AP)基因第1内含子SG13S114A/T多态性与缺血性卒中(IS)的关联性研究进行meta分析。方法通过文献检索2004～2009年发表的中国人ALOX5AP基因SG13S114A/T多态性与IS相关性的病例-对照研究,剔除不符合要求的文献;以基因型和等位基因频数的优势比(OR)值为统计量,以漏斗图和Egger法检验发表偏倚,根据同质性检验结果合并数据,采用Revman4.2版统计软件进行数据统计。结果 5篇文献符合条件纳入研究,入选文献无明显发表偏倚。同质性检验显示基因型(AA+AT)/TT的统计量χ2=1.00,P=0.91;等位基因频数A/T的统计量χ2=8.18,P=0.09,各研究间无异质性。数据合并结果显示,SG13S114A/T位点(AA+AT)/TT的OR值为1.22,95%CI为1.09～1.36,Z值为3.5,P<0.05;等位基因频数A/T的OR值为1.05,95%CI为0.96～1.14,Z值为1.09,P=0.28。结论 ALOX5AP基因SG13S114A/T多态性与中国人群IS具有相关性,AA基因型可能是IS的易感基因型。