红麻酮脂酰辅酶A合成酶(KCS)酵母双杂交诱饵载体构建及自激活检测

酮脂酰辅酶A合成酶(KCS)是超长链脂肪酸合成过程中的限速酶,参与超长链脂肪酸和蜡质的合成,在植物抗旱和应对生物胁迫反应中发挥重要调控作用。研究采用PCR方法从红麻中(茎皮)分离KCS基因片段,将该基因按正确方式插入酵母双杂交表达质粒pGBKT7中,酶切鉴定正确后,用PEG/Li Ac方法转化酵母MaV203,经抗性筛选后,用X-Gal对转化酵母进行自激活检测。结果表明,KCS基因的DNA结合结构域与酵母GAL4转录因子的上游激活位点(UAS)结合,可激活报告基因半乳糖苷酶的表达。经删除KCS基因DNA binding区域后重新转化酵母,结果表明,不携带KCS基因DNA binding区域的截短蛋白可以作为诱饵蛋白来研究与之相互作用的蛋白。

刺齿报春苣苔酮脂酰-辅酶A合成酶基因的鉴定及序列分析

【目的】为进一步探讨刺齿报春苣苔酮脂酰-辅酶A合成酶基因的分子结构和功能,并为刺齿报春苣苔适应极端干旱环境提供分子依据。【方法】总RNA的提取采用改良Trizol法,通过转录组测序获得与刺齿报春苣苔( Primulina spinulosa )抗旱及应对生物胁迫反应有关的基因:酮脂酰-辅酶A合成酶基因,并运用DNAman、Finder、TMPRED、SWISS-MODEL、NetPhos2.0、SignaIP4.1等软件对序列的开放阅读框(ORF)、编码氨基酸、编码蛋白质等理化特性进行分析,并构建系统发育树。【结果】序列分析结果表明,该基因全长1 935 bp(GenBank登录号为MH543314),开放阅读框(ORF)为1 599 bp,共编码532个氨基酸,编码蛋白质的分子量为59.82 kDa,理论等电点(pI)为9.16,为亲水性蛋白,含7个跨膜区,30个可能的磷酸化位点,1个与查尔酮合成酶家族蛋白相同的保守结构域;它与同科旋蒴苣苔( Dorcoceras hygrometricum, KZV37788)的同源性高达92%,两者在系统进化树上聚为一支。【结论】酮脂酰-辅酶A合成酶基因与刺齿报春苣苔叶表面的蜡质合成有关,对植物的抗旱及应对生物胁迫发挥重要调控作用。

拟南芥KCS12基因的克隆及其对长链脂肪酸代谢调控功能的初步分析

本课题从拟南芥中克隆了超长链脂肪酸代谢相关的功能基因At KCS12,转入酵母(INVSC1)表达系统中表达,检测酵母细胞中脂肪酸组成。脂肪酸组成结果分析表明,At KCS12使酵母中棕榈酸(16∶0)和硬脂酸(18∶0)的相对含量显著增加了,十八烯酸(18∶1)的相对含量显著减少了。这些结果共同提示,At KCS12表达的蛋白不能利用酵母中的脂肪酸作为催化底物合成超长链脂肪酸,或者At KCS12蛋白无酶活性。

导入LPAAT和KCS基因对油菜种子芥酸含量的影响

采用农杆菌介导法,以下胚轴为转化受体,将溶血性磷脂酸酰基转移酶(LPAAT)和酮脂酰辅酶A合成酶(KCS)基因导入2种不同基因型(“Drakkar”和“Maplus”)的甘蓝型油菜,共获得247株再生植株,其再生频率分别为15.1%和2.0%。PCR检测和Southern杂交分析证实,外源基因已整合到油菜基因组中,转化频率分别为3.6%和0.7%。种子中芥酸含量因外源基因的导入使零芥酸油菜“Drakkar”提高到10.5%,高芥酸品种“Maplus”提高了5.0%,最高达62.8%。

干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响

【目的】研究干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响,及蜡质含量与蜡质合成相关基因β-酮脂酰-辅酶A合成酶(SLCER6)表达的关系,为植物表皮蜡质抗旱研究提供理论依据。【方法】以番茄品种Micro-Tom为材料,在其花蕾期进行干旱胁迫后,当植株表现出明显缺水症状时分别采集第1叶位至第7叶位的叶片,以同期正常浇水番茄植株作为对照,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID),对7个叶位叶片的蜡质成分和含量进行检测,并通过扫描电镜观察叶片的表皮超微结构,同时用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析蜡质合成相关基因SLCER6的表达情况,最后对蜡质及其各成分含量与SLCER6基因表达量变化值之间的相关性进行了分析。【结果】(1)干旱胁迫后番茄叶片上、下表面超微结构与对照组基本一致,均没有蜡质晶体覆盖,且较为光滑,呈薄膜状结构,但皱褶明显减少,细胞凸起增多。(2)GC-MS和GC-FID分析表明,从对照组中共鉴定出24种蜡质成分,番茄叶位间蜡质含量存在一定差异,但均以烷烃含量为主,其平均含量为(1.794±0.397)μg/cm^2,占蜡质总含量的93.83%,并含有少量的三萜类、初级醇和豆甾醇成分,但这3种化合物只占到蜡质总含量的4.66%。(3)干旱胁迫并没有造成番茄叶片蜡质组分以及烷烃碳链的改变,但能够极显著增加蜡质的总含量,尤其是烷烃类物质,与对照组相比,干旱胁迫组烷烃含量平均增加了161.15%,是三萜类、初级醇及豆甾醇成分总增加率的1.6倍。(4)SLCER6基因在番茄不同叶位叶片中均有表达,其表达量从第1叶位到第7叶位总体呈下降的趋势;干旱胁迫后,SLCER6基因表达量均显著增加。【结论】干旱胁迫能够极显著增加番茄叶片蜡质总含量,增加的成分主要是烷烃;干旱胁迫也能够诱导SLCER6基因表达量上调;番茄叶片蜡质积累与SLCER6基因表达量之间存在着正相关关系。