茉莉花PAL基因家族的多基因组鉴定与表达分析

为深入探究茉莉花PAL基因家族的功能及在香气成分形成中的作用,本研究以福州单瓣茉莉花、双瓣茉莉花和重瓣茉莉花基因组数据为基础,利用生物信息学方法及实时荧光定量PCR技术,对JsPAL基因家族进行多基因组分析。结果表明,在单瓣茉莉花、双瓣茉莉花和重瓣茉莉花全基因组中分别鉴定出4个、1个和4个PAL家族基因,JsPAL家族成员均具有丙氨酸-丝氨酸-甘氨酸(Ala-Ser-Gly)组成的三肽活性中心。共线性分析发现单瓣茉莉花、重瓣茉莉花和拟南芥的PAL基因间的共线性关系与双瓣茉莉花相比更强;系统发育树分析结果显示,JsPAL基因家族分布在2个亚家族中。JsPAL基因启动子区域存在大量与胁迫响应、激素响应、光响应和植物生长相关的顺式调控元件。荧光定量分析结果表明,JsPAL在茉莉花组织中存在特异性表达,多数JsPAL在花中的相对表达量高于其他组织;大多数JsPAL基因在福州单瓣茉莉花中的相对表达量高于双瓣茉莉花;福州单瓣茉莉花中SP_JsPAL2、SP_JsPAL4、MP_JsPAL1和MP_JsPAL3在其花朵预开放期(F3)的相对表达量显著高于其他时期,双瓣茉莉花中DP_JsPAL1在F3阶段的相对表达量也较高;SP_JsPAL1和SP_JsPAL2与2-苯乙醇和苯乙醛含量呈显著正相关,其中SP_JsPAL1还与苯甲醛含量呈显著正相关。说明,JsPAL可能在茉莉花的发育中起重要作用,SP_JsPAL2、SP_JsPAL4、MP_JsPAL1、MP_JsPAL3和DP_JsPAL1可能对福州单瓣茉莉花、双瓣茉莉花的香气成分形成具有重要的调控作用,SP_JsPAL1可能对福州单瓣茉莉鲜灵香气的形成具有重要作用。

PAL联合思维导图教学法在血液科体格检查临床教学中的应用

目的 探索同伴互助教学(peer-assisted learning,PAL)联合思维导图教学法在血液科体格检查中的教学效果。方法 选择苏州大学附属第三医院2022年1月—2023年3月117名临床医学生作为研究对象,随机分为3组,对照组行传统教学法,试验组1行PAL教学法,试验组2行PAL联合思维导图教学法,每组学生各39名,对3组学生进行不同方式的体格检查教学,教学完成后进行理论知识考核、操作考核和问卷调查。结果 3组间比较,学生在理论知识考核、操作考核以及问卷调查方面的差异均有统计学意义(P <0.05);与对照组比较,试验组1和试验组2的各项得分均更具优势,其中试验组2的成绩优于试验组1,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 PAL联合思维导图教学法有助于体格检查技能的掌握和临床思维能力的培养,能够有效提高教学质量。

基于FPGA的PAL图像数据解码与传输设计

为了满足地面监控设备将视频数据快速上传至存储设备的需求,解决图像传感器输出PAL制信号的模拟解码和数据传输的问题,设计了基于FPGA的PAL数据输入、网络接口输出的硬件模块。通过解码器将PAL模拟信号转换为并行数字信号,并在FPGA端将输入数据进行奇偶场数据缓存,通过乒乓操作实现隔行转逐行的视频输出。同时在FPGA内部采用调用MAC软核的方式在UDP协议上增加重传机制和异步FIFO,实现数据的网络传输。

基于PAL的留学生混合式教学研究

为了提高国际留学生的教学产出,针对国际留学生学习特点,适当调整教学目标,将知识目标、能力目标、素质目标并重,开展线上线下混合式教学,有效拓展了教学资源。开展基于PAL的互助式同伴教学法,将形成性考核和结果考核并重改革留学生的考核方法,最终使得课程目标有效达成,提高了针对留学生的教学产出。

马铃薯PAL基因家族的全基因组鉴定及其在非生物胁迫下和块茎花色素苷合成中的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanin ammonia-lyase,PAL)是苯丙烷代谢途径的限速酶和关键酶,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究在马铃薯(Solanum tuberosum L.)全基因组水平下,利用BlastP和HMM 3.1鉴定到8个PAL基因家族成员,利用ExPASy、CELLO、PlantCARE等在线工具,对PAL基因家族成员的进行生物信息学分析。利用PGSC数据库下载的RNA-seq数据,分析了StPALs在双单倍体(DM)马铃薯不同组织部位和非生物胁迫下的表达模式。对3个不同颜色马铃薯块茎组织(皮和肉)进行RNA-seq,以及利用3个不同颜色块茎杂交子代的薯肉进行qPCR分析。结果表明,8个StPALs分布在3、5、9和10号染色体上,它们与烟草(Nicotiana tabacum)PAL的亲缘关系较近。StPAL基因成员的启动子区域内含有多个顺式元件,包括光响应、逆境胁迫响应、激素响应、生长发育相关和转录因子调控的多种顺式元件。StPAL2在匍匐茎中特异表达,StPAL3/5/8在块茎和匍匐茎中特异表达,StPAL3在甘露醇处理下下调表达,StPAL3和StPAL8在热胁迫中上调表达。它们可能参与了马铃薯块茎的发育和非生物胁迫响应。5个StPALs(StPAL3/4/5/6/8)基因在彩色薯肉中均上调表达,可能参与马铃薯薯肉中花色素苷的生物合成。这些结果为进一步了解StPAL基因家族特征,深入分析StPALs基因在马铃薯中的功能提供了理论依据。

树莓RiPAL1基因克隆及生物信息学分析

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine Ammonia Lyase,PAL)是苯丙烷类代谢的关键酶,能调节树莓中黄酮类的生物合成。为了深入研究树莓中RiPAL1基因的功能与调控机制,以树莓果实为材料提取总RNA,合成cDNA第一链,然后成功克隆出树莓果实RiPAL1基因,并对其进行了相关的生物信息学分析。结果表明,RiPAL1基因的编码序列(Coding Sequence,CDS)全长为2133 bp,编码710个氨基酸,分子量为77.50 ku,等电点为6.21。RiPAL1蛋白疏水性最大值为4.50,最小值为-4.50,平均疏水指数为-0.49,为亲水性蛋白,无跨膜结构,无信号肽。含有4个N糖基化位点和67个特异性激酶位点,二级结构以α螺旋为主,三级结构为同型四聚体。多序列比对显示RiPAL1蛋白具有典型的苯丙氨酸解氨酶保守结构域,系统进化分析表明RiPAL1蛋白与同科植物草莓亲缘关系最近。该研究可为深入研究RiPAL1基因参与树莓果实黄酮类物质生物合成的分子机制提供参考。

粉蕉PAL家族基因的鉴定及其在逆境胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(PAL)在植物生长发育和对生物/非生物胁迫的响应中起着重要作用,因此有必要对香蕉中的PAL家族基因进行详细的研究。本研究从粉蕉基因组中鉴定出8个MaPAL基因,分别命名为MaPAL1~MaPAL8,在系统发育树中MaPAL6基因单独被分成一支。根据基因系统进化关系、蛋白质结构域和基因结构的分析,8个MaPAL基因属于PAL家族基因。转录组分析结果表明,MaPAL基因参与了粉蕉的发育、成熟以及对生物/非生物胁迫的响应。MaPAL4基因在所有果实发育和成熟阶段都表现出高表达。MaPAL1和MaPAL7基因可能对非生物胁迫有响应,MaPAL2和MaPAL8基因的表达在香蕉枯萎病菌4号生理小种(Foc4)侵染时被明显抑制,可能响应Foc4的侵染。和巴西蕉相比,MaPAL基因在粉蕉中被低温和渗透胁迫诱导的程度要高。本研究结果为进一步研究香蕉PAL家族基因的功能提供了基础,也为香蕉遗传改良提供了潜在基因资源。

百香果苯丙氨酸解氨酶基因PePAL克隆及表达分析

为探讨百香果中苯丙氨酸解氨酶(PAL)编码基因的序列结构和蛋白质功能,以台农1号百香果(Passiflora edulis Sims)为材料,以cDNA为模板对PePAL基因进行同源克隆,同时对PePAL编码蛋白质的结构及功能进行预测。结果表明,PePAL基因cDNA全长2499 bp,含有1个完整开放阅读框(2124 bp),编码707个氨基酸,蛋白质分子质量为173.43 ku。利用ProtParam、SignalP 4.1软件及TMHMM等软件对PePAL蛋白的结构预测显示,该蛋白质是一个亲水性的非分泌型蛋白,无跨膜结构域,无信号肽。PePAL主要定位于细胞核、叶绿体、细胞质、细胞膜、线粒体、液泡等部位,其二级结构由α螺旋、延伸链、β转角及无规则卷曲组成。PePAL在不同品种百香果的同一结果枝上的表达模式均呈现花中表达量最高,其次是茎,在成熟叶中表达量最低。

棉花PAL基因家族的全基因组鉴定及其在逆境胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia lyase,PAL)是苯丙烷代谢的关键酶和限速酶,在植物的生长发育、抗病虫害和抗逆等方面发挥着重要作用。研究在全基因组水平上对棉花PAL基因家族进行了鉴定和分析,以了解棉花中PAL的功能,为后续深入研究棉花PAL功能提供一定参考。结果表明,在陆地棉(Gossypium hirsutum)、海岛棉(Gossypium barbadense)、草棉(Gossypium herbaceum)和雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)中分别鉴定出15、13、7、8个PAL基因。进化分析结果显示,棉花PAL基因家族可分为3个亚组。保守基序和基因结构分析显示,亲缘关系近的PAL基因之间的保守基序组成和基因结构也十分相似。启动子分析显示,GhPAL基因的启动子上存在多个与非生物和生物胁迫应答以及激素信号转导相关的顺式作用元件。组织表达模式分析表明,GhPAL基因主要在根、茎、花丝和胚珠中高表达。转录组和qPCR分析显示,部分GhPAL基因的表达量在PEG、盐、高温、低温和碱胁迫下显著提高,其中一些GhPAL基因能够对多种非生物胁迫作出响应。生物胁迫转录组数据显示,GhPAL1/GhPAL5/GhPAL13的表达在大丽轮枝菌处理条件下发生显著上调。GhPAL基因在逆境胁迫下的表达分析结果说明,PAL基因可能在棉花应答逆境胁迫的过程中发挥一定的功能。

决明苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因家族的全基因组分析

利用HMMER、Pfam与SMART等工具,从决明(Senna tora)等不同物种中筛选获得26条PAL(苯丙氨酸解氨酶)序列,并对其进行生物信息学分析。结果表明,决明PAL基因家族的基本特征在单双子叶植物分离之前就已形成,且6个PAL成员被分为3个亚类。决明PAL基因家族成员的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成;含有较高的Ala、Ser和Leu残基;存在16种不同的保守基序,其中motif12(含有催化关键序列Ala-Ser-Gly)在所有PAL成员中均出现;启动子区含有较多的光反应、植物激素响应与逆境胁迫响应元件。进一步的GO、转录组与Pearson分析也强化了以上分析结果,即决明PAL基因家族成员多集中在叶、茎和花等易感受光的组织,参与抗旱与抗菌等生物学过程呈现多样化的特点。以上分析结果将为决明PAL基因的后续功能研究及抗逆功能基因筛选提供理论基础。

甘蔗苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)的克隆和表达分析

【目的】克隆甘蔗的苯丙氨酸解氨酶基因(PAL),分析其序列特征及其在不同组织和5种胁迫条件下的表达情况,为此基因在甘蔗抗逆育种中的应用提供理论支撑。【方法】利用串联飞行时间质谱仪对差异表达蛋白质进行质谱鉴定分析,通过RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种新台糖22号(ROC22)中克隆PAL,以生物信息学方法对其序列进行预测分析,利用real-time PCR分析PAL在不同组织和不同胁迫条件下的表达特性。【结果】克隆获得甘蔗PAL,命名为ScPAL,GenBank登录号为KC172559。该cDNA全长2 590 bp,含有1个2 115 bp的完整开放阅读框(ORF),编码704个氨基酸。序列分析表明,其包含典型的PAL酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA),与其它植物的PAL蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,甘蔗ScPAL与高粱的PAL蛋白亲缘关系较近。real-time PCR分析表明PAL为组成型表达,在根中的表达量最高,是叶中表达量的66倍。其在低温(4℃)、聚乙二醇(PEG)、NaCl和H2O2四种外源胁迫下均诱导表达,但表达模式不同。【结论】从甘蔗品种ROC22中克隆获得苯丙氨酸解氨酶基因(ScPAL),是典型的PAL家族成员,推测其参与了甘蔗抗黑穗病过程,且在甘蔗抗寒、抗旱和抗盐胁迫过程也起到某种作用。

套袋对枇杷果实PAL、PPO、POD活性和可溶性蛋白质含量的影响

以解放钟枇杷套袋后的果实为试材 ,在果锈发生严重期至成熟期 ,每隔 10 d定期测定套袋果与不套袋果果实中 PAL、PPO、POD活性及可溶性蛋白质含量。结果表明 ,套袋后 ,果实中的 PAL、PPO、POD活性提高 ,可溶性蛋白质含量下降 ;PAL、PPO、POD活性的提高 ,可抑制果锈的发生 ;PAL 活性提高有利于套袋果实的着色 ;

7株放线菌在辣椒根部定殖及对辣椒叶片PAL与PPO活性的影响

采用盆栽接种试验、平皿涂抹法测数及常规酶活测定法研究了7株拮抗性放线菌在辣椒根部的定殖能力及接种24 d对辣椒叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)与多酚氧化酶活性(PPO)的诱导效应。结果表明:(1)供试7株放线菌单独接种均不能在辣椒根内定殖,但与辣椒疫霉P3混合接种时有5株可定殖;供试放线菌在辣椒根部的定殖能力与其体外平皿试验中产生的的拮抗圈大小基本无关;可定殖放线菌的定殖密度随时间延长而降低,至40 d时均无活菌检出。(2)在放线菌单接处理中,5株菌接种后可诱导辣椒叶片PAL活性提高,全部供试菌均能诱导PPO活性提高,其中可使两种酶同步提高的有5株菌;在放线菌+P3混接处理中,有6株接种后可诱导PAL活性提高,5株菌能诱导PPO活性提高,其中可使两种酶同步提高的有4株菌;在接入放线菌时同时混接辣椒疫霉,能增强2株供试放线菌对辣椒叶片PAL活性及6株供试放线菌对辣椒叶片PPO活性的诱导作用;供试放线菌的定殖能力与辣椒叶片PAL及PPO活性变化无明显规律性关系。

丝瓜苯丙氨酸解氨酶基因PAL克隆及表达分析

苯丙氨酸解氨酶(PAL,phenylalanine ammonia-lyase)是苯丙烷途径代谢的关键酶,在果蔬褐变中发挥着重要作用。为了探究丝瓜中PAL基因的功能,本研究以丝瓜果实为材料,采用RACE和RT-PCR技术从丝瓜果肉中分离获得丝瓜PAL基因,命名为Lc PAL,Gen Bank登录号为:KP341758。该基因全长2406 bp,具有完整的开放阅读框(ORF),共2145个碱基;预测编码715个氨基酸,理论分子量(Mw)为77.69 k D,等电点(p I)为6.11,编码的蛋白与黄瓜和香瓜的同源蛋白相似性均在93%以上,显示其高度的保守性。系统进化树分析显示,丝瓜与同为葫芦科的黄瓜、香瓜的PAL蛋白的亲缘关系较近,聚为同一类。Motif Scan分析显示,Lc PAL编码的蛋白包含有PAL-HAL(60~525位)、PLN02457(8~715位)及phe_aml_yase(24~705位)3个保守结构域和1个酶活性中心序列(197~212位),属于典型的Lyase_I_Like超家族。Wolf Psort预测其亚细胞定位于叶绿体或内质网中。实时荧光定量PCR分析显示,Lc PAL基因在普通丝瓜果实、花、茎、叶和根中均有表达。Lc PAL在所选的8个丝瓜品种中表达存在一定差异,在普通丝瓜中的表达量均高于有棱丝瓜;在普通丝瓜品种闽丝3号鲜切及采后储藏褐变过程中,Lc PAL初期表达上调,后期表达量受到抑制,且与其酶活性的变化趋势基本一致。普通丝瓜Lc PAL表达与果肉褐变的发生过程高度相关,表明Lc PAL在普通丝瓜果肉褐变中发挥着作用。

离体毛竹笋纤维素和木质素含量及POD和PAL活性研究

研究了离体后毛竹笋纤维素、木质素含量以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性的变化。结果显示:笋体纤维素、木质素含量从笋尖到笋基部逐渐增加;PAL、POD活性笋尖明显高于笋基部。离体后贮藏的竹笋纤维素、木质素含量随贮藏时间的延长而增加,在前5d纤维素的增加速度极快,在后5d增加速度明显趋缓,但木质素含量随贮藏时间的延长基本呈匀速态势增加;POD、PAL活性随贮藏时间的延长,活性均显著增加。对离体竹笋进行低温处理(4℃)可显著降低竹笋的PAL、POD活性,减少木质素和纤维素合成,低温对纤维素的影响高于木质素。

干旱胁迫对不同生态条件下蒙古扁桃叶片PAL和C_4H活性的影响

植物细胞壁在遭遇逆境后会出现增厚现象,以抵御不良环境,有研究认为这是由于细胞壁内的木质素沉积形成的。目前认为木质素的合成途径不只一条,但苯丙氨酸解氨酶(PAL)和肉桂酸4-羟基化酶(C4H)等酶在合成中起到了十分重要的作用。因此,本试验以野生蒙古扁桃为试验材料,研究干旱胁迫对其在不同生态环境条件下体内PAL和C4H酶活性影响的变化。结果表明:在遭受干旱胁迫时,蒙古扁桃叶内PAL和C4H活性随干旱胁迫程度的增加而逐渐增强,且干旱地区的蒙古扁桃叶内PAL和C4H活性要强于相对不干旱地区。PAL和C4H活性与植物的抗旱性呈正相关关系。

甜瓜子叶不定芽分化过程中PAL活性和木质素含量变化研究

用组织培养的方法使甜瓜子叶脱分化形成愈伤组织，继而在分化培养基上形成不定芽。以此为系统，测定不定芽发生过程中ＰＡＬ活性变化和木质素含量变化．以肉桂酸、香草酸、苯甲酸、阿魏酸和咖啡酸为抑制剂，研究它们对不定芽发生的影响以及对系统中ＰＡＬ活性变化和木质素含量变化的影响。结果表明，五种抑制剂均抑制不定芽的发生。ＰＡＬ活性、木质素含量和愈伤组织分化成管胞、不定芽发生四者之间有密切的关系。

不同烟草品种感染TMV病程过程中CAT、PAL活力变化研究

对两个具有 SAR特性和一个感病烟草资源进行接种 TMV和 SA处理 ,在不同时间测定 CAT、PAL活力值 ,分析不同类型烟草资源病程过程中上述两个酶活力值的动态变化。结果表明 :具有 SAR特性的抗性品种资源对 TMV和 SA表现出较高的敏感性 ,PAL活力值在处理后明显地高于感病资源 ,CAT活力值在处理后低于感病资源 ;其中 CAT活力值的变化早于 PAL酶活力值的变化。两个具有 SAR特性的烟草资源在总体趋势上相一致 ,但存在一定的差异性。

pH对红豆杉愈伤组织生长、PAL活性和紫杉醇含量的影响

目的 研究不同 p H值对东北红豆杉和南方红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响。方法 采用不同p H值的 B5培养基培养两种红豆杉愈伤组织 ,测定生长率、PAL 活性和紫杉醇含量。结果 不同红豆杉愈伤组织所需最适 p H值不同 ,而有利于愈伤组织生长的 p H值均不利于 PAL 活性的提高和紫杉醇的积累。即 :愈伤组织生长快时 ,PAL活性将下降 ,紫杉醇含量也减少。结论 p H值明显影响红豆杉愈伤组织的生长及次级代谢水平 。

大豆根系分泌物的鉴定及PAL1,PAL2,C4H的克隆

为研究大豆根系分泌物在大豆连作障碍中的作用,利用土壤溶液原位取样器收集已灭菌的大豆正茬、一年重茬和两年重茬土壤盆栽的大豆根系分泌物,并采用GC-MS进行定性分析,检测出正茬、一年重茬和两年重茬的大豆根系分泌物,分别有355、7和64种,均含有烃、醇、酸、酯、酚、苯和醛等化合物。将收集的正茬、一年重茬和两年重茬的大豆根系分泌物溶液浇灌大豆幼苗,发现对茎长、茎鲜重、根长、根鲜重、光合速率和叶绿素含量均有一定的抑制作用。同时,以二氯甲烷(CH2Cl2)为溶剂,提取培养28d的大豆根系分泌物,共分离鉴定出大豆根系分泌物77种,其中包括烷烃、醇、酸、酯、苯、酚、萘、酰胺、酮、醛类以及其他类化合物。其中酚类物质占0.03%。基于追溯苯酚和苯甲酸类物质代谢的关键酶,克隆了苯丙氨酸解氨酶PAL家族的两个成员PAL1和PAL2,以及苯丙氨酸代谢的第二个关键酶C4H基因,为后续的基因操作提供依据。