蒜头果中3-酮酯酰-CoA合酶基因克隆与表达分析

以蒜头果(Malania oleifera)为实验材料,基于转录组数据分析,采用RT-PCR方法获得蒜头果3-酮酯酰-CoA合酶(KCS)基因的cDNA序列,命名为MoKCS1,GenBank登录号为MK210592。序列分析显示MoKCS1基因cDNA全长为1 539 bp,编码512个氨基酸,属于KCS家族。序列比对分析显示Mo KCS1拥有KCS家族特有的3个功能保守结构域,与榴莲(Durio zibethinus) KCS的蛋白序列同源性为80. 66%;与已知超长链KCS蛋白进行系统进化分析显示,MoKCS1独立形成一个分支。荧光定量PCR分析表明,MoKCS1在蒜头果果实膨大期的表达量最高,而在叶中几乎不表达。

滇牡丹3-酮酯酰-CoA合酶基因克隆与功能分析

3-酮酯酰-CoA合酶(3-ketoacyl-CoA synthase,简称KCS)是超长链单不饱和脂肪酸生物合成途径的关键酶。依据转录组数据设计特异性引物,使用RT-PCR方法从滇牡丹(Paeonia delavayi)中克隆得到1个KCS基因的cDNA全长序列,命名为PdKCS(Gen Bank登录号KX524949)。生物信息学分析结果表明,PdKCS基因片段序列全长1527 bp,包含完整的cDNA开放阅读框(ORF),编码含有502个氨基酸残基的蛋白质;Blast比对结果显示,该蛋白质属于KCS蛋白家族;系统进化分析结果显示,该蛋白质属于跨膜、亲水性蛋白;RT-PCR结果显示,其在种子中的表达随着种子的成熟出现双峰型的表达量变化。研究结果可为进一步研究该蛋白的调控机制提供理论依据及获得含高不饱和脂肪酸转基因滇牡丹品种奠定理论基础。

薏苡3-酮酯酰-CoA合酶基因克隆和生物信息学分析

3-酮酯酰-CoA合酶(3-ketoacyl-CoA synthase,KCS)基因是调控长链脂肪酸生物合成过程中的关键基因,在薏苡的生长发育过程中起着重要的调控作用。本文以薏苡(Coix lacryma-jobi L.)作为实验材料,根据转录组测序数据,从薏苡的cDNA中克隆出KCS基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明,薏苡KCS基因的cDNA全长序列为1548 bp,编码515个氨基酸,生物信息学预测结果显示该基因编码蛋白质为碱性亲水不稳定蛋白,分子质量为58608.12 Da,等电点为9.20,含有2个跨膜螺旋结构域,不含信号肽剪切位点,亚细胞定位主要在质体膜。多序列比对和进化树分析结果显示薏苡KCS与玉米、水稻、节节麦、高粱和小米等单子叶植物的同种基因具有3个相同的保守位点,而且亲缘关系更近,由此证明该基因在这些同科植物间的进化是保守的。此外,基因的表达分析结果显示KCS基因在不同油脂含量的薏苡资源中有明显的差异变化。本实验对KCS基因的克隆及其结构、性质等的研究有利于深入研究该蛋白在脂肪酸合成过程中的调控机制。

蒜头果中3-酮酯酰-CoA还原酶基因克隆与功能分析

以蒜头果(Malania oleifera)为实验材料,基于转录组数据分析,采用RT-PCR方法克隆获得蒜头果3-酮酯酰-CoA还原基因,命名为MoKCR1,GenBank登录号为:KX421278。序列分析显示MoKCR1基因cDNA开放阅读框全长为963 bp,编码320个氨基酸,属于KCR家族。序列比对分析显示MoKCR1具有KCR蛋白所具有的NADH结合结构域[G(X)3GXG(X)3A(X)3A(X)2G]和裂解有关的关键结构域[Y(X)3K],蒜头果KCR与木薯(Manihot esculenta)KCR的蛋白序列同源性为82.81%。与已知超长链KCR蛋白进行系统进化分析显示MoKCR1与巨尾桉(Eucalyptus grandis)关系较近。荧光定量PCR分析表明MoKCR1在蒜头果果实膨大期的表达量最高。本研究为最终揭示蒜头果神经酸生物合成提供了研究基础。

文冠果种子高表达XsKCS7基因的克隆和酵母表达功能鉴定

[目的]探究调控文冠果种子神经酸合成关键基因。[方法]本研究根据参考基因组联合转录组分析文冠果3-酮酯酰-CoA合酶(3-ketoacyl-CoA synthase,KCS)基因家族在不同发育时期种子中的表达模式;通过RT-PCR扩增文冠果XsKCS7基因并进行生物信息学分析;XsKCS7基因异源转化酿酒酵母鉴定基因功能。[结果]文冠果XsKCS7基因在不同发育时期种子中的表达量远高于其他KCS基因;克隆XsKCS7基因,生物信息学分析显示,XsKCS7基因的开放阅读框为1512 bp,编码503个氨基酸,含有典型的KCS家族保守基序“GMGCSA”、“FGNTSSSS”以及“GSGFKCNSAVW”,与橡胶树KCS的亲缘性关系最近,为67.62%;XsKCS7异源转化酿酒酵母鉴定其具有调控芥酸和神经酸合成的功能。[结论]XsKCS7基因确为调控文冠果种子芥酸和神经酸合成的关键基因。

4-香豆酰-CoA连接酶(4CL)和聚酮合酶(PKS1)的融合蛋白在莱茵衣藻中表达促进树莓酮积累

树莓酮具有重要的医药价值,如抗流感、预防糖尿病等。为了在莱茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii中获得树莓酮,本研究将树莓酮合成的最后两个步骤中的酶,即4-香豆酰-Co A连接酶(4-coumaryl-Co A ligase,4CL)和聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS1)通过甘氨酸-丝氨酸-甘氨酸(Gly-Ser-Gly,GSG)三肽接头融合在一起,构建莱茵衣藻表达载体p Chla-4CL-PKS1。通过电转化的方法将由PSAD启动子驱动的融合基因4CL-PKS1插入野生型莱茵衣藻(CC125)和细胞壁缺失型莱茵衣藻(CC425)中。结果在表达4CL-PKS1融合蛋白的野生型莱茵衣藻和细胞壁缺失型莱茵衣藻中,树莓酮含量分别为6.7μg/g (鲜重)和5.9μg/g (鲜重),高于天然植物中树莓酮的含量(2–4μg/g)。

肥料配施对北苍术3种倍半萜类成分及2种生物合成关键酶基因表达的影响

目的探讨不同肥料配施对北苍术Atractylodes chinensis(DC.)Koidz.3种倍半萜成分苍术酮、白术内酯II和β-桉叶醇含量及2种生物合成关键酶3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutarate monoacylase A reductase,HMGR)和法呢基焦磷酸合酶基因(farnesylpyrophosphatesynthase,FPPS)活性及基因表达的影响。方法在不同的肥料配施下,采用高效液相色谱法测定北苍术3种倍半萜类成分的含量,采用试剂盒法(双抗体夹心法)测定北苍术根茎中HMGR和FPPS的活性;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法测定北苍术HMGR和FPPS的表达量;采用SPSS软件对生物合成关键酶活性和基因表达量进行相关性分析。结果适宜的氮磷钾配施,可促进北苍术倍半萜类成分的积累,并显著提高其生物合成关键酶活性及基因表达。该试验区所代表的土壤肥力状况下有利于倍半萜类成分积累的最优施肥方案为氮肥(N)180kg/hm2,磷肥(P2O5)225kg/hm2,钾肥(K2O)105kg/hm2。不同肥料配施下,关键酶基因HMGR与苍术酮、β-桉叶醇呈显著正相关(P<0.05);关键酶基因FPPS与白术内酯II、β-桉叶醇呈极显著正相关(P<0.01),与苍术酮显著相关(P<0.05)。结论优化氮磷钾配施对北苍术倍半萜类成分苍术酮、白术内酯II和β-桉叶醇积累及生物合成关键酶HMGR和FPPS活性及基因表达作用显著,北苍术根茎中倍半萜类成分苍术酮、白术内酯II和β-桉叶醇的生物合成受到多种基因及酶的调控,其中关键酶FPPS发挥了较大的调控作用。

碎米荠CarKCS基因全长CDS克隆、序列分析及表达载体构建

根据KCS基因的保守性设计引物,以高神经酸含量的碎米荠叶片DNA为模板(KCS基因无内含子),克隆碎米荠超长链脂肪酸合成的限速酶β-酮脂酰-CoA合酶(KCS)基因全长CDS序列,命名为CarKCS。Blast比对及序列分析表明,目的片段序列和GenBank上报道的拟南芥KCS18序列同源性达到87%。CarKCS全长1 518bp,不含内含子,编码505个氨基酸。生物信息学分析表明,所有的酶功能活性位点的氨基酸都存在,在N端都有两个,C端有一个高度疏水的跨膜结构域;CarKCS与KCS18同属于KCS基因家族的FAE1-like亚家族。将目的片段连接到pFGC-5941.nap表达载体,经PCR和酶切检测,证明已成功构建了pNapin-CarKCS载体。

牡丹基因组中KCS基因的鉴定与演化特征研究

牡丹具有产油率高,富含亚麻酸、亚油酸和油酸等超长链不饱和脂肪酸含量高等特点,是一种优质的木本油料作物.然而,牡丹基因组中KCS基因的存在情况及其演化特征鲜有报道.从牡丹基因组中鉴定出13条KCS基因,蛋白质的氨基酸序列长度在274~967aa之间,它们编码的蛋白质中均含有3-Oxoacyl-[acyl-carrier-protein(ACP)]synthaseⅢC结构域和TypeⅢpolyketide synthase-like结构域.系统发育分析显示,牡丹KCS基因组成4个演化分支.同一演化分支或近缘演化分支中的KCS基因编码蛋白质的结构域和氨基酸基序相似,而演化关系较远演化分支中的基因结构差异较大.研究牡丹KCS基因的演化特征能进一步发掘牡丹KCS基因的功能,加深对其超长链脂肪酸合成机制的了解,为油用牡丹的分子遗传育种提供一定的理论指导.

德利用工程植物生产可生物降解的塑料

Agrieell Reporter 2003年40卷3期19页报道：已知利用编码β-酮硫解酶（pha A）、乙酰乙酰辅酶A还原酶（phaB）和3-羟基丁酸聚酯（PHB）合酶（pha C）的三种基因细菌（Ralstonia eutropha）的顺序性作用，可使其合成理化特性类似于人工合成聚合物的PHB。由于这种PHB可以生物降解，故认为其可用作工业上生产塑料的原材料。