七彩红竹查尔酮异构酶基因IhCHI1的克隆与表达分析

查尔酮异构酶(CHI)是花青素生物合成过程中重要的结构基因。本项实验根据转录组数据设计的特异引物,利用RT-PCR方法成功从七彩红竹红色幼茎中克隆到七彩红竹的查尔酮异构酶基因IhCHI1(GenBank登录号为KJ477333)。序列分析结果表明,IhCHI1包含完整的cDNA开放阅读框(ORF),由690 bp组成,编码229个氨基酸。Blast比对结果显示,该蛋白属于CHI家族蛋白;系统进化分析结果显示,七彩红竹与禾本科植物水稻、玉米等亲缘关系较近;利用RT-PCR方法对IhCHI1基因在不同组织中表达情况进行分析,结果表明,IhCHI1在七彩红竹的红色幼秆中表达量最高。

七彩红竹中类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因的克隆及功能分析

类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶(Flavonoid-3-O-glucosyltransferase,3GT)是花青苷(Anthocyanins)生物合成途径中的关键酶,它主要负责将不稳定的花色素转变为稳定的花色素苷,虽然目前已经从其他植物中克隆获得类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶,但是对竹子中的类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶并不清楚。该文以产生花青素的七彩红竹(Indosasa hispida Mc Clure cv.Rainbow)为材料,首先通过3GT的同源比对后设计3GT基因特异引物,获得3GT基因片段;然后运用RT-PCR及RACE技术从七彩红竹茎中克隆得到完整的3GT基因(Ih3GT)。结果表明:Ih3GT基因的c DNA全长序列为1 730 bp,含有1个1 425 bp的开放阅读框(ORF),编码474个氨基酸;系统进化分析显示,七彩红竹3GT与其他禾本科植物的3GT聚类到同一个分支;该基因推断的蛋白与水稻(Oryza sativa)3GT蛋白的相似性为69%,与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)3GT的相似性为67%;经氨基酸序列比对,推断七彩红竹3GT含有糖基转移酶基因家族特有的结构域PSPG-box;半定量PCR的结果显示,七彩红竹3GT基因在微红的幼茎中大量表达,而在其他组织中并不表达,说明Ih3GT具有组织表达特异性。该结果为今后深入研究七彩红竹花色苷的形成机理、鉴定Ih3GT酶活性以及利用Ih3GT基因培育竹子新品种奠定了基础。

七彩红竹查尔酮合成酶IhCHS1基因的克隆与分析

通过已报道查尔酮合成酶基因的保守序列设计特异引物,扩增得到七彩红竹(Indosasa hispida cv.rainbow)查尔酮合成酶(Chalcone Synthase,CHS)基因片段,再以RACE法获得CHS基因全长cDNA序列。该cDNA全长1953 bp,含1542 bp的开放阅读框,编码含513个氨基酸残基的蛋白质。多序列比对结果表明IhCHS1推断的蛋白与节节麦(Aegilops tauschii)等禾本科植物的CHS相似性在87%以上,临位法构建系统发生树显示IhCHS1与禾本科植物CHS亲缘关系较近。RT-PCR结果显示IhCHS1在幼嫩红秆中大量表达。

七彩红竹MYB转录因子基因的克隆与分析

MYB基因是最大的植物转录因子家族成员之一,在植物次生代谢、生长及发育过程中发挥着重要作用。利用RACE方法,从七彩红竹中克隆得到1个与MYB同源的基因,命名为Ih MYB4,并利用RTPCR检测Ih MYB4在不同组织部分表达情况。序列分析表明:Ih MYB4序列全长1044 bp,编码347个氨基酸,该蛋白含有2个MYB功能结构域,属于R2R3-MYB家族。系统进化分析表明:Ih MYB4蛋白可能是一类参与花青素生物合成调控相关的蛋白。RT-PCR检测表明Ih MYB4只有在微红的幼嫩竹秆中才表达,说明Ih MYB4参与七彩红竹中花青素生物合成的调控。

七彩红竹IhCCR-1基因的克隆与分析

肉桂酰辅酶A还原酶(Cinnamoyl-CoA reductase,CCR)是苯丙烷类代谢途径中的关键酶,在七彩红竹木质素和花青素合成代谢流向中起重要作用。依据七彩红竹转录组数据设计特异引物,采用反转录PCR技术从七彩红竹中克隆得到一个新的CCR基因的全长cDNA序列,命名为IhCCR-1(登录号:KP271440)。结果表明,该基因全长cDNA为1 038 bp,编码345个氨基酸的蛋白质,属于酸性稳定蛋白,不存在信号肽,为非分泌蛋白;IhCCR-1蛋白具有保守的KNWYCYGK催化位点,属于NADB-Rossmann超家族,相对分子量为37.61 kDa;Ih CCR-1与其他植物的CCR具有较高的亲缘关系。研究结果将为进一步研究七彩红竹木质素产生的分子机理和综合开发利用奠定基础。

七彩虹竹4-香豆酸辅酶A连接酶基因(Ih4CL)的克隆及功能分析

4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)是苯丙烷类代谢途径的关键酶,在上游调控木质素代谢、黄酮代谢。本研究根据转录组数据设计的1对特异引物,采用逆转录PCR(RT-PCR)方法从七彩红竹1年生红秆中克隆到4-香豆酸辅酶A连接酶基因Ih4CL,该基因包含1 677bp完整的c DNA开放阅读框,编码558个氨基酸;生物信息学方法对Ih4CL编码的氨基酸蛋白序列进行的分析表明,Ih4CL与禾本科植物4CL蛋白具有较近的亲缘关系,其中与短花药野生稻的同源性达88%;荧光定量PCR检测结果显示Ih4CL基因在七彩红竹的嫩叶中的表达量明显低于茎秆中的表达量。

‘七彩红竹’品种名称的规范与修订

‘七彩红竹’Indosasa hispida‘Rainbow’是由蒲竹仔I.hispida McClure引种、选育而成的竹子新品种。该竹因秆中下部呈现不同程度的红色至紫红色、叶具白色至淡黄色纵条纹而极具园林观赏价值,深受人们喜爱。但是随着社会关注度的提升,关于七彩红竹陆续涌现出不少相关的文献记录或论文资料,所使用的品种名称随意性较大,混乱异常。文章根据国际栽培植物命名法规对七彩红竹的名称进行规范和修订,以利后续研究和应用。

云南红竹栽培技术试验

云南红竹(Indosasa hispida‘Fumin’)是一种优良的园林绿化竹种,具有较高的市场开发价值。文章试验研究了云南红竹的栽培技术,结果表明:竹苗移栽时用HC复合生长素处理根系、栽植穴施有机肥10 kg/穴、苗木带土球30~40 cm,苗木栽植后成活率及生长情况较好;苗木移栽后至1年半期间,生长最快,1年半后基本成林。

七彩红竹育苗技术

文章总结了近年来在七彩红竹繁育方面积累的经验;详细介绍了竹鞭扦插育苗技术、盆栽育鞭技术和分蔸育苗技术;指出盆栽育鞭繁殖技术可用于规模化育苗。

七彩红竹二氢黄酮醇4-还原酶基因IhDFR1的克隆及表达分析

二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)是植物花色素苷合成途径中的关键酶,在植物花色的形成过程中起重要作用。依据七彩红竹转录组数据设计特异引物,采用RT-PCR技术从七彩红竹中克隆获得了一个新的DFR基因cDNA全长,命名为IhDFR1(登录号为KF728205)。序列分析结果表明,IhDFR1基因cDNA全长945 bp,编码314个氨基酸。生物信息学预测显示,该基因编码的蛋白具有典型的DFR蛋白功能结构域,存在2个特异结合位点,属于非Asn/Asp型DFR酶,与禾本科植物中的DFR具有较高的相似性。对不同发育时期七彩红竹的IhDFR1基因进行时空表达的结果显示,只有在竹秆颜色呈现红紫色时,IhDFR1基因才有表达。以上结果初步显示IhDFR1蛋白可能作为一个重要的酶参与竹秆花色素苷的代谢调控,同时为进一步研究七彩红竹花色素苷产生的分子机理和综合开发利用奠定了基础。