红巴梨f3h基因的克隆及植物表达载体的构建

以成熟红巴梨果皮的总 RNA为模板,根据仁果类果树的 f3h基因的保守序列设计引物,利用 RT PCR方法从果皮中克隆出花青素生成相关基因 f3h基因的全长 cDNA,并将该片段连接到 pGEM T easy载体中。核苷酸序列测定表明,该基因全长1 095 bp,与苹果的f3h基因同源性高达92%,与矮牵牛相似系数达83%,与拟南芥相似系数达到82%。利用EcoRⅤ和BglⅡ对重组质粒进行酶切,回收 1 095 bp条带,并将其连接到 pBI121载体上,通过抗性筛选和PCR检测,证实了f3h基因已经构建到植物表达载体 pBI121上。

红苞凤梨AbF3′5′H基因上游调控因子筛选

颜色是观赏植物最重要的性状之一,也是当前观赏园艺育种的一个重要方向。为研究红苞凤梨红蓝色彩的呈现机制,初步分析金边红苞凤梨(Ananas comosus var.bracteatus)不同组织中花青素种类与含量,用AbF3′5′H基因启动子构建诱饵载体,利用酵母单杂交(Y1H)文库筛选其上游调控转录因子;并采用酵母单杂交验证技术,验证筛选出的转录因子与AbF3′5′H启动子的互作关系。结果表明:花青素的种类组成和相对比例决定了组织的颜色性状,AbF3′5′H是花青素合成途径种类分支的关键基因,在花青素种类组成与相对比例调控中具有重要作用;AbBTB/POZ、AbHSP81-1和AbGLOX能够与AbF3′5′H的启动子结合而调控其转录,可能在红苞凤梨花青素合成代谢调控中发挥重要作用。研究结果对于进一步揭示红苞凤梨花青素合成代谢调控机理,研究红苞凤梨呈色机理,培育叶色新品种有着重要的理论和实践意义。

山茶属三个F3H基因的分子特性、系统进化及蛋白结构差异分析

黄烷酮3-羟化酶基因(flavanone 3-hydroxylase,F3H)在植物花青素合成途径中发挥重要作用,可作为山茶花色遗传育种的候选基因。本研究在前期从Gen Bank数据库中筛选得到白花茶树CsF3H、黄花金花茶CnF3H和红花浙江红山茶CcF3H三个基因。然而,它们的分子遗传与变异信息仍然缺乏,不利于最大正向效应基因的选择利用。本研究系统探讨了CsF3H、CnF3H和CcF3H基因的分子特征、系统进化和蛋白三维结构。结果发现CsF3H、CnF3H和CcF3H三者之间存在高度序列多样性,共含37个核苷酸和9个氨基酸差异,且与CsF3H和CnF3H相比,CcF3H序列发生了更多的变异。系统进化结果表明CsF3H、CnF3H和CcF3H蛋白与猕猴桃AcF3H具有共同祖先,但在后期进化过程中,CcF3H率先与CsF3H和CnF3H二者发生分化。序列比对和保守结构域分析发现CsF3H、CnF3H和CcF3H蛋白均含有一个保守的依赖2-酮戊二酸和二价铁离子的双加氧酶超家族特征区域,该区域内的组氨酸H^(218)和H^(276)以及天冬氨酸D220是Fe^(2+)结合位点,精氨酸R^(286)和丝氨酸S^(288)是2-酮戊二酸的重要结合位点。本研究还发现了3个茶属F3H蛋白的保守结构域中存在一个差异位点,与CsF3H和CnF3H第200位异亮氨酸I200相比,CcF3H对应氨基酸变异为缬氨酸V^(200),Web logo3.4分析揭示V200在植物F3H蛋白中更为保守。空间结构分析显示CcF3H中氨基酸V~(200的替换导致它和赖氨酸K197的分子作用力增强。本研究结果表明CcF3H是更为保守的植物F3H蛋白,缬氨酸V200可能是一个重要的功能位点。上述研究也为山茶属F3H基因提供了新的信息,为今后选择CcF3H基因作为山茶花色育种最适候选基因提供了理论支撑。

长叶红砂黄烷酮-3-羟基转移酶3基因(RtF3H3)的克隆、表达分析及酵母表达载体的构建

黄烷酮-3-羟基转移酶(F3H)是植物黄酮合成途径上游的一个关键酶,它催化黄烷酮C3位羟化,形成二氢黄酮醇。构建长叶红砂Rt F3H3基因酵母表达载体,为进一步研究Rt F3H3基因功能奠定基础。基于高通量转录组测序结果,利用RT-PCR技术克隆获得长叶红砂F3H3(Rt F3H3,GenBank登录号LC055546)基因,其开放阅读框长1 014 bp,编码338个氨基酸,推测蛋白分子量为38.46 k Da,理论等电点为5.7。通过定量RT-PCR研究发现,Rt F3H3在茎中表达量较高,在根和叶中表达量较低。不同程度Na Cl(100,300,500 mmol/L)和不同时间UV(12,24,36 h)胁迫都能诱导Rt F3H3基因表达量升高。另外,构建了Rt F3H3基因酵母表达载体,为进一步研究Rt F3H3基因功能奠定基础。

红巴梨果实花青素生成相关基因f3h全长片段的克隆

利用 RT-PCR方法从红巴梨成熟果皮中克隆出花青素生成相关基因 f3 h的全长片段 (1 0 95 bp) .核苷酸序列测定表明 ,该基因与苹果的 f 3 h基因同源性高达 97% .

矮牵牛F3′5′H基因的克隆及其在不同着色花药中的表达

通过品种间杂交和后代筛选,从模式植物矮牵牛中筛选出具有蓝花冠蓝花药的稳定株系。为了明确蓝色花药形成的分子机制,对蓝色花色素苷合成途径中的关键酶黄烷酮3′,5′-羟化酶(F3′5′H)进行研究,比较不同花药着色的矮牵牛植株中,F3′5′H基因组DNA的PCR扩增模式、基因组序列,以及花发育第3阶段的花药组织中基因表达差异。结果表明,蓝色花药植株与对照材料间的F3′5′H基因组DNA扩增模式基本相同,都存在两个基因编码位点Hf1和Hf2。在蓝色花药植株中,Hf1位点扩增出两个片段,一个与已公布的Hf1的序列完全一致,另一个是不能编码完整蛋白的假基因;Hf2基因位点也扩增出两个基因片段,其中有一个片段的5′-末端序列与已公布的Hf2序列有96%同源性,另一个是非特异性扩增产物。此外,Hf1基因可以在花药组织中表达,但仅在蓝色花药中有转录,而Hf2基因在花药组织中没有表达。根据上述结果认为,矮牵牛植株中,编码F3′5′H的Hf1基因与蓝色花药的形成相关,这一结论为进一步揭示矮牵牛蓝色花药形成的分子机制奠定了基础。

根癌农杆菌介导反义F3'H基因对矮牵牛的遗传转化

以矮牵牛无菌苗叶片作为转化受体材料,建立并优化了农杆菌介导的矮牵牛遗传转化体系。通过农杆菌介导法将水稻反义类黄酮3'-羟化酶基因(F3'H)转入矮牵牛中,抗性植株经PCR检测均为阳性植株,初步表明反义F3'H基因已整合到矮牵牛基因组中;对阳性植株进行半定量RT-PCR检测,与非转基因植株相比,阳性植株中F3'H基因的表达减弱,表明导入的反义F3'H基因抑制了内源基因的表达。

矮牵牛花特异表达启动子PchsA的克隆及蓝色基因F3′5′H表达载体的构建

[目的]克隆花特异表达启动子PchsA,将此启动子与蓝色基因"F3′5′H"构建新的表达载体,拟以该启动子驱动"F3′5′H"在其他花色中特异表达。[方法]根据GenBank报道的矮牵牛启动子的序列设计并合成一对特异引物,以蓝紫色矮牵牛总DNA为模板,用PCR仪扩增目的片段。[结果]PCR扩增出的启动子DNA片段长约550 bp,回收后连接到PGM-T质粒载体上,经转化、筛选确定重组子,酶切鉴定后送上海生工生物工程公司测序,得到片段长度为553 bp。经DNAMAN软件分析和GenBank上BLAST序列比对,显示序列与已报道序列同源性为98.55%。应用pcgene软件进行序列分析,结果表明试验克隆的启动子含有启动子所必须的所有调控元件,这与报道的序列基本一致。[结论]试验成功地克隆了CHSA启动子并将其与"F3′5′H"构建成能够在植物中进行遗传转化的表达载体,为培育新型花色新品种奠定了基础。

滁菊f3'h基因启动子的克隆及分析

为探明滁菊类黄酮3'-羟化酶(F3'H)基因在类黄酮物质合成过程中的作用,基于本实验室已经获得滁菊f3'h编码基因的基础上,采用Genome Walking技术,克隆了1 348 bp的启动子,序列分析表明,该启动子片段除含有真核生物启动子核心元件TATA-Box等外,还含有参与脱落酸响应(ABRE)元件以及G-Box等参与光响应单元、植物激素响应单元件植物防御和逆境胁迫应答元件、以及环境因素等多个顺式调控元件。该基因启动子的克隆及其初步分析将为深入研究f3'h基因在滁菊类黄酮合成中的分子机制提供参考、为开发滁菊分子育种提供有效基因原件,以及为今后利用生物技术手段提高滁菊黄酮含量奠定基础。

石榴F3’H基因PCR反应体系的研究

从石榴(Punica granatum L.)泰山红品种的花瓣中提取总RNA并反转录得到cDNA。设计简并引物对石榴类黄酮3’-羟化酶(F3’H)基因进行PCR扩增,筛选合适的引物及退火温度。结果表明,适合石榴F3’H基因扩增的正反向引物分别为5′-CGTNGAYGTBGTBGTBGCSKCVTC-3′,5′-TCHCCDGCWATG-GCCCAHAYRTT-3′。PCR反应程序为94℃预变性5 min;94℃变性40 s,54℃退火45 s,72℃延伸60 s,共35个循环;72℃保温10 min。

大豆F3’H基因植物表达载体的构建及拟南芥的遗传转化

通过RT-PCR方法扩增了大豆F3’H基因并构建含大豆荚皮绒毛色基因的重组质粒pBI121/F3’H的植物表达载体,转化到根癌农杆菌LBA4404菌株中形成工程菌株,通过根癌农杆菌介导的方法转化拟南芥。为进一步研究大豆荚皮绒毛色基因(F3’H)作为植物基因工程的报告基因的可能性奠定基础。

黑果枸杞及其白色果实F3′5′H基因启动子克隆及活性分析

通过3次染色体步移克隆出黑果枸杞及其白化果实F3′5′H基因的启动子片段并测序。分析发现2个启动子序列的同源性高达90.3%,对启动子序列进行预测,发现两者中均具有TATA-Box、CAAT-Box、TCrich repeats、WUN-motif、Sp1、Box I、G-box、skin-1motif及ARE元件。另外在黑果枸杞启动子中预测到与茉莉酸甲酯响应相关的元件TGACG-motif,而在黑果枸杞白化果实启动子中没有预测到。将2个启动子片段与GUS报告基因融合构建植物表达载体,利用农杆菌介导的瞬时转化法转化烟草叶片,通过组织化学染色来确定启动子的启动活性。结果表明2个启动子均具有启动活性,利用荧光定量对2个启动子所驱动的GUS基因的表达量进行了分析,结果表明黑果枸杞启动子所驱动的GUS基因的表达量是黑果枸杞白化果实的3.09倍。

调控观赏植物花色的类黄酮3′羟化酶基因研究进展

综述了类黄酮3′羟化酶基因(F3′H)调控观赏植物花色的分子机理及近年来的研究进展,总结了类黄酮生物合成途径中F3′H的作用,F3′H基因的分离克隆及鉴定方法、表达模式及其对花色的影响,并提出未来研究的展望,以期为进一步明确F3′H基因调控花色的分子机理研究以及可能的花色定向育种提供参考。

中华猕猴桃黄烷酮3-羟化酶基因克隆及其生物信息学分析

黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)是类黄酮代谢的关键酶。为进一步了解F3H基因在中华猕猴桃(Actinidia chinensis)中的生物学作用,本研究以中华猕猴桃果实为材料,采取RT-PCR技术克隆了中华猕猴桃F3H基因的cDNA序列。序列分析结果表明,中华猕猴桃F3H基因cDNA包括一个含有1 101个核苷酸的开放阅读框,可编码366个氨基酸。多序列比对与系统进化树分析显示,中华猕猴桃F3H蛋白氨基酸序列与其他植物F3H蛋白氨基酸序列具有较高的同源性,其中包含5个保守基序。二级结构预测表明,α-螺旋是中华猕猴桃F3H蛋白最主要的结构元件。三维结构预测表明,中华猕猴桃F3H蛋白具有植物F3H蛋白典型结构,即铁离子结合位点及2-酮戊二酸结合位点。研究结果为进一步了解F3H基因在中华猕猴桃中的结构和功能提供了基础数据。

斑地锦黄烷酮-3-羟化酶基因及启动子的克隆与分析

该研究以斑地锦茎叶为材料,利用同源克隆结合RACE和Tail-PCR法,克隆了1个黄烷酮-3-羟化酶(F3H)基因,命名为EmF3H(GenBank登录号为MW767838),其ORF区为1092 bp,编码364个氨基酸。生物信息学分析显示,EmF3H蛋白相对分子质量为40.93 kD,等电点为5.47,属于2-酮戊二酸铁依赖的双加氧酶超家族,其氨基酸序列与油桐的序列相似性为85.5%,在系统进化上为相对独立的一个分支。采用Tail-PCR法获得1604 bp的EmF3H启动子序列,分析发现其内含TAAT-box、CAAT-box等序列和G-box等光反应元件。qRT-PCR结果表明,EmF3H基因在不同生长期各组织中均有表达,其中花期的根和果期的果实中表达水平最高。此结果为进一步研究EmF3H基因表达调控奠定了基础,也为完善斑地锦槲皮素生物合成途径提供了新思路。

滇水金凤黄烷酮3-羟化酶基因(IuF3H)的克隆及表达分析

为探究黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase, F3H)基因对滇水金凤(Impatiens uliginosa)花色的调控机制。本研究以红色滇水金凤花器官为试验材料,通过RT-PCR及RACE技术分离克隆F3H基因,发现其c DNA序列全长1 104 bp,编码367 aa,故命名为Iu F3H;同时通过氨基酸比对发现其蛋白与其他植物F3H蛋白同源性较高,约为78.91%,说明F3H基因具有较高的保守性;通过进一步克隆其g DNA序列,发现其全长为1 221 bp,其中包含3个外显子和2个内含子。q RT-PCR结果显示,Iu F3H基因在4种不同花色滇水金凤及其不同发育阶段均有不同程度的表达,其中以深红色的始花期表达量最高,粉红色的盛花期表达量最低。本研究结果表明,Iu F3H基因参与了相关色素生物合成,同时可能在滇水金凤花色素合成中具有关键作用,本研究为探讨Iu F3H基因在4种不同颜色滇水金凤中的分子机制提供数据参考。

大叶蛇葡萄类黄酮-3'-羟化酶基因(F3'H)的克隆及生物信息学分析

类黄酮-3’-羟化酶(F3’H)是黄酮化合物生物合成过程中的关键酶之一,本研究从大叶蛇葡萄转录组数据库中筛选出类黄酮-3’-羟化酶基因(F3’H),利用RT-PCR等技术克隆了其全长序列,并分析F3’H基因编码蛋白的理化性质和结构特征。结果表明,该序列全长为1718 bp,开放阅读框(ORF)长度为1530 bp,相对分子质量为55.89 kD,编码509个氨基酸,等电点为7.3,分子式为C2(513)H3974N696O705S21,不稳定指数为38.26,为稳定蛋白;脂肪族指数为96.42,总平均疏水性为-0.004,为亲水性蛋白;具有多个磷酸化位点,有信号肽,存在一个跨膜区,亚细胞定位于内质网膜,二级结构以α-螺旋为主。系统进化分析和多重序列比对表明该序列与藤茶的亲缘关系最近。密码子偏性分析表明该基因以G/C结尾的密码子使用频率较高,最适合该基因的异源表达宿主是大肠杆菌。本研究结果为进一步研究大叶蛇葡萄F3’H蛋白功能,以及揭示该植物中具生物活性的黄酮类成分的生物合成机制提供了一定的基础。

BRYANT-LI-BHOJ神经发育综合征2型1例并文献复习

回顾性分析2022年10月在南京医科大学附属儿童医院康复医学科确诊的1例BRYANT-LI-BHOJ神经发育综合征2型(BRYLIB2)患儿临床资料。患儿,女,7月龄,因"发现运动发育落后6个月"就诊,主要表现为四肢肌张力低,竖头困难,追视、追听欠佳,逗笑欠佳,腭裂伴呼吸困难及喂养困难,临床诊断为全面性发育迟缓。全外显子测序显示患儿H3F3B基因新发杂合突变c.11(exon2)C>T,生物信息学分析提示该突变有害。结合既往文献及本例研究,结果显示患儿均表现发育迟缓,考虑为H3F3B基因突变导致的氨基酸序列改变,致使H3.3蛋白中翻译后修饰出现改变,从而引发患儿表观症状。本例为国内首次报道的BRYLIB2病例,丰富了H3F3B基因的变异谱和临床表型谱,为该病的临床诊疗及后续研究提供了基础。

转基因康乃馨两种类黄酮-3',5'-羟化酶基因检测方法的建立

康乃馨(Dianthus caryophyllus L.)是全球贸易量最大的鲜切花之一。转基因康乃馨因颜色新奇、花型丰富、插瓶期长等特点深受消费者喜爱。现有19个转基因康乃馨品系列入全球商业化种植,其中18个品系因转入了类黄酮-3’,5’-羟化酶(flavonoid-3’,5’-hydroxylase,F3’5’H)基因而产生了蓝紫色花瓣的性状。18个品系转入的F3’5’H基因中11个来源于大花三色堇(bp40基因),还有7个来源于矮牵牛(hf1基因)。我国目前没有批准转基因康乃馨进口,更缺乏相关检测方法。建立转基因康乃馨外源基因筛查方法,用以防范转基因康乃馨种苗、鲜切花等非法进入我国显得至关重要。本研究针对转基因康乃馨中最常见的两种不同来源F3’5’H基因,建立了普通PCR和实时荧光PCR检测方法,构建了适于两个基因检测的质粒分子,并将这两种方法应用于进境产品检测。结果表明,建立的bp40基因和hf1基因检测方法均具有特异性,普通PCR方法的检测下限(LOD)可分别达到25拷贝和12.5拷贝,实时荧光PCR方法的LOD均为10拷贝,在进境康乃馨种苗等样品中未检出该基因。综上,本研究建立的两种F3’5’H基因检测方法适用于康乃馨及其来源产品的转基因筛查检测,为防止未经我国批准的转基因产品非法进入我国提供有效的技术支撑。

多中心骨巨细胞瘤1例

患者男性,22岁。2017年5月无明显诱因出现左膝间歇性疼痛,之后症状逐渐加重伴左膝关节活动受限。2017年9月19日就诊于云南省肿瘤医院,CT检查(图1)示:左侧胫骨近端膨胀性骨质破坏并周围软组织肿块形成,其内密度不均并见多发条状分隔、骨嵴影;软组织肿块突破骨皮质,突向周围肌肉内。增强后肿块边缘区域呈明显强化,中心区域呈低密度无强化,病变上缘达胫骨平台关节面下,左股骨远端关节面下多发小斑片状、点状、小囊状骨质密度减低区,多数边缘模糊。