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金线莲ArCRC基因的克隆、亚细胞定位和表达分析

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热带亚热带植物学报 2024年

作者：林江波邹晖黄惠明李和平戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所

为了解金线莲(Anoectochilus roxburghii) YABBY基因家族的CRABS CLAW (CRC)亚族基因在花和叶片发育中的功能，基于金线莲全长转录组数据RT-PCR克隆ArCRC基因，对其编码蛋白进行生物信息学、原核表达、亚细胞定位分析，采用qPCR技术对... 详细信息

为了解金线莲(Anoectochilus roxburghii) YABBY基因家族的CRABS CLAW (CRC)亚族基因在花和叶片发育中的功能，基于金线莲全长转录组数据RT-PCR克隆ArCRC基因，对其编码蛋白进行生物信息学、原核表达、亚细胞定位分析，采用qPCR技术对基因的表达模式进行分析。结果表明，金线莲ArCRC基因CDS长度为576 bp (GenBank登陆号: OR394646)，编码191个氨基酸，含有YABBY superfamily和HMG-box＿SF superfamily保守结构域，分子量为21.514 kD，理论等电点为9.16，不稳定系数41.12，属于不稳定蛋白。系统进化分析表明，ArCRC与水稻(Oryza sativa)的OsDL和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的AtCRC聚为一类，属于CRC亚家族，且定位在细胞核。SDS-PAGE电泳和Western blot结果表明，ArCRC基因可在大肠杆菌中成功诱导表达。qRT-PCR分析表明，ArCRC基因在花的表达量最高，其次是叶，且在叶片中脉的表达量显著高于叶片外缘，因此，推测ArCRC基因主要在花器官发育中发挥功能，同时还参与调控叶片中脉的发育。

关键词：金线莲 ArCRC基因转录因子基因克隆亚细胞定位基因表达分析

转录组和代谢组分析瘤菌根菌对铁皮石斛的促生机制

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热带亚热带植物学报 2023年第4期31卷 557-565页

作者：王伟英林江波邹晖戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所福建漳州363005

为筛选出促进铁皮石斛(Dendrobium officinale)生长的差异表达基因和差异代谢物,对瘤菌根菌与无菌盆栽铁皮石斛苗共生后形成的侧根根系进行转录组、代谢组和双组学联合分析。结果表明,转录组分析共找到262条差异表达基因富集到了35条通... 详细信息

为筛选出促进铁皮石斛(Dendrobium officinale)生长的差异表达基因和差异代谢物,对瘤菌根菌与无菌盆栽铁皮石斛苗共生后形成的侧根根系进行转录组、代谢组和双组学联合分析。结果表明,转录组分析共找到262条差异表达基因富集到了35条通路中,其中内质网蛋白质加工通路途径的差异基因最多,其次为氨基糖和核苷酸糖代谢通路。代谢组分析共检测出194个差异代谢物富集到33个KEGG通路中,其中代谢途径的差异代谢物最多有133个,其次为不同环境的微生物代谢途径的差异代谢物有70个。通过联合分析,有9个差异基因的差异表达导致丝氨酸、谷氨酸、D-甘露糖和激素等代谢物的积累量发生变化,这可能是瘤菌根菌促进铁皮石斛生长的重要原因。因此,推测瘤菌根菌促进铁皮石斛生长与氨基酸、糖、植物激素的积累及相关基因的表达变化有关。

关键词：铁皮石斛内生真菌转录组代谢组

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金线莲资源遗传多样性分析及耐热性评价

热带作物学报 2023年第12期44卷 2498-2505页

作者：李和平张树河林江波邹晖戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所福建漳州363005

金线莲(Anoectochilus roburghii)是具有极高经济价值的珍稀濒危兰科药用植物,高温是制约其广泛生产栽培的首要限制因子,选育耐热品种是抵御高温热害最经济有效的措施之一。本研究利用目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记技术对24份金... 详细信息

金线莲(Anoectochilus roburghii)是具有极高经济价值的珍稀濒危兰科药用植物,高温是制约其广泛生产栽培的首要限制因子,选育耐热品种是抵御高温热害最经济有效的措施之一。本研究利用目标起始密码子多态性(SCoT)分子标记技术对24份金线莲种质资源进行遗传多样性分析,并利用多元统计分析的方法对其中20份样本进行耐热性评价。遗传多样性分析结果显示:在遗传系数0.602水平上,可以把金线莲种质分成I和II两大类,I类分成A和B两个亚群,台湾金线莲(TJ)与其他资源遗传距离较远,单独归为II类;A亚群中除了W来源于云南,其他均为福建西北部收集的资源;B亚群主要来自闽南地区和广西。通过对20份金线莲资源5个生理参数测定,发现热处理后叶绿素含量和SOD活性明显下降,相对电导率明显升高,而丙二醛和可溶性蛋白含量热处理后各资源表现不一。利用多元统计分析方法进行耐热性初步评价,结果显示,TL、L1、A20、GZ1等4份资源较为耐热,TJ、HX、L、M、A21等5份资源不耐热。

关键词：金线莲 SCoT 遗传多样性耐热性

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5个不同品系迷迭香精油对金线莲尖孢镰刀菌的抑菌活性及GC-MS成分分析

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中国生物防治学报 2023年第4期39卷 950-960页

作者：李珊珊邹晖杨敏林江波戴艺民吴维坚福建省农业科学院亚热带农业研究所漳州363005

为探索迷迭香精油对金线莲尖孢镰刀菌的抑菌活性,通过水蒸汽蒸馏法提取5个不同品系迷迭香叶精油,菌丝生长抑制法测定精油对尖孢镰刀菌的抑菌活性。结果表明:5个品系的迷迭香精油均有一定的抑菌活性,其中匍匐迷迭香和粉花迷迭香精油的活... 详细信息

为探索迷迭香精油对金线莲尖孢镰刀菌的抑菌活性,通过水蒸汽蒸馏法提取5个不同品系迷迭香叶精油,菌丝生长抑制法测定精油对尖孢镰刀菌的抑菌活性。结果表明:5个品系的迷迭香精油均有一定的抑菌活性,其中匍匐迷迭香和粉花迷迭香精油的活性最强,在体积浓度分别为0.15%和0.25%时对金线莲尖孢镰刀菌的抑菌率在50%以上。通过气相色谱-质谱联用(Gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS)技术对5个品系迷迭香精油挥发性成分进行分析和比对,发现其中的樟脑、桉叶油醇和β-蒎烯在匍匐迷迭香和粉花迷迭香中的含量相对较高。

关键词：精油尖孢镰刀菌迷迭香抑菌活性

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金线莲甘露糖-1-磷酸尿苷转移酶基因的克隆与表达分析

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福建农业学报 2023年第5期38卷 537-544页

作者：李和平林江波黄惠明邹晖戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所福建漳州363005

【目的】甘露糖是金线莲多糖重要组成成分,对甘露糖-1-磷酸尿苷转移酶(GMP)基因进行克隆和基因表达调控分析,为进一步研究金线莲多糖的生物合成奠定基础。【方法】以梅花山金线莲植株为材料,克隆ArGMP基因的cDNA序列和基因组序列,利用... 详细信息

【目的】甘露糖是金线莲多糖重要组成成分,对甘露糖-1-磷酸尿苷转移酶(GMP)基因进行克隆和基因表达调控分析,为进一步研究金线莲多糖的生物合成奠定基础。【方法】以梅花山金线莲植株为材料,克隆ArGMP基因的cDNA序列和基因组序列,利用在线软件进行生物信息学分析,并对其基因表达调控模式进行qRTPCR分析。【结果】金线莲ArGMP基因ORF区序列长1086 bp,共编码361个氨基酸;基因组序列长度为1760 bp,含有3个内含子,GenBank登录号OQ030271。生物信息学分析表明:ArGMP蛋白是一种较稳定的、无跨膜结构的亲水蛋白,该蛋白与铁皮石斛、深圳拟兰、蝴蝶兰等兰科植物的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示:ArGMP基因在金线莲不同组织中的表达量差异显著,在花中的表达量最高;在不同种植温度处理条件下,25℃时表达量最高,高温严重抑制其表达;35℃高温处理不同时间显示,处理3 h后ArGMP基因表达量显著下降;而不同浓度NaCl胁迫处理对ArGMP基因表达基本无影响。【结论】克隆了甘露糖-1-磷酸尿苷转移酶基因的cDNA序列和基因组序列,发现该基因具有组织特异性表达的特点,且该基因受温度调控,而不受盐胁迫调控,这为进一步研究金线莲多糖生物合成调控机制奠定理论基础。

关键词：金线莲甘露糖-1-磷酸尿苷转移酶多糖基因表达

金线莲磷酸甘露糖变位酶基因的克隆与表达分析

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农业生物技术学报 2023年第11期31卷 2284-2293页

作者：李和平林江波黄惠明邹晖戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所

金线莲多糖是金线莲(Anoectochilus roxburghii)的主要药效成分之一。为了深入了解金线莲多糖的生物合成途径，本研究对该途径中的磷酸甘露糖变位酶(phosphomannomutase, PMM)基因进行克隆和原核表达，并进行理化性质、结构特点、亚细... 详细信息

金线莲多糖是金线莲(Anoectochilus roxburghii)的主要药效成分之一。为了深入了解金线莲多糖的生物合成途径，本研究对该途径中的磷酸甘露糖变位酶(phosphomannomutase, PMM)基因进行克隆和原核表达，并进行理化性质、结构特点、亚细胞定位和基因表达调控分析。结果显示，ArPMM基因ORF区序列长759 bp，共编码252个氨基酸，原核表达的融合蛋白分子量为30.75 kD。生物信息学预测该蛋白属于卤酸脱卤酶(haloacid dehalogenase, HAD)超家族成员，是一种稳定的、不具有信号肽和跨膜结构的亲水蛋白。PMM蛋白在前人研究中均定位于细胞质，而本研究通过植物瞬时表达的亚细胞定位分析发现，ArPMM蛋白定位于细胞核。系统进化树分析发现，ArPMM蛋白与铁皮石斛(Dendrobium officinale)、霍山石斛(D. huoshanense)、蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)等兰科植物亲缘关系较近。基因表达分析发现，ArPMM基因在金线莲不同组织中均有表达，在花中的相对表达量最高，茎中最低；ArPMM基因受盐胁迫影响上调表达，推测其可能催化甘露糖-1-磷酸向甘露糖-6-磷酸转化；同时，温度对该基因也有调控作用，高温和低温均抑制其表达，且对高温处理反应灵敏。本研究为深入开展PMM基因参与甘露糖代谢途径的相关研究提供基础资料。

关键词：金线莲磷酸甘露糖变位酶(PMM) 基因克隆亚细胞定位表达调控

福建6个香牙蕉品种(品系)后熟过程中挥发性风味成分的变化

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中国果树 2023年第11期 61-69,80页

作者：张帅吴水金林宝妹李海明吴妙鸿戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所漳州363005

采用顶空-气相色谱-质谱联用技术(HS-GC-MS/MS)鉴定福建省6个香牙蕉品种(品系)在不同后熟时间的挥发性风味成分,结合主成分分析(PCA)法和相对气味活度值(ROAV)法评价香牙蕉的香气特征。结果表明:6个香牙蕉品种(品系)在后熟过程中共检测... 详细信息

采用顶空-气相色谱-质谱联用技术(HS-GC-MS/MS)鉴定福建省6个香牙蕉品种(品系)在不同后熟时间的挥发性风味成分,结合主成分分析(PCA)法和相对气味活度值(ROAV)法评价香牙蕉的香气特征。结果表明:6个香牙蕉品种(品系)在后熟过程中共检测到36种挥发性风味成分;成熟度对挥发性风味成分的种类和相对含量均有显著影响;随着成熟度升高,醛类成分相对含量先升高后持续下降,酯类成分在后熟第7 d时检出并持续升高,后熟至第10 d时为86.02%~92.32%;(E)-2-壬烯醛、反-2-,顺-6-壬二烯醛、正己醛、2-正戊基呋喃、反-2-己烯醛是青香蕉中的关键香气成分,丁酸异戊酯、1-甲基乙酸丁酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯是黄香蕉中的关键香气成分;醇类、酮类成分相对含量较低且对香牙蕉整体香气无影响。探析福建省香牙蕉挥发性风味成分特点,补充了青香蕉风味成分数据库,为香牙蕉育种、贮藏保鲜及加工利用提供参考。

关键词：香牙蕉后熟挥发性风味成分主成分分析相对气味活度值

中国水仙NtPLATZ1正、反义植物表达载体构建及转化烟草的研究

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园艺学报 2017年第12期44卷 2399-2407页

作者：王伟英李海明戴艺民林江波福建省农业科学院亚热带农业研究所福建漳州363005

通过构建中国水仙锌指蛋白基因NtPLATZ1正义和反义两种植物表达载体,并用冻融法将其导入农杆菌EHA105菌株,介导遗传转化烟草,对遗传转化的烟草再生植株进行PCR-Southernblot和RT-PCR检测,研究NtPLATZ1的功能。结果表明成功将NtPLATZ1转... 详细信息

通过构建中国水仙锌指蛋白基因NtPLATZ1正义和反义两种植物表达载体,并用冻融法将其导入农杆菌EHA105菌株,介导遗传转化烟草,对遗传转化的烟草再生植株进行PCR-Southernblot和RT-PCR检测,研究NtPLATZ1的功能。结果表明成功将NtPLATZ1转化烟草,获得5株阳性转基因植株。NtPLATZ1在转基因烟草中过表达能抑制烟草的生长,抑制表达可促进烟草生长。

关键词：中国水仙 NtPLATZ1 表达载体遗传转化烟草

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铁皮石斛DoSMT2基因的功能分析

西北植物学报 2021年第4期41卷 558-564页

作者：林江波王伟英邹晖戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所福建漳州363005

为了揭示铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇C-24甲基转移酶2基因(DoSMT2)在甾醇代谢过程的功能,该研究通过根癌农杆菌介导法将来源于铁皮石斛的DoSMT2基因转化烟草(Nicotiana tabacum),并采用qRT-PCR技术检测DoSMT2基因在转基因烟草... 详细信息

为了揭示铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇C-24甲基转移酶2基因(DoSMT2)在甾醇代谢过程的功能,该研究通过根癌农杆菌介导法将来源于铁皮石斛的DoSMT2基因转化烟草(Nicotiana tabacum),并采用qRT-PCR技术检测DoSMT2基因在转基因烟草叶片中的表达,采用气相色谱质谱法分析菜油甾醇和谷甾醇的含量。结果显示:(1)成功获得DoSMT2基因的开放阅读框(1119 bp),并成功构建正义植物表达载体质粒pCXSN-DoSMT2,经农杆菌介导的烟草叶盘转化法转化烟草并鉴定,获得4株阳性转基因烟草植株。(2)Southern blot结果表明,4株转基因烟草植株都有1条杂交信号带,而非转基因烟草植株没有,说明外源DoSMT2基因都以单拷贝整合到4株转基因烟草基因组中。(3)qRT-PCR检测显示,非转基因烟草未检测到外源DoSMT2基因的表达,4株转基因烟草都能检测到DoSMT2基因的表达,且表达水平差异极显著,各株系表达量高低依次为P3>P1>P2(P4)。(4)气相色谱质谱分析显示,转DoSMT2基因烟草叶片的菜油甾醇含量均极显著低于非转基因烟草叶片,而谷甾醇含量均极显著高于非转基因烟草叶片。研究表明,DoSMT2具有催化24-亚甲基胆甾烯醇转化形成24-亚乙基胆甾烯醇活性。

关键词：铁皮石斛甾醇C-24甲基转移酶烟草遗传转化功能