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党参不同组织化学成分分布及转录组学分析

中国实验方剂学杂志 2023年第18期29卷 117-125页

作者：吉姣姣戴俊利李建宽曹玲亚熊馨高建平山西医科大学药学院太原030000

目的:分析党参不同组织转录组特征,解析党参根中活性成分积累的遗传基础,为党参的高品质生产与种植提供理论依据。方法:选取盛花期党参根、茎、叶、花不同组织为实验材料,采用高效液相色谱法(HPLC)检测党参苷Ⅰ、党参炔苷、苍术内酯Ⅲ含... 详细信息

目的:分析党参不同组织转录组特征,解析党参根中活性成分积累的遗传基础,为党参的高品质生产与种植提供理论依据。方法:选取盛花期党参根、茎、叶、花不同组织为实验材料,采用高效液相色谱法(HPLC)检测党参苷Ⅰ、党参炔苷、苍术内酯Ⅲ含量,利用RNA-Seq对不同组织进行转录组测序,通过基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)数据库富集分析筛选分析差异表达基因,探讨党参不同组织化学成分分布特征及转录谱特征。结果:党参根中党参多糖及党参苷Ⅰ含量显著高于其他各组织。党参根转录谱与茎、叶、花存在显著差异,差异基因表达聚类分析、GO、KEGG富集分析发现差异基因主要富集在黄酮类、苯丙烷类生物合成、蔗糖淀粉代谢、植物激素信号传导、植物病原菌互作、MAPK级联信号传递、三磷酸腺苷结合转运盒(ABC)转运蛋白等途径。苯丙烷类化合物生物合成相关基因在根、花中表达量显著上调,ABC转运蛋白则多在花中高表达,党参多糖合成关键酶基因蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶(1-SST)、果聚糖1-外切水解酶(1-Feh)及大量与次生代谢产物积累密切相关的胁迫响应基因等在党参根中显著上调表达。结论:党参根中活性成分含量与转录谱特征与茎、叶、花等组织存在显著差异,表现出组织特异性,同时胁迫响应相关基因及活性成分菊粉型果聚糖、苯丙烷类化合物合成相关基因在根中表达上调。

关键词：党参组织分布转录组学活性成分基因代谢途径

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党参CpPMI基因的克隆与表达分析

分子植物育种 2022年

作者：王亚榕姜峰王晓林吉姣姣曹守波冯琪高建平山西医科大学药学院

磷酸甘露糖异构酶1(phosphomannose isomerase， PMI1)催化果糖-6-磷酸(Fru-6-P)与甘露糖-6-磷酸(Man-6-P)之间的转化反应，参与党参多糖合成前体物质GDP-甘露糖的合成，在多糖合成中发挥重要作用。本研究依据党参Codonopsis pilosula... 详细信息

磷酸甘露糖异构酶1(phosphomannose isomerase， PMI1)催化果糖-6-磷酸(Fru-6-P)与甘露糖-6-磷酸(Man-6-P)之间的转化反应，参与党参多糖合成前体物质GDP-甘露糖的合成，在多糖合成中发挥重要作用。本研究依据党参Codonopsis pilosula转录组数据中PMI1基因序列信息，设计特异性引物，克隆得到了党参PMI1基因全长，命名为CpPMI1。通过生物信息学、原核表达以及RT-qPCR技术分析CpPMI1基因的表达与党参多糖合成之间的相关性。结果显示，CpPMI1基因包含1 371 bp的开放阅读框(ORF)，编码456个氨基酸。蛋白理化性质分析预测其为疏水性非跨膜蛋白，有信号肽，含多个糖基化位点，结合蛋白保守结构域预测分析，该蛋白属于cupin超家族，且亚细胞定位于细胞质中。通过氨基酸序列比对及系统进化树分析，发现党参PMI1与其他物种的PMI1具有高度相似性，且同茄科植物番茄(Solanum lycopersicum)具有高度同源性。原核表达研究显示，CpPMI1融合蛋白大小约为50 kD，同预测结果相近，目的蛋白为包涵体；RT-qPCR结果表明，党参的拉蔓期到结果期CpPMI1基因表达量显著降低(P<0.05)，而采挖期表达量显著升高(P<0.05)，CpPMI1基因表达与党参多糖含量呈高度相关性，为进一步研究CpPMI1基因功能及党参多糖合成机制提供理论依据。

关键词：党参 CpPMI1 基因克隆生物信息学原核表达

基于转录组的不同产地党参糖基转移酶鉴定及分析

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药学学报 2022年第7期57卷 2216-2223页

作者：田星锐吉姣姣李建宽姜峰刘喆宇高建平山西医科大学药学院山西太原030001 山西省道地药材资源开发工程技术研究中心山西太原030001

潞党参为山西道地药材,其药效成分党参多糖等含量显著高于其他产地党参[Codonopsis pilosula(Franch.)Nannf.]。糖基转移酶是党参主要药效成分党参多糖和党参苷Ⅰ等合成的关键酶,本研究基于不同产地党参转录组数据,对糖基转移酶基因进... 详细信息

潞党参为山西道地药材,其药效成分党参多糖等含量显著高于其他产地党参[Codonopsis pilosula(Franch.)Nannf.]。糖基转移酶是党参主要药效成分党参多糖和党参苷Ⅰ等合成的关键酶,本研究基于不同产地党参转录组数据,对糖基转移酶基因进行GO及KEGG功能注释、保守结构域分析、进化树分析及表达模式分析,为探索潞党参道地性形成机制提供理论依据。本研究共筛选鉴定出98个糖基转移酶基因,分属于GT family 1、GT family 2、GT family 90等家族。GO功能注释发现多属于分子功能中的催化活性条目。KEGG功能注释发现党参糖基转移酶主要参与聚糖生物以及萜类和聚酮类化合物代谢。其中,GT family 1的42个糖基转移酶基因保守结构域为:[X]-W-[2X]-Q-[3X]-[LH]-[5X]-[FLTHCGWNS]-[2X]-E-[4X]-[GVP]-[4X]-P-[4X]-Q-[2X]-[NAK]。通过与拟南芥的糖基转移酶序列比对分析,党参糖基转移酶主要位于拟南芥UGT73、72、85分支中。基因表达模式分析发现党参CpUGT73AH2在潞党参植株中高表达,并可响应干旱、低温胁迫诱导。最终,本研究自党参糖基转移酶家族1中筛选得到一个参与萜类和聚酮类化合物代谢的可以响应环境胁迫的糖基转移酶基因CpUGT73AH2,为进一步研究党参糖基转移酶在潞党参道地性形成中的作用奠定了理论基础。

关键词：党参转录组糖基转移酶功能注释

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党参CpGAPDH基因的克隆及表达分析

中国中药杂志 2018年第4期43卷 712-720页

作者：王晓林吉姣姣高建平山西医科大学药学院

甘油醛-3-磷酸脱氢酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH）基因为糖代谢过程中关键酶基因及常用内参基因。该研究以党参Codonopsispilosula转录组数据库为基础，以马铃薯GAPDH基因为参照，同源克隆得到党参甜肋日基因... 详细信息

甘油醛-3-磷酸脱氢酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH）基因为糖代谢过程中关键酶基因及常用内参基因。该研究以党参Codonopsispilosula转录组数据库为基础，以马铃薯GAPDH基因为参照，同源克隆得到党参甜肋日基因，命名为印GAPDH，基因开放阅读框（ORF）全长1014bp，编码337个氨基酸。生物信息学分析表明，CpGAPDH与其他物种GAPDH具有高度相似性，与马铃薯、丹参GAPDH亲缘关系较近，无信号肽，预测其定位于细胞质，且具多个磷酸化位点，结合保守结构域预测分析，该蛋白属于四聚体NAD结合酶超家族。原核表达分析发现重组工程菌可诱导表达出接近44．3kDa的蛋白质，与理论相对分子质量基本相符。qRT-PCR分析显示印GAPDH基因在不同组织及不同发育时期根系中相对表达量差异不显著，稳定性分析显示该基因表达较稳定，由此克隆得到了1个新的党参候选内参基因，为党参多糖合成相关基因的表达分析奠定了基础。

关键词：党参 CpGAPDH 基因克隆生物信息学表达

不同栽培方式对党参性状和指标成分含量的影响

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中药材 2023年第11期46卷 2651-2657页

作者：戴俊利王利珍田星锐肖淑贤吉姣姣李建宽高建平山西医科大学药学院山西太原030001 山西省岢岚县林业局林政站山西忻州036300 山西振东道地药材开发有限公司山西长治047100

目的:基于“优形优质”探究不同栽培方式对党参品质的影响,为优质党参生态种植模式研究提供参考。方法:测量党参外观性状指标,测定水分、醇溶性浸出物含量,HPLC测定党参样品紫丁香苷、党参苷Ⅰ、党参炔苷及苍术内酯Ⅲ的含量,HPGPC测定... 详细信息

目的:基于“优形优质”探究不同栽培方式对党参品质的影响,为优质党参生态种植模式研究提供参考。方法:测量党参外观性状指标,测定水分、醇溶性浸出物含量,HPLC测定党参样品紫丁香苷、党参苷Ⅰ、党参炔苷及苍术内酯Ⅲ的含量,HPGPC测定党参果聚糖含量。结果:普通、搭架、套种和仿野生4种不同栽培方式中,套种与仿野生栽培有利于党参芦下直径粗、皮部宽度、芦头直径和干重的形成。搭架、仿野生栽培的党参木部色泽偏黄色、皮部色泽偏黄棕色。搭架和套种栽培的药材紫丁香苷和党参苷Ⅰ含量显著高于普通和仿野生栽培。套种栽培的药材党参炔苷含量最高(0.5459 mg/g),显著高于其他栽培方式,搭架栽培的药材党参炔苷含量最低(0.2940 mg/g)。苍术内酯Ⅲ含量在仿野生栽培药材中最高(0.1526 mg/g),显著高于其他栽培方式。4种栽培方式下党参的水分(≤16%)、浸出物(≥55%)均符合药典标准,仿野生栽培党参含水量为7.80%,显著低于其他栽培方式。普通栽培的党参果聚糖含量最高(38.66%),搭架栽培党参含量最低(16.66%)。党参色泽越深,含水量越高,党参果聚糖含量与色泽的明亮度L^(*)呈正相关(P<0.01)。结论:综合考虑党参性状和指标成分、管理成本和土地资源等多种因素,党参-黄芩套种和仿野生栽培为较高效的党参种植模式,具有推广种植前景,为党参药材合理栽培和资源开发利用提供参考依据。

关键词：党参栽培方式性状特征色泽指标成分

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党参CpPMM基因的克隆与表达分析

中国中药杂志 2020年第18期45卷 4382-4391页

作者：曹守波王晓林吉姣姣王亚榕高建平山西医科大学药学院山西晋中030600

GDP-甘露糖为党参多糖合成的重要前体物质,参与糖链的合成。磷酸甘露糖变位酶(phosphomannomutase,PMM)催化甘露糖-6-磷酸(Man-6-P)向甘露糖-1-磷酸(Man-1-P)转化,从而合成GDP-甘露糖。该研究依据党参Codonopsis pilosula转录组数据中PM... 详细信息

GDP-甘露糖为党参多糖合成的重要前体物质,参与糖链的合成。磷酸甘露糖变位酶(phosphomannomutase,PMM)催化甘露糖-6-磷酸(Man-6-P)向甘露糖-1-磷酸(Man-1-P)转化,从而合成GDP-甘露糖。该研究依据党参Codonopsis pilosula转录组数据中PMM基因序列信息,设计特异性引物,克隆得到了党参PMM基因全长,命名为CpPMM。通过生物信息学、原核表达以及qRT-PCR技术分析CpPMM基因的表达与党参多糖合成之间的相关性。结果显示,CpPMM基因包含1个741 bp的开放阅读框(ORF),编码246个氨基酸,与其他物种的PMM具有高度相似性,同菊科向日葵具有高度同源性,预测为亲水性非跨膜蛋白,无信号肽,预测其定位于细胞质中,含有多个磷酸化位点,结合保守结构域预测分析,该蛋白属于HAD(haloacid dehalogenase,卤素脱氢酶)超家族;原核表达研究显示,CpPMM融合蛋白大小约为29 kDa,同预测相对分子质量基本相似,目的蛋白为包涵体,部分可溶;qRT-PCR结果表明,CpPMM基因具有时空表达特异性,结果期表达量显著高于盛花期等其他3个时期,存在显著性差异;不同发育时期党参根系多糖含量测定显示,随着党参生育期的推移,党参多糖含量呈现逐渐增高的趋势,在采挖期达到最高,且各时期党参多糖含量均存在显著性差异。该研究从党参根中克隆得到了CpPMM基因,可表达为蛋白,其表达水平与党参多糖含量呈高度相关性,为进一步研究CpPMM基因功能及药用植物中多糖类化合物生物合成途径的解析奠定了基础。

关键词：党参 CpPMM 基因克隆生物信息学原核表达

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辣椒CaCP26基因的cDNA克隆和分析

西北农业学报 2011年第11期20卷 111-116页

作者：李国琴吉姣姣巩振辉黄炜李大伟西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100

利用cDNA-AFLP方法,在辣椒雄性不育两用系的可育株花蕾与不育株花蕾获得阳性差异TDF（transcription derived fragment,转录衍生片段）,通过电子克隆的方法获得大小为865 bp的cDNA序列,并在辣椒雄性不育两用系HW58可育株花蕾中进行RT-PC... 详细信息

利用cDNA-AFLP方法,在辣椒雄性不育两用系的可育株花蕾与不育株花蕾获得阳性差异TDF（transcription derived fragment,转录衍生片段）,通过电子克隆的方法获得大小为865 bp的cDNA序列,并在辣椒雄性不育两用系HW58可育株花蕾中进行RT-PCR验证,测序结果与电子克隆结果的一致性高达99.61%。经Blast N比对,所克隆基因与烟草CP26基因序列的同源性高达90%,命名为CaCP26（GenBank登录号为GQ999612）。该基因871 bp,包含一个864 bp的开放阅读框,编码287个氨基酸,所编码的蛋白质为疏水蛋白,分子质量30 710.47 u,理论等电点为5.807,有跨膜域,无信号肽,二级结构以无规则卷曲为主;利用Swiss-model得到CaCP26蛋白（65~285aa）的三级结构;系统进化树结果显示,辣椒CaCP26与烟草CP26的亲缘关系最近。半定量RT-PCR分析表明,CaCP26在小孢子单核期的辣椒雄性不育两用系可育株的相对表达量是不育株花蕾相对表达量的6.58倍。

关键词：辣椒 CaCP26 基因克隆分析

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蕤仁的生药学鉴别研究

中草药 2020年第3期51卷 763-768页

作者：马颖娴吉姣姣 Chayanis Sutcharitchan 高建平崔亚君上海中医药大学中药学院上海201203 山西医科大学药学院山西太原030001 朱拉隆功大学药学系泰国曼谷10330

目的对蕤仁药材Prinsepiae Nux的性状、微性状及显微鉴别特征进行系统研究,为其鉴定以及《中国药典》2020年版的制定提供科学依据。方法采用性状鉴别法、微性状鉴别法、常规显微鉴别法及偏振光显微鉴别法,对12批蕤核Prinsepia uniflora... 详细信息

目的对蕤仁药材Prinsepiae Nux的性状、微性状及显微鉴别特征进行系统研究,为其鉴定以及《中国药典》2020年版的制定提供科学依据。方法采用性状鉴别法、微性状鉴别法、常规显微鉴别法及偏振光显微鉴别法,对12批蕤核Prinsepia uniflora和9批齿叶扁核木P. uniflora Batal. var. serrata Rehd.果核进行系统的生药学研究。结果从形状、大小、颜色、表面特征、质地、断面、气、味等方面,对蕤核及齿叶扁核木果核的性状特征进行观察。针对质地坚硬、经软化处理后仍不适宜制备横切片以观察完整植物组织构造并确定组织部位的药材,采用定位取材徒手切片技术,可准确获取特定部位的植物组织显微特征;针对木化组织集成较大群束,经粉碎后难以呈现单个细胞完整形态特征的药材,采用解离组织制片技术,可获取清晰、完整无重叠的单个细胞全貌及特征信息。结论首次获取了蕤仁显微鉴别特征(内果皮石细胞、种皮表皮细胞、中果皮纤维、内胚乳细胞、子叶细胞)及微性状鉴别特征(内果皮、子叶、种皮)的全息彩色影像数据。显微特征中内果皮石细胞可作为蕤仁的专属性显微鉴别标志物,显微和微性状鉴别研究结果填补了彩色影像信息的空白。

关键词：蕤核齿叶扁核木显微鉴别微性状鉴别性状鉴别偏振光解离组织生药学

辣椒不育系和保持系线粒体差异基因获得及SNP分析

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中国农业大学学报 2010年第5期15卷 19-24页

作者：刘光照巩振辉黄炜杜羽吉姣姣西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100

通过对辣椒细胞质雄性不育(CMS)系及其相应保持系育性相关基因的分析,检寻SNP位点,旨在探索其与辣椒细胞质雄性不育性的关系。以高盐-蛋白酶K法提取线粒体DNA,采用AFLP技术分析了辣椒不育系和保持系的mtDNA的差异,从128对引物扩增产物... 详细信息

通过对辣椒细胞质雄性不育(CMS)系及其相应保持系育性相关基因的分析,检寻SNP位点,旨在探索其与辣椒细胞质雄性不育性的关系。以高盐-蛋白酶K法提取线粒体DNA,采用AFLP技术分析了辣椒不育系和保持系的mtDNA的差异,从128对引物扩增产物中发现了不育系和保持系的差异片段,经回收、克隆获得不育系特异片段CanLE长度140 bp,保持系特异片段CanLB长度126 bp。利用Blast对其进行序列比对分析,其中CanLE与细胞色素P450家族蛋白同源,CanLB和赖氨酰-tRNA合成酶同源。进一步分别克隆并获得了不育系和保持系辣椒细胞色素P450全长,序列分析发现,两者存在单核苷酸多态性(SNP),其中5个碱基差异,3个为同义突变,2个氨基酸发生改变。

关键词：辣椒细胞质雄性不育(CMS) mtDNA AFLP 单核苷酸多态性(SNP)