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梨萼片脱落过程中木质素生物合成与活性氧代谢的关联分析

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江苏农业科学 2023年第23期51卷 157-164页

作者：潘琦王浩齐开杰谢智华崔艳波包建平张绍铃陶书田南京农业大学园艺学院江苏南京210095 塔里木大学植物科学学院新疆阿拉尔843300 南京宁翠生物种业有限公司江苏南京210095

利用DPI、H_(2)O_(2)、DPI+H_(2)O_(2)对梨幼果萼筒部位进行处理,随后对离区细胞进行观察,此外对样品进行液氮速冻,通过测定萼片离区木质素和活性氧代谢相关指标,研究萼片离区内的木质素生物合成过程与活性氧代谢间是否存在协同作用。... 详细信息

利用DPI、H_(2)O_(2)、DPI+H_(2)O_(2)对梨幼果萼筒部位进行处理,随后对离区细胞进行观察,此外对样品进行液氮速冻,通过测定萼片离区木质素和活性氧代谢相关指标,研究萼片离区内的木质素生物合成过程与活性氧代谢间是否存在协同作用。结果表明,离层对DPI的抑制效果始终敏感,DPI可以通过降低过氧化氢含量来减少木质素含量,外源过氧化氢在处理的早期没有显著作用,而在后期可以促进离层内源过氧化氢形成,从而减缓DPI的抑制效果。皮尔森相关系数表明,萼筒离层中活性氧代谢相关指标与木质素生物合成指标呈正比例关系,特别是过氧化氢在离层中的累积可以促进细胞壁增厚。

关键词：萼片脱落活性氧代谢木质素合成关联分析

苏丹草和高丹草转录组测序及其差异基因表达分析

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草地学报 2024年第3期32卷 714-725页

作者：洪森荣刘佳凝袁昕曾芷仪木也赛尔·吐鲁洪杨开泰谢欣上饶师范学院生命科学学院江西上饶334001 上饶农业技术创新研究院江西上饶334001 江西省现代牛羊产业技术体系赣东综合试验推广站江西上饶334001 浮梁县农业农村局江西景德镇333039

为了初步探明苏丹草[Sorghum sudanense(Piper) Stapf.]和高丹草[Sorghum bicolor(Linn.) Moench.×Sorghum sudanense(Piper) Stapf.]相关差异基因的表达,本研究对两者进行转录组测序,并对分蘖调控以及粗蛋白和木质素合成关联基因的差异表达进行分析。结果表明:与苏丹草相比,高丹草的单株分蘖数显著降低,粗蛋白、木质素和独角金内酯含量以及果糖激酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、反肉桂酸4-单加氧酶活性显著提高,己糖激酶-3(HXK3)、果糖激酶2(FRK2)、天冬氨酸转氨酶(ASPAT)、S-腺苷甲硫氨酸合成酶1(SAMS1)、多酚氧化酶II(PPOII)、双功能天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶2(AKI/DHI2)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、反-肉桂酸4-单加氧酶(C4H)基因表达上调,独角金内酯酯酶D14(SLsE D14)基因表达下调。本研究为苏丹草和高丹草相关功能基因的克隆、分子标记开发等工作奠定了基础。

关键词：苏丹草高丹草转录组分析分蘖调控粗蛋白合成木质素合成

火炬松木质素合成中CAD基因单核苷酸多态性检测

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北京林业大学学报 2001年第6期23卷 5-9页

作者：李新国,张志毅,David M.OMalley 北京林业大学生物科学与技术学院北京林业大学生物科学与技术学院美国北卡罗来纳州立大学自然资源学院

该研究以美国南部重要的造纸工业用材树种火炬松为材料 ,利用Transgenomic公司最近推出的Wave DNA片段分析系统 ,快速检测肉桂醇脱氢酶 (CAD)基因在个体间的单核苷酸多态性 ,获得了令人满意的结果 .首先利用Oligo5 .1软件对火炬松CAD基... 详细信息

该研究以美国南部重要的造纸工业用材树种火炬松为材料 ,利用Transgenomic公司最近推出的Wave DNA片段分析系统 ,快速检测肉桂醇脱氢酶 (CAD)基因在个体间的单核苷酸多态性 ,获得了令人满意的结果 .首先利用Oligo5 .1软件对火炬松CAD基因全序列分区域进行引物设计 ,当设定每一区域能扩增出 10 0～ 2 0 0bp产物时 ,共在 8个碱基区域 (S1～S8)分别设计出了最佳正向引物和反向引物 ;以来自火炬松 12株优树自由授粉种子的胚乳中提取的DNA为材料 ,对CAD基因 8个碱基区域分别进行PCR扩增 ,有 5个碱基区域 (S3 ,S5 ,S6 ,S7,S8)得到了唯一的并且与预期碱基长度基本一致的PCR扩增产物 ,对其余 3个碱基区域进一步进行FailSafeTM PCR扩增 ,它们均在某些PCR缓冲液中得到了唯一的扩增产物 ;利用Wave DNA片段分析系统 ,对 6个碱基区域 (S2 ,S3,S5 ,S6 ,S7,S8)进行单核苷酸多态性检测 ,结果表明来自优树 2 2的种子与其它 11株优树的种子之间存在碱基序列变异 ,其中在S5 ,S6区域检测到了较大的单核苷酸多态性 ,这两个区域分别位于CAD基因的第 2和第 3内含子 (Intron2 ,Intron3) .

关键词：火炬松木质素合成肉桂醇脱氢酶(CAD)基因单核苷酸多态性(SNPs) WaveDNA片段分析系统

菊芋木质素合成相关基因HtHCT的克隆及表达分析

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植物生理学报 2020年第5期56卷 1023-1032页

作者：张新业王聪艳苏彦苹冯雪贾永红李文静廊坊师范学院生命科学学院河北廊坊065000 河北省动物多样性重点实验室河北廊坊065000 廊坊市细胞工程与应用研究重点实验室河北廊坊065000

羟基肉桂酰辅酶A:莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(hydroxycinnamoyl-CoA:shikimate/quinate hydroxycin-namoyltransferase,HCT)在植物木质素合成过程中具有重要作用。本研究以菊芋‘廊芋8号’为材料,成功克隆到一个菊芋HCT基因——HtH... 详细信息

羟基肉桂酰辅酶A:莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(hydroxycinnamoyl-CoA:shikimate/quinate hydroxycin-namoyltransferase,HCT)在植物木质素合成过程中具有重要作用。本研究以菊芋‘廊芋8号’为材料,成功克隆到一个菊芋HCT基因——HtHCT,其不含内含子,开放阅读框(ORF)为1293 bp,编码430个氨基酸。HtHCT含有HCT蛋白共有的保守序列HXXXD和DFGWG。系统进化分析表明,HtHCT与向日葵HCT蛋白(QBM78942.1)亲缘关系最近,共聚于一支。原核表达结果表明,HtHCT蛋白成功被诱导表达。荧光定量PCR结果显示,Ht HCT基因在菊芋各组织中均有表达,其中茎中表达量最高。此外,HtHCT基因能够响应盐胁迫(150 mmol·L-1 NaCl)和干旱胁迫(20%PEG-6000),NaCl处理24 h的Ht HCT基因表达量显著高于对照,PEG处理12 h的HtHCT表达量与对照相比显著上调了10倍。

关键词：菊芋羟基肉桂酰辅酶A:莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(HCT) 木质素合成原核表达荧光定量PCR 胁迫处理

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松科植物木质素合成相关基因研究进展

南京林业大学学报（自然科学版） 2017年第6期41卷 169-176页

作者：陈佩珍吴晓刚韦蔷武星季孔庶南方现代林业协同创新中心南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室江苏南京210037

植物木质素是影响纸浆材品质的关键因素,而松科植物作为重要的纸浆材,对其木质素合成相关调控基因进行系统了解,可为完善木质素生物合成模型提供一定的理论依据。笔者通过对国内外已有研究进行分析,总结植物木质素结构、木质素合成途径... 详细信息

植物木质素是影响纸浆材品质的关键因素,而松科植物作为重要的纸浆材,对其木质素合成相关调控基因进行系统了解,可为完善木质素生物合成模型提供一定的理论依据。笔者通过对国内外已有研究进行分析,总结植物木质素结构、木质素合成途径、木质素合成相关酶基因及松科植物木质素合成基因的研究进展。归纳出松科植物火炬松(Pinus taeda)、马尾松(P.massoniana)、辐射松(P.radiata)、挪威云杉(Picea abie)等木质素合成酶基因研究主要集中在苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonialyase,PAL)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate Co A ligase,4CL)、肉桂酸4-羟化酶(cinnamic 4-hydroxygenase,C4H)、香豆酸3-羟化酶(Coumarate 3-hydroxylase,C3H)、咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(caffeoyl coenzyme A-O-methyltransferase,CCo AOMT)、肉桂酰基辅酶A还原酶(Cinnamoyl Co A reductase,CCR)和肉桂醇脱氢酶(Cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD)等一些常见基因上,其他莽草酸羟基肉桂酰转移酶(shikimate hydroxycinnamoyl transferase,HCT)、阿魏酸5-羟化酶(ferulo 5-hydroxylase,F5H)、O-甲基转移酶(O-methyltransferase,OMT)及咖啡酸-O-甲基转移酶(caffeic acid O-methyltransferase,COMT)等基因研究较欠缺,此外,还有部分基因未涉及。木质素合成是研究松科植物纸浆材的重要切入点,对现有松科植物木质素合成过程中存在问题进行精确的估计,对进一步深入研究松科植物木质素合成机制和优质纸浆材选育具有重要意义。

关键词：松科植物木质素合成酶基因调控基因

美洲黑杨木质素合成关键基因的克隆及反义表达载体的构建

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中南林业科技大学学报 2010年第11期30卷 77-82页

作者：曹阳袁澍徐飞张中伟薛立薇林宏辉四川大学生命科学学院四川成都610064

以美洲黑杨Populus deltoides新萌叶片为材料,通过自行设计引物,用RT—PCR的方法克隆了美洲黑杨木质素合成关键基因4CL和CAD基因部分序列。测序结果表明:这两个基因片段长度分别为859 bp和493 bp。此外,人工合成了4CL基因木质部特异表... 详细信息

以美洲黑杨Populus deltoides新萌叶片为材料,通过自行设计引物,用RT—PCR的方法克隆了美洲黑杨木质素合成关键基因4CL和CAD基因部分序列。测序结果表明:这两个基因片段长度分别为859 bp和493 bp。此外,人工合成了4CL基因木质部特异表达启动子4CLp,长度为1 180 bp。分别用限制性内切酶Hind III/BamH I、BamHI/Sma I和Sma I/Sac I对4CLp、4CL和CAD基因序列进行双酶切,同时用Hind III/Sac I对pBI121表达载体进行双酶切,回收了目的片段。酶切回收后用T4DNA连接酶克隆到植物表达载体pBI121中,并转化至大肠杆菌感受态细胞DH5α。经质粒PCR和双酶切分析,确定获得了pBI—4CLp—a4CL—aCAD反义植物表达载体。

关键词：生物科学与技术美洲黑杨木质素合成关键基因克隆技术反义表达载体

赤桉木质素合成途径OMT基因家族的原核表达与纯化研究

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中南林业科技大学学报 2014年第6期34卷 24-27,60页

作者：谷振军章怀云张党权何含杰陈丽莉彭宽陈容经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室湖南长沙410004 中南林业科技大学林业生物技术湖南省重点实验室/湖南省生物发育工程及新产品研发协同创新中心湖南长沙410004

双子叶植物的木质素主要由愈创木基单体和紫丁香基木质素单体聚合形成,这两种单体的比例对造纸过程中木质素去除难易程度具有重要的影响。植物OMT基因家族的CCoAOMT和COMT基因是木质素合成途径的关键酶基因,可调控植物体内木质素单体的... 详细信息

双子叶植物的木质素主要由愈创木基单体和紫丁香基木质素单体聚合形成,这两种单体的比例对造纸过程中木质素去除难易程度具有重要的影响。植物OMT基因家族的CCoAOMT和COMT基因是木质素合成途径的关键酶基因,可调控植物体内木质素单体的比例与含量。本文以所克隆的赤桉COMT、CCoAOMT1、CCoAOMT2三个基因的cDNA为模板,分别构建pET-32a的原核表达质粒,并优化在大肠杆菌BL21(λDE3)中的表达体系。结果显示,在加入0.4 mmol IPTG诱导表达后,COMT、CCoAOMT1、CCoAOMT2的原核表达质粒分别在4 h、2 h和3 h后达到可溶性重组蛋白表达峰值。通过渗透休克纯化方法,可在原核表达菌株的周质空间提纯CCoAOMT1和CCoAOMT2重组蛋白,在原核表达菌株的细胞质中可提纯COMT重组蛋白。

关键词：赤桉木质素合成 OMT基因家族原核表达

EuCAD基因小片段RNAi对烟草木质素合成的影响

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广东农业科学 2020年第6期47卷 1-7页

作者：陈博雯肖玉菲李军集张烨覃子海张晓宁刘海龙广西壮族自治区林业科学研究院/国家林业和草原局中南速生材繁育实验室/广西优良用材林资源培育重点实验室广西南宁530002

【目的】深入研究尾叶桉(Eucalyptus urophylla)肉桂酰乙醇脱氢酶(CAD)基因序列中的关键片段并利用其进行木质素合成调控。【方法】采用生物信息学工具对EuCAD基因进行序列分析,根据编码蛋白保守结构域的分布情况进行筛选,获得一段44 b... 详细信息

【目的】深入研究尾叶桉(Eucalyptus urophylla)肉桂酰乙醇脱氢酶(CAD)基因序列中的关键片段并利用其进行木质素合成调控。【方法】采用生物信息学工具对EuCAD基因进行序列分析,根据编码蛋白保守结构域的分布情况进行筛选,获得一段44 bp关键序列用于构建RNA干扰载体并转化烟草,获得转基因植株并对基因表达水平、木质素含量等表型进行检测。【结果】获得28个转基因株系,转基因植株正常生长发育,与野生型无异,随机挑选3个株系进行检测,发现CAD基因表达水平均较野生型显著降低,以R1株系降幅最大,降至野生型的12.51%。对R1株系进一步检测发现,其茎部直径与野生型无异,但木质部厚度较野生型显著降低,其中第4节处降低11.75%,第6节处降低10.06%,茎部整体木质素含量较野生型降低15.26%。表明该RNAi片段显著抑制烟草中CAD基因表达并影响烟草木质素合成。【结论】通过序列分析筛选出的EuCAD基因小片段,可通过RNA干扰显著影响烟草木质素合成,为尾叶桉木质素合成调控研究提供了技术参考。

关键词：肉桂酰乙醇脱氢酶 RNA干扰片段木质素合成烟草转化

西瓜嫁接体发育中木质素合成及代谢相关酶活性的变化

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西北植物学报 2006年第2期26卷 290-294页

作者：杨冬冬黄丹枫上海交通大学农业与生物学院上海201101

研究了西瓜／葫芦嫁接体发育过程中砧木和接穗部分木质素含量及其代谢相关酶的活性变化。结果表明，嫁接体发育过程中木质素生物合成加快，砧木及接穗部分的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解胺酶（PAL）、肉桂醇脱氧酶... 详细信息

研究了西瓜／葫芦嫁接体发育过程中砧木和接穗部分木质素含量及其代谢相关酶的活性变化。结果表明，嫁接体发育过程中木质素生物合成加快，砧木及接穗部分的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解胺酶（PAL）、肉桂醇脱氧酶（CAD）等的活性均明显高于对照，接穗和砧木中POD活性在15d内持续升高，H2O2含量和CAT活性于嫁接后9～12d出现高峰，砧木中PAL于9d时有活性高峰而接穗一直保持较高活性而没有活性高峰，木质素含垣和CAD活性持续增长，葫芦砧木木质素的代谢水平高于西瓜接穗。

关键词：西瓜嫁接体木质素合成过氧化物酶过氧化氢酶苯丙氨酸解氨酶肉桂醇脱氢酶