热激蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)是植物响应逆境胁迫的一类应激蛋白,在生物体内分布广,具有高度保守性。为解析川贝母响应高温胁迫的分子机制,该研究利用川贝母根、鳞茎、茎、叶、果不同组织的转录组数据,通过生物信息学方法对...
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热激蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)是植物响应逆境胁迫的一类应激蛋白,在生物体内分布广,具有高度保守性。为解析川贝母响应高温胁迫的分子机制,该研究利用川贝母根、鳞茎、茎、叶、果不同组织的转录组数据,通过生物信息学方法对HSP70家族基因进行鉴定与筛选,并采用qRT-PCR技术分析其在高温(35℃)胁迫下的表达模式。结果显示,共鉴定出26个川贝母HSP70成员,分别命名为FcHSP70-1~FcHSP70-26,编码蛋白的氨基酸数量为560~944个,相对分子质量为61.64~100.01 kDa,理论等电点为5.00~6.59,蛋白质二级以无规卷曲和α-螺旋为主。亚细胞定位预测分析表明,FcHSP70s在线粒体、叶绿体、细胞核、内质网和细胞质中均有分布。系统进化树分析表明,26个川贝母FcHSP70s中7个属于Dnak亚家族,19个属于HSP110/SSE亚家族。在35℃处理下,FcHSP70-5、FcHSP70-8、FcHSP70-17、FcHSP70-18和FcHSP70-23在川贝母5个组织中的表达量均显著上升,最高上调倍数为156.54,推测在川贝母植株响应高温胁迫中起主要作用。另外相较于其他组织,茎和叶片对高温最为敏感,在18个基因中的平均上调倍数分别为18.18、8.03,说明川贝母主要感受高温的组织可能是茎和叶片。该研究为深入解析HSP70家族基因在川贝母高温胁迫中的功能奠定基础。
三七素(dencichine)是药用植物三七(Panax notoginseng (Burkill) F. H. Chen)重要止血活性成分,其生物合成的直接前体是L-2,3-二氨基丙酸(L-DAP)。课题组提出了一个可能的三七中三七素生物合成途径,其中包括了磷酸吡哆醛依赖性酶(PA...
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三七素(dencichine)是药用植物三七(Panax notoginseng (Burkill) F. H. Chen)重要止血活性成分,其生物合成的直接前体是L-2,3-二氨基丙酸(L-DAP)。课题组提出了一个可能的三七中三七素生物合成途径,其中包括了磷酸吡哆醛依赖性酶(PALP)和鸟氨酸环脱氨酶(OCD)等关键酶,为了验证这两类基因的功能,解析三七中L-DAP的生物合成途径。本研究从三七中克隆了4条PALP基因和1条OCD基因,PnPALP基因全长915~1 428 bp,编码305~476个氨基酸,PnOCD全长1 023 bp,编码341个氨基酸。生物信息学分析发现,除了PnPALP3,其余理论等电点均低于7;除了PnPALP8,其余均为稳定性蛋白;所有蛋白均不存在跨膜结构域,二级结构主要是α-螺旋和无规则卷曲。蛋白三级结构预测显示,PnPALP1的蛋白结构与嗜热细菌HB8的色氨酸合酶的同源性为48%;PnPALP3、PnPALP5、PnPALP8的蛋白结构与拟南芥的半胱氨酸合酶的同源性分别为49%、55%、52%;PnOCD的蛋白结构与恶臭假单胞菌的鸟氨酸环脱氨酶的同源性为31%。原核表达显示,4个PnPALP蛋白均能在大肠杆菌BL21中表达得到可溶性蛋白,而PnOCD为包涵体蛋白,融合MBP标签后,增加了该蛋白的溶解性。本研究可为PnPALP和PnOCD基因的功能验证提供条件,为解析三七素前体L-DAP的合成途径提供参考。
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