检索结果-内蒙古大学图书馆

中国特有药用植物距药黄精的叶绿体全基因组解析及黄精属种间系统发育关系分析

药学学报 2023年第11期58卷 3461-3472页

作者：程文萍赵霞李依民张岗颜永刚高静张明英陕西中医药大学药学院陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心陕西西安712046 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西西安712046

距药黄精Polygonatum franchetii Hua为黄精属Polygonatum Mill.中国特有药用植物。本研究利用DNBSEQ-T7高通量测序平台测序获得距药黄精2个分别来自不同产地个体的叶绿体全基因组序列,完成组装注释和特征解析,并将其与同属已发表植物... 详细信息

距药黄精Polygonatum franchetii Hua为黄精属Polygonatum Mill.中国特有药用植物。本研究利用DNBSEQ-T7高通量测序平台测序获得距药黄精2个分别来自不同产地个体的叶绿体全基因组序列,完成组装注释和特征解析,并将其与同属已发表植物叶绿体全基因组进行了比较和系统发育分析。距药黄精2个个体叶绿体全基因组长度分别为155942和155962 bp,各包含一个大单拷贝区(large single copy,LSC;84670、84722 bp),一个小单拷贝区(small single copy,SSC;18564、18566 bp)和一对反向重复区(inverted repeats,IRa/IRb;26354、26337 bp);两者均编码113个基因,包括79个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。基因组比较分析结果表明,距药黄精同种2个个体间及黄精属不同种间叶绿体全基因组序列长度、GC(guanine and cytosine)含量、基因组成及排列顺序均高度保守,所包含的重复序列类型及分布位置亦较为一致,IRs区未发生明显的扩张或收缩。距药黄精2个个体间叶绿体基因组序列的变异小于不同种间,种内、种间编码基因序列变异均小于非编码基因序列,IRs区序列变异均小于LSC、SSC区;共筛选到8条核苷酸多样性较高的种间高变异序列,分别位于LSC和SSC区。系统发育分析结果显示,黄精属所有物种以100%的支持率构成一个单系,属内轮叶组单独构成一支,黄精组和互叶组构成姐妹分支,距药黄精2个个体聚为一支,位于轮叶组内,与狭叶黄精*** Maxim.亲缘关系最近。本研究对距药黄精叶绿体全基因组进行了全面解析并基于叶绿体系统发育基因组学分析阐明了其在黄精属的系统发育位置,研究结果将为距药黄精的资源开发利用及黄精属药用植物种间分子鉴定、系统发育等研究提供基础。

关键词：黄精属距药黄精叶绿体全基因组系统发育序列变异

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决明Aux/IAA和ARF基因家族鉴定、表达及蛋白互作分析

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药学学报 2024年第3期59卷 751-763页

作者：冯昭刘世鹏吕蕊花吕瑞华胡晓晨张明英毛仁俊张岗陕西中医药大学医学技术学院陕西咸阳712046 陕西中医药大学药学院陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西咸阳712046 延安大学生命科学学院陕西延安716000

植物生长素早期响应基因家族(auxin/indole-3-acetic acid,Aux/IAA)及其与生长素响应转录因子(auxin response factor,ARF)的互作是调控植物生长发育的重要方式。本文基于药用植物决明(Senna tora L.)全基因组数据鉴定到28个StoIAA和24... 详细信息

植物生长素早期响应基因家族(auxin/indole-3-acetic acid,Aux/IAA)及其与生长素响应转录因子(auxin response factor,ARF)的互作是调控植物生长发育的重要方式。本文基于药用植物决明(Senna tora L.)全基因组数据鉴定到28个StoIAA和24个StoARF成员,分别归为10个和8个亚家族。系统发育树和共线性分析发现,决明与大豆(Glycine max)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的IAA、ARF同源基因均存在密切的进化关系,且基因片段重复事件主导了StoIAA和StoARF的扩张。基因结构分析显示,绝大多数StoIAAs和StoARFs含有特征保守结构域。转录组数据分析显示,StoIAAs和StoARFs在叶、根和种子中均有表达,部分成员具有组织表达特异性。StoIAA和StoARF启动子区域多含有与胁迫响应、生长发育、激素诱导、次生代谢等相关的作用元件。基因表达分析显示许多StoIAAs和StoARFs能够迅速响应干旱和盐胁迫,且在两种胁迫条件下表现出相似的表达模式。酵母双杂交实验证实StoARF8和StoARF10分别与多个StoIAA蛋白之间同时存在不同程度的互作。以上研究结果为进一步开展决明Aux/IAA和ARF基因家族的生物学功能分析提供基础。

关键词：决明 Aux/IAA 生长素响应转录因子激素蛋白互作

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决明GSK基因家族全基因组鉴定及其表达分析

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药学学报 2023年第5期58卷 1383-1394页

作者：冯昭覃洋刘世鹏吕蕊花吕瑞华胡晓晨毛仁俊张岗陕西中医药大学医学技术学院陕西咸阳712046 陕西中医药大学药学院、陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西咸阳712046 延安大学生命科学学院陕西延安716000

糖原合成激酶3(glycogen synthase kinase 3/SHAGGY-like kinase,GSK3)在调节植物生长发育和胁迫响应方面发挥重要作用。为揭示药用植物决明(Senna tora L.)GSK家族成员特性,本研究基于其全基因组数据,结合生物信息学及基因表达研究方法... 详细信息

糖原合成激酶3(glycogen synthase kinase 3/SHAGGY-like kinase,GSK3)在调节植物生长发育和胁迫响应方面发挥重要作用。为揭示药用植物决明(Senna tora L.)GSK家族成员特性,本研究基于其全基因组数据,结合生物信息学及基因表达研究方法,开展决明GSKs基因鉴定及表达分析。共鉴定到9个StoSKs基因家族成员,均具有GSK特征激酶结构域,9个成员分布在6条染色体上,编码氨基酸长度为465~943 aa,蛋白分子质量介于33.57~88.83 kDa,平均等电点为8.2。StoSKs基因家族分为4个进化分支,同一进化分支中的StoSKs之间具有相同的外显子/内含子结构及保守基序。StoSKs家族成员扩张主要源于片段重复事件,与大豆(Glycine max)、蒺藜苜蓿(Medicagotruncatula)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、水稻(Oryzasativa)分别存在17、11、8和7对共线基因对。StoSKs启动子区域多含有与胁迫刺激、生长发育、激素诱导相关的响应元件。转录组数据分析发现StoSKs在不同组织中均有表达,在根中表达水平最高。qRT-PCR(quantitative real-time PCR)分析表明,不同进化分支的StoSKs表现出协同响应光照的表达模式,多数StoSKs能快速响应NaCl胁迫处理,表达显著上调。研究结果为下一步进行决明GSK基因家族的生物学功能分析提供基础。

关键词：决明糖原合成激酶3基因家族生物信息学基因表达分析盐胁迫

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延胡索去甲乌药碱合成酶基因CyNCS1克隆及其表达模式分析

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 146-154页

作者：冯飞雪吕瑞华李依民高静王凯周嘉迪颜永刚张岗陕西中医药大学附属医院陕西咸阳712046 陕西中医药大学医学技术学院陕西咸阳712046 陕西中医药大学药学院/陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西咸阳712046

【目的】克隆延胡索去甲乌药碱合成酶(norcoclaurine synthase, NCS)基因,分析其在延胡索异喹啉类生物碱合成中的关键作用。【方法】基于转录组数据库,利用逆转录PCR克隆延胡索CyNCS1基因及其启动子区域序列,采用生物信息学方法分析其... 详细信息

【目的】克隆延胡索去甲乌药碱合成酶(norcoclaurine synthase, NCS)基因,分析其在延胡索异喹啉类生物碱合成中的关键作用。【方法】基于转录组数据库,利用逆转录PCR克隆延胡索CyNCS1基因及其启动子区域序列,采用生物信息学方法分析其编码蛋白的理化性质、结构特征及其启动子区域顺式作用元件,同时进行多序列比对和系统进化树分析,确定其进化关系;利用实时荧光定量PCR对其根、茎、叶及发育早、中、晚期块茎的组织表达模式进行分析;对茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)处理0,4,8,12 h的叶片进行表达谱分析,以体积分数75%酒精溶剂处理为对照(CK),确定该基因的表达特征。【结果】CyNCS1基因开放读码框长873 bp,编码291个氨基酸,编码蛋白分子量为33.09 ku,等电点为6.90,具有去甲乌药碱合成酶保守的催化结构域(GDGGVGTV/IL、YKEKF和MIEGGHLDMG),且不含信号肽,预测定位于细胞核中。多序列比对结果显示,CyNCS1与石生黄堇、罂粟的NCS蛋白同源性较高,分别为83.6%和82.1%;系统进化树结果显示,CyNCS1与石生黄堇CsNCS蛋白聚为一支,说明二者亲缘关系较近。该基因启动子区长2 238 bp,包含多种植物激素及低温、热胁迫等环境因子的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果显示,随着发育推进块茎中CyNCS1的表达量显著增高,且受到MeJA和ABA的诱导,MeJA处理8 h时表达量为0 h的3.10倍,ABA处理8 h为0 h的3.16倍;而对照CyNCS1表达量随时间推移无明显变化。【结论】克隆并鉴定了延胡索NCS酶基因CyNCS1,明确了其在发育进程中的表达模式,并确定该基因表达受MeJA和ABA的诱导。

关键词：延胡索去甲乌药碱合成酶异喹啉生物碱启动子顺式作用元件

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基于通用DNA条形码序列的黄精属药用植物分子鉴定

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中草药 2023年第1期54卷 235-244页

作者：张明英李依民程文萍高静颜永刚杨琳胡锦航张岗陕西中医药大学药学院陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心陕西西安712046 陕西中医药大学陕西省中药资源产业化协同创新中心陕西咸阳712083 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西西安712046

目的分析4个通用植物DNA条形码序列(trn H-psb A、mat K、rbc L和ITS2)及其组合对黄精属药用植物的物种鉴定分辨率,挖掘适用于黄精属种间鉴定的高分辨率分子标记。方法以《中国药典》2020年版中收录的黄精属药用植物黄精Polygonatum s... 详细信息

目的分析4个通用植物DNA条形码序列(trn H-psb A、mat K、rbc L和ITS2)及其组合对黄精属药用植物的物种鉴定分辨率,挖掘适用于黄精属种间鉴定的高分辨率分子标记。方法以《中国药典》2020年版中收录的黄精属药用植物黄精Polygonatum sibiricum、滇黄精P. kingianum、多花黄精P. cyrtonema、玉竹P. odorati及其地方常见同属替代品、混伪品共12种79个野生个体为对象,将4个通用DNA条形码序列独立、联合分析,评估其种间、种内变异情况,并分别基于建树法(tree-based method)和PWG距离法(PWG-distance method)评估不同条形码及其组合的物种鉴定分辨率。结果 ITS2序列扩增成功率低,trn H-psb A、mat K、rbc L序列的引物在黄精属植物中通用性较好;3组叶绿体序列的种间变异依次为mat K>trn H-psb A>rbc L,种内变异差异不显著,种间、种内遗传距离无明显的Barcoding gap;各条形码独立及联合分析的物种鉴定分辨率普遍偏低,其中,组合条形码trn H-psb A+mat K+rbc L在建树法分析中的分辨率最高,为25%,trn H-psb A+rbc L在距离法分析中的分辨率最高,为50%。结论 4个通用DNA条形码序列及其组合都并非黄精属药用植物不同种间有效区分鉴定的理想分子标记,但多序列联合分析能在一定程度上提高物种鉴定成功率。

关键词：黄精属 DNA条形码药用植物物种鉴定黄精滇黄精多花黄精玉竹

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干旱胁迫下药用大黄根部药效成分及根际土壤微生物变化规律及其相互作用机制研究

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中国中药杂志 2023年第6期48卷 1498-1509页

作者：谢丰璞王楠高静张岗宋忠兴李媛媛张亚丽王多一李瑞刘咪咪唐志书陕西中医药大学陕西中药资源产业化省部共建协同创新中心秦药特色资源研究与开发国家重点实验室(培育)陕西咸阳712083 陕西中医药大学药学院陕西省中医药管理局"秦药"研发重点实验室陕西西安712046 中国中医科学院北京100700

为探讨植物在水分亏缺下土壤微生态环境、次生代谢产物含量的变化规律以及两者相互作用的反应机制,以三叶期药用大黄为研究对象,采用盆栽控水实验,对不同干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)下大黄的响应机制进行研究。结果表明:... 详细信息

为探讨植物在水分亏缺下土壤微生态环境、次生代谢产物含量的变化规律以及两者相互作用的反应机制,以三叶期药用大黄为研究对象,采用盆栽控水实验,对不同干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)下大黄的响应机制进行研究。结果表明:不同干旱胁迫水平下药用大黄根部黄酮类、酚类、萜类以及生物碱类化合物含量变化明显,轻度干旱胁迫下大黄药效成分含量较高,其根部芦丁、大黄素、没食子酸、(+)-儿茶素含量显著升高,重度干旱胁迫下芦丁、大黄素、没食子酸含量显著低于正常供水。种植药用大黄的根际土壤中细菌数目、多样性、丰富度和优势度指数均显著高于空白土壤,随干旱程度加剧,大黄根际土壤微生物物种数目、丰富度指数降低。水分亏缺下蓝藻菌门、厚壁菌门、放线菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门以及链霉菌属、放线菌属等是药用大黄根际的优势菌群。药用大黄根部芦丁、大黄素相对含量与蓝藻菌门、厚壁菌门相对丰度呈正相关,(+)-儿茶素、(-)-表儿茶素没食子酸酯相对含量与拟杆菌门、厚壁菌门相对丰度呈正相关。综上所述,适当的干旱胁迫能从生理诱导和增加与有益微生物之间的联系2个方面,提高药用大黄根部次生代谢产物含量。

关键词：干旱胁迫次生代谢产物微生物多样性功能分布优势菌群

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基于全长转录组测序的掌叶大黄R1-MYB基因家族鉴定分析

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药学学报 2023年第5期58卷 1354-1363页

作者：赵霞李元敏李依民肖光辉张明英程文萍高静彭亮张岗陕西中医药大学药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心陕西西安712046 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西西安712046 陕西中医药大学第二附属医院陕西西安712046 陕西师范大学生命科学学院陕西西安710119

作为MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子家族的一大类,R1-MYB(MYBrelated)家族在植物生长发育、环境胁迫及激素信号转导等方面发挥重要的调节作用。本研究基于全长转录组测序分析,系统筛选掌叶大黄R1-MYB... 详细信息

作为MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子家族的一大类,R1-MYB(MYBrelated)家族在植物生长发育、环境胁迫及激素信号转导等方面发挥重要的调节作用。本研究基于全长转录组测序分析,系统筛选掌叶大黄R1-MYB家族基因,分析其编码蛋白的理化、结构域及分子进化等特性,利用RNA-seq进行基因组织表达分析,并检测RpMYB24响应激素、非生物胁迫的表达模式。结果表明,共鉴定到掌叶大黄49个R1-MYB家族基因,主要编码热稳定的亲水蛋白,大部分定位于细胞核。各蛋白无规卷曲和α螺旋所占比例较大,存在MYB家族标志性的W型保守氨基酸。掌叶大黄R1-MYB家族成员分布于CCA1(circadian clock associated 1)-like、I-box(GATAAG)-like、CPC(CAPRICE)-like、TRF(telomere repeat binding factor)-like和TBP(TATA binding protein)-like 5个亚组,且CCA1-like数量居多。RNA-seq揭示49个R1-MYBs基因在掌叶大黄根、根茎及叶中差异表达,根及根茎中分别有15、23个基因表达量高于叶中。发现RpMYB24基因受脱落酸(abscisic acid,ABA)、水杨酸(salicylic acid,SA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)的诱导,且能显著应答损伤、低温或高温胁迫,但对干旱胁迫响应不显著。本研究系统鉴定了掌叶大黄R1-MYB家族基因及其分子特征,为下一步开展基因功能验证提供基础,进而为大黄药材品质形成的转录调控机制研究提供科学依据。

关键词：掌叶大黄 R1-MYB 转录因子基因表达胁迫

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掌叶大黄4个MYB转录因子的分子克隆及胁迫表达

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西北农业学报 2024年第7期33卷 1352-1363页

作者：赵霞李元敏李依民胡晓晨高静颜永刚张岗陕西中医药大学药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心西安712046 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室西安712046 陕西中医药大学第二附属医院西安712046

旨在克隆获得 RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6基因ORF,并对其理化特性、系统进化关系、不同组织表达、激素与非生物胁迫下的表达等展开分析。研究结果表明, RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6依次编码333、275、293、291个氨基酸,... 详细信息

旨在克隆获得 RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6基因ORF,并对其理化特性、系统进化关系、不同组织表达、激素与非生物胁迫下的表达等展开分析。研究结果表明, RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6依次编码333、275、293、291个氨基酸,分子质量分别为34.781、30.525、31.243、33.313 ku, 4个RpMYBs蛋白均为亲水性蛋白并具有较高的热稳定性,除 RpMYB2外其余3个基因结构主要为α-螺旋和无规则卷曲,且均定位于细胞核。由蛋白结构域和保守基序分析发现, RpMYB2、 RpMYB5含有1个HTH-MYB结构域, RpMYB3、 RpMYB6含有2个HTH-MYB结构域,且不同MYB转录因子包含的保守元件数量及种类存在差异,系统进化分析显示 RpMYB2、 RpMYB5属于R1-MYB亚家族, RpMYB3、 RpMYB6属于R2R3-MYB亚家族,与其结构域分类一致。实时荧光定量结果显示,根中 RpMYB2、 RpMYB6转录本丰度最高, RpMYB3、 RpMYB5基因分别在叶片、叶柄中高表达。经200μmol·L^(-1)脱落酸(abscisic acid, ABA)处理, RpMYB5于24 h达峰值;200μmol·L^(-1)茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)诱导 RpMYB6表达,表达量随时间推移呈逐渐上升趋势且于24 h最高(为0 h的10.30倍),抑制 RpMYB3表达;200μmol·L^(-1)水杨酸(salicylic acid, SA)诱导 RpMYB6表达最为明显,3 h表达量上调至0 h的21.84倍。RpMYBs在非生物胁迫处理下表达也各有差异, RpMYB2受高温胁迫诱导表达, RpMYB3在损伤、高温胁迫下表达下调, RpMYB5在损伤胁迫下表达受抑制, RpMYB6响应高温、盐胁迫。

关键词：掌叶大黄 MYB 表达分析胁迫实时荧光定量PCR

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甘草GuWOX基因家族的鉴定与表达分析

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西北植物学报 2022年第3期42卷 398-409页

作者：葛甜甜王楠高静张岗颜永刚沈雨璇陕西中医药大学药学院/陕西省中医药管理局秦药研发重点实验室西安712046 陕西中医药大学陕西中药资源产业化省部共建协同创新中心/秦药特色资源研究与开发国家重点实验室(培育) 陕西咸阳712083

WUSCHEL-related homeobox(WOX)转录因子是植物特有的转录因子,具有调控植物生长发育和非生物胁迫响应的作用。该研究通过生物信息学的方法对GuWOX基因家族进行分析,并利用qRT-PCR方法检测该基因家族在不同组织和非生物胁迫下的表达情况... 详细信息

WUSCHEL-related homeobox(WOX)转录因子是植物特有的转录因子,具有调控植物生长发育和非生物胁迫响应的作用。该研究通过生物信息学的方法对GuWOX基因家族进行分析,并利用qRT-PCR方法检测该基因家族在不同组织和非生物胁迫下的表达情况,利用RT-PCR方法克隆得到4个GuWOX基因。结果显示,(1)GuWOX基因家族共有16个成员,均含有保守的HD,为亲水性不稳定蛋白质;系统进化分析表明,GuWOX基因家族分为3个进化支(远古支、中间支和现代支);启动子序列中包括响应多种逆境和激素的顺式作用元件。(2)qRT-PCR结果显示,在侧根中GuWOX1的表达量最高,在茎中GuWOX15的表达量最高;GuWOX在盐、无磷和GA_(3)处理后不同时间段都有表达;干旱和ABA处理GuWOX15的表达模式相近,且在处理12 h时均上调表达。(3)成功克隆得到GuWOX1、GuWOX5、GuWOX6、GuWOX12基因,其长度分别为557 bp、707 bp、716 bp和578 bp,分别编码184、237、237和191个氨基酸。该研究结果表明,GuWOX基因参与甘草发育、对逆境胁迫的响应以及植物激素调节,为进一步分析GuWOX基因功能奠定了基础。

关键词： WOX转录因子生物信息学实时荧光定量基因克隆

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旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限与贮藏条件的药用大黄种子萌发特性的影响

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生态学杂志 2023年第1期42卷 18-28页

作者：谢丰璞王楠高静张岗葛甜甜张亚丽成世强宋忠兴唐志书陕西中医药大学陕西中药资源产业化省部共建协同创新中心/秦药特色资源研究与开发国家重点实验室(培育)陕西咸阳712083 陕西中医药大学药学院/陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室西安712046 镇巴县科技进步促进中心陕西汉中723000 中国中医科学院北京100700

为探讨旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限和贮藏时间的药用大黄种子萌发和幼苗生长的影响,以采自陕西汉中镇巴县的药用大黄种子为研究对象,纯净水(CK)为对照组,置于用以模拟干旱和盐胁迫的不同渗透势水平(-0.3和-0.5 MPa)的PEG和NaCl处理... 详细信息

为探讨旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限和贮藏时间的药用大黄种子萌发和幼苗生长的影响,以采自陕西汉中镇巴县的药用大黄种子为研究对象,纯净水(CK)为对照组,置于用以模拟干旱和盐胁迫的不同渗透势水平(-0.3和-0.5 MPa)的PEG和NaCl处理下,每日记录种子萌发个数并观察幼苗生长情况。结果表明:相比低和高海拔的种子,中海拔1650 m处采集的种子萌发率更高,且海拔1650和1300 m处的种子对干旱和盐胁迫的耐受力强;随着胁迫浓度的增加,干旱胁迫对药用大黄幼苗生长的抑制作用极其显著,在-0.5 MPa PEG处理下所有幼苗均死亡;不同海拔、不同生长年限及不同贮藏期的种子内源赤霉素含量无明显差异,而赤霉素浸种后种子活力和内源赤霉素浓度显著升高;室温贮藏1年的大黄种子发芽率、活力、耐盐性显著低于新采集的种子,而3年生植株种子发芽率、活力、耐盐性均高于2年生且耐旱性更强。综上可知,药用大黄种子不适宜长期室温贮藏,中海拔以及轻度盐胁迫有助于药用大黄种子萌发及幼苗生长,且3年生药用大黄种子质量高于2年生。

关键词：渗透胁迫海拔生长年限贮藏期种子萌发幼苗生长赤霉素

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