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铁皮石斛S-腺苷酸脱羧酶基因DoSAMDC1的克隆及特征分析
S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosyl-L-methionine decarboxylase,SAMDC)是多胺合成的关键酶,通过调节多胺的代谢途径参与植物的多项生理生化过程.本文利用cDNA末端快速克隆技术(RACE),首次从铁皮石斛共生萌发种子中分离得到一个新的SAMDC基因,命名为DoSAMDC1 (GenBank注册号JX966243),并对其编码蛋白的理化性质、保守结构域等特征进行分析.生物信息学分析表明,DoSAMDC1基因的全长为1 979 bp,涵盖tiny-uORF、small-uORF和mainORF 3个植物SAMDC基因特征ORF.mORF编码一条368个氨基酸的肽链,预测分子质量为40.7 kD,等电点为5.2,编码蛋白不含信号肽,具有22个氨基酸的跨膜域(89～110位),具有植物SAMDC的典型结构特点,包括酶原剪切位点、PEST结构域及催化功能必须的氨基酸.序列比对及系统发育树分析结果表明DoSAMDC1与单子叶植物SAMDC具有很高的同源性,与双子叶植物的亲缘关系较远.应用实时荧光定量PCR对DoSAMDC1基因在石斛不同组织中的表达模式分析发现,该基因在未接菌的植物组织中表达变化差异不大,在接菌共生萌发的植物种子中显著上调表达,为未萌发种子的2.74倍,具有受真菌侵染诱导表达的特性,揭示其可能通过参与多胺调控途径在植物-真菌共生方面发挥作用.
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药用植物铁皮石斛ABC转运蛋白基因的鉴定及其差异表达分析
ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporters)是一类普遍存在于原核生物和真核生物中的跨膜转运蛋白,在植物次生代谢物质的转运与积累、植物激素运输、脂质代谢、外源毒素的解毒、植物抗病等方面都起着关键作用.本研究基于铁皮石斛基因组和转录组数据,初步鉴定了88个铁皮石斛ABC转运蛋白,并预测了其功能及亚细胞定位.这些蛋白分为ABCA-ABCI等7个亚家族,包括4个ABCA、19个ABCB、12个ABCC、3个ABCD、9个ABCF、37个ABCG和4个ABCI,主要定位在细胞质膜、液泡及高尔基体上.结合转录组数据比较分析了铁皮石斛种子无菌及接菌共生萌发过程中ABC转运蛋白表达模式.结果表明ABCB和ABCG蛋白家族部分成员在种子接菌共生萌发过程中显著差异上调表达.荧光实时定量PCR结果显示,与无菌萌发相比,2个ABCG-PDR基因和2个ABCB11基因在铁皮石斛种子接菌共生萌发组中显著高表达(fold change≥10.0).基于蛋白同源性分析,预测这些蛋白主要参与了脱落酸、生长素等激素的运输,暗示这些蛋白在铁皮石斛种子萌发及与微生物相互作用过程中发挥重要作用.
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石斛属植物种子萌发的研究进展
目的 总结石斛属植物种子萌发的研究进展.方法 以国内外发表的相关文献为依据,进行归纳、总结.结果 有20多种石斛属植物开展了种子非共生萌发的研究,相关技术已用于种苗的生产;对该属植物种子共生萌发的研究方兴未艾,已经发现了一些萌发真菌,集中于胶膜菌、蜡壳菌等真菌类群,这些菌株在种苗生产上有很好的应用前景.结论 石斛属植物种子萌发的研究主要包括非共生萌发和共生萌发两方面内容;利用萌发真菌与种子共生萌发获得种苗,是石斛类药材人工栽培生产的发展趋势.
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白及繁育技术研究进展
本文在国内外相关文献的基础上,从种子直播、共生萌发、组织培养和人工种子4方面对近年来白及繁育技术研究进行了系统性的总结,比较了不同繁育技术的优缺点,以期促进白及繁育技术的进步.并对未来以不同繁育技术相结合,建立起系统的白及繁育技术体系进行了展望,为白及药用资源的可持续发展提供参考.
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珍稀药用植物白及种苗人工繁育技术研究进展
白及(Bletilla striata(Thunb.)Reiehb.f.)为兰科白及属多年生草本植物,药用其干燥块茎,是我国传统中药,始载于《神农本草经》[1].现代研究表明,白及块茎主要化学成分为联苄类、二氢菲类、联菲类及其衍生物,尚含菲并螺甾内酯类、三萜类、花色素苷类、甾体类、醚类等化合物[2],具有抗炎抗菌[3]、止血活血、抗肿瘤[4]、抗血管生成[5]、抗胃溃疡、抗肝纤维化[6]、抗矽肺、抗补体活性、促进创面愈合[7]、调节免疫[8]、扩张血容量和升高血压[9]等药理作用,临床上广泛应用于治疗溃疡性结肠炎、慢性咳血、皮肤口腔疮疡、烧烫伤、上消化道溃疡、手足皲裂等疾病[10].此外,白及还可做成代血浆[9];白及粒子作为药物载体[11];白及微球、白及胶、精制白及粉、浓缩白及煎液可以服务于影像学的检查和介入治疗[12];白及葡甘露聚糖胆甾醇基修饰后可用于纳米材料[13],白及葡聚糖作为缓释药物、基因、组织工程学中的辅料[14].
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铁皮石斛DoMAPK5基因的克隆及表达特征分析
目的 克隆及分析铁皮石斛DoMAPK5基因的表达特征.方法 利用cDNA末端快速克隆技术(RACE),首次从铁皮石斛接菌共生萌发种子中分离得到1个新的MAPK基因,对其编码蛋白的理化性质、保守结构域等特征及进行了分析.并应用荧光定量PCR对DoMAPK5基因在石斛不同组织中表达模式分析.结果 DoMAPK5基因(GenBank注册号KJ472788),全长为2184bp、编码一条597个氨基酸的肽链,预测分子量为67.39KDa,等电点为9.28,编码的蛋白均不合信号肽,在210-232位具有23个氨基酸的跨膜域,具有MAPK蛋白家族保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的结构域及MAPK位点.序列比对及系统发育树分析结果表明DoMAPK5基因与葡萄MAPK基因均具有很高的相似性(82％),与水稻MAPK10亲缘关系近.应用荧光定量PCR对DoMAPK5基因在石斛不同组织中表达模式分析显示,该基因在未接菌的植物组织中属组成型表达,在接菌共生萌发的植物组织中显著上调,为未萌发种子的10.49倍.结论 DoMAPK5在植物组织中属于组成型表达,具有受菌根真菌诱导表达的特征.
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白及种子繁育的研究现状
目的:为促进白及种子繁育、解决种苗短缺问题提供参考.方法:以"白及种子""组织培养""人工种子""Bletilla striata seed""Tissue culture""Artificial seed"等为关键词,组合检索1990年8月-2018年1月发表并收录于中国知网、万方、PubMed等数据库的相关文献,就白及种子特点以及共生萌发、非共生萌发、直播萌发、人工种子等相关研究情况进行归纳,综述其繁育研究现状.结果与结论:共检索到相关文献98篇,其中有效文献53篇.白及种子在自然条件下萌发率低,且长期采用传统繁殖(块茎分割)方式可导致其种性退化,故可通过共生萌发、非共生萌发、直播萌发、人工种子等人工繁育方式来解决白及种苗短缺等问题.其中,白及种子与真菌的共生萌发可提高种子的萌发率并促进其后期的生长发育,共生真菌包括镰刀菌、丛赤壳属真菌、拟茎点霉菌等.非共生萌发包括固体和液体培养两种方式,种子萌发的关键在于培养基(以固体培养基为主)、激素(6-苄基胺基嘌呤、萘乙酸等)和其他添加物(马铃薯、活性炭等).非共生萌发的相关研究较多,但所耗人力、物力大,成本较高,需提前炼苗,且所得种苗生长缓慢.直播萌发的关键在于基质土的配比,具有成本较低、炼苗时间短、耗种量大、易出现大量死苗等特点.白及人工种子可以较低成本大量获取,但其制作过程烦琐,难以实现大批量生产.后续研究应深入发掘优势基因品种、加强共生真菌筛选及探讨共生真菌协同作用、完善直播萌发技术,将共生萌发与直播萌发相结合,以进一步提高白及种子的萌发率.
