君子兰八氢番茄红素合成酶基因的克隆与序列分析

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番红花(Crocus sativus)八氢番茄红素脱氢酶CsPDS基因的克隆、表达及含西红花甙资源植物的研究

番红花（Crocus sativus）八氢番茄红素脱氢酶CsPDS基因的克隆、表达及含西红花甙资源植物的研究番红花(Crocus sativus L.)系鸢尾科(Iridaceae)番红花属(Crocus)球茎类草本植物。

由于富含的类胡萝卜素使其具有鲜亮的颜色、特殊的香味，因而被用作食品添加剂、天然色素、香料和染料外；番红花也是一种珍稀名贵中药材，具有抑制肝炎病毒、增强免疫、治疗或预防心脑血管疾患和抗癌的功效。

其中主要的活性成分是西红花甙，需经类胡萝卜素代谢途径合成，而八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase)是此途径中的一个早期关键酶。

本文对番红花资源的研究概况进行了概述，并依据GenBank中八氢番茄红素脱氢酶基因的保守序列设计简并引物，通过反转录聚合酶链式反应和快速分离cDNA末端技术从番红花柱头中扩增得到了八氢番茄红素脱氢酶基因的全长cDNA(GenBank AY183118)。

该cDNA全长2149bp，包含一个1697bp的开放阅读框架，编码565个氨基酸。

在起始密码子上游有一个由59个碱基组成的5’非编码区；在终止密码子下游有一个由391个碱基组成的3’非编码区，包括4个分解信号、1个加尾信号和1个长度为17个腺苷酸的poly(A)尾。

经BlastP发现，其一级结构与水仙等植物的八氢番茄红素脱氢酶同源性高，并且在编码区N端附近具有八氢番茄红素脱氢酶基因的特征：FAD保守结构域。

由此可认为该番红花八氢番茄红素脱氢酶基因在结构上与其它植物八氢番茄红素脱氢酶基因是同源的，是八氢番茄红素脱氢酶基因家族中的一个新成员。

Southern印迹表明该基因在番红花柱头中以单拷贝形式存在。

Northern印迹四川大学博士学位论文表明，八氢番茄红素脱氢酶在番红花成熟组织中柱头、雄蕊的表达强于叶和茎。

此基因的克隆，为深入研究八氢番茄红素脱氢酶基因结构、表达和调节机制及其结构和功能的关系奠定了重要的基础。

园艺植物中类胡萝卜素合成与调控的研究进展

园艺植物中类胡萝卜素合成与调控的研究进展一、综述类胡萝卜素作为一类重要的天然色素，在园艺植物中发挥着不可或缺的作用。

随着生物技术的飞速发展和研究手段的不断创新，园艺植物中类胡萝卜素的合成与调控机制逐渐明晰，为园艺植物的遗传育种和生产实践提供了坚实的理论依据。

园艺植物如胡萝卜、番茄、菠菜等富含类胡萝卜素，这使得它们在营养价值和观赏价值方面都具有独特的地位。

类胡萝卜素不仅赋予植物丰富多彩的颜色，更在植物的光合作用、抗氧化、抗逆境等生理过程中发挥着关键作用。

深入研究园艺植物中类胡萝卜素的合成与调控机制，对于提高园艺植物的品质、产量和抗逆性具有重要意义。

在类胡萝卜素的合成方面，研究揭示了其生物合成途径中的关键酶和基因。

类胡萝卜素的合成是一个复杂的生物过程，主要在叶绿体和有色体中进行。

植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物质，并释放氧气。

这一过程中，光合色素吸收光能，通过光化学反应生成初级光产物，进而参与类胡萝卜素的合成。

这些初级光产物在一系列酶的作用下，经过多步反应，最终合成各种类胡萝卜素。

在类胡萝卜素的调控方面，研究发现了多种调控因素，包括基因表达、激素和信号通路等。

基因表达调控是其中最重要的机制之一，植物体内存在一系列与类胡萝卜素合成相关的基因，这些基因的表达水平受到光照、温度、激素等多种因素的影响。

激素和信号通路也对类胡萝卜素的合成进行精细调控，以确保其在植物体内的平衡和稳定。

园艺植物中类胡萝卜素的合成与调控是一个复杂而精细的过程，涉及多个层面和因素。

未来研究将进一步揭示其合成与调控的分子机制，为园艺植物的遗传育种和生产实践提供更有效的理论指导和技术支持。

1. 类胡萝卜素在园艺植物中的重要性类胡萝卜素在园艺植物中的重要性不容忽视。

作为一类重要的天然色素，类胡萝卜素不仅赋予园艺植物丰富多彩的颜色，从鲜艳的黄色到深邃的红色，使得植物在视觉上更具吸引力，而且还在植物的生长、发育以及抵抗逆境过程中发挥着至关重要的作用。

植物番茄红素生物合成相关基因的表达调控研究进展

ZDS进行超量表达外 ,还可对促进番茄红素环化的酶 ,如
LCYb、LCYe进行抑制表达。而 RNA i作为一种简单、有效的
可代替基因敲除技术来抑制特定基因表达的有力遗传工具 ,
具有特异性、稳定性、高效、快速以及不改变基因组的遗传组
成等特性 ,已成为功能基因组学强有力的研究手段。因此 ,
RNA i在番茄红素生物合成基因的调控研究方面会发挥越来
对许多植物的研究表明 , PDS 和 ZDS 基因的同源性达 33% ～35% ,系统分析上可将它们归为一类。 PDS 基因已从番茄 [16 ] 、大豆 [18 ] 、烟草 [10 ] 等植物中分离出来。 PDS对番茄类胡萝卜素合成调控在叶、花和果实中明显不同 [16] ,番茄果实成熟时 , PDS 的表达增强 [19] 。Rodrigo等从成熟柑橘果实中克隆了 PDS 和 ZDS 基因的部分和全长 cDNA 序列 ,发现 ZDS基因对柑橘果实中类胡萝卜素的积累起正调控作用 ,而 PDS 基因表达与果实形成时类胡萝卜素含量呈正相关 [20] 。柑橘成熟果实中类胡萝卜素的积累是 PSY、PDS 和 ZDS 等基因协同表达的结果 [9] 。 2. 5 LCY b和 LCY e LCYb和 LCYe是一类重要的环化酶 , 它们参与番茄红素的环化反应 ,形成带 β环和 ε环的类胡萝卜素 ,这是植物类胡萝卜素生物合成途径中的关键分支点。 LCYb和 LCYe由单拷贝基因编码 ,其氨基酸序列同源性达 35% [21] ,均以线状、对称的番茄红素为底物。目前已从番茄 [22 ] 、柑橘 [9 ] 、拟南芥 [21 ] 等植物中分离出编码 LCYb 和 LCYe的基因。在番茄果实成熟期 , LCYb和 LCYe基因的表达消失 [22] 。Rosati等将从番茄自身克隆到的番茄红素 β2环化酶基因正义导入番茄植株 ,结果番茄果实中 β2胡萝卜素含量增加 3. 8倍 ,但类胡萝卜素总量基本不变 [23] 。Dharmapuri 等将番茄红素 β2环化酶和 β2环羟化酶基因在果实特异启动

八氢番茄红素合成酶基因植物表达载体的构建及对人参的遗传转化

八氢番茄红素合成酶基因植物表达载体的构建及对人参的遗传
转化
何秀霞;张勇;于源华
【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(030)004
【摘要】将八氢番茄红素合成酶基因重组于植物双元表达载体pBin438,得到重组质粒pBin438PSY.用冻融法将其导入农杆菌EHA101中,采用叶盘法转化人参愈伤组织,经诱导与筛选,获得了潮霉素抗性植株.提取抗性植株总DNA.通过PCR扩增和PCR-Southern杂交检测.筛选出了整合有外源基因的抗性细胞系.为进一步研究八氢番茄红素合成酶基因在人参中的表达及生物学功能的研究奠定了基础.
【总页数】3页(P69-71)
【作者】何秀霞;张勇;于源华
【作者单位】长春理工大学,生命科学技术学院,长春,130022;长春理工大学,生命科学技术学院,长春,130022;长春理工大学,生命科学技术学院,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】Q785
【相关文献】
1.番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建 [J], 邹礼平;高和平;钟亚琴;陈锦华
2.甜瓜果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆及正义表达载体的构建 [J], 马乐园;于
喜艳
3.八氢番茄红素合成酶(PSY2)基因果实特异表达载体的构建 [J], 刘顺枝;朱雪娇;杨礼香;王小兰
4.八氢番茄红素合成酶基因(PSY)对大豆的遗传转化 [J], 龚学臣;季静;抗艳红;王罡;吴颖;王萍
5.八氢番茄红素合酶基因对人参的遗传转化 [J], 于源华;杜柏权;张勇;张丽
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番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建

卜生物合成途径中促进番茄红素合成的上游的素关键酶，本研究从番茄中克隆了该关键酶基因，并
构建了超量表ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ达载体，通过基因工程手段调控为
该基因表达，一步提高番茄中的番茄红素含量，进增强番茄的营养品质打下了基础。
１材料与方法
１１植物材料、．菌株、粒及试剂质
番茄品种Ｍ８、２大肠杆菌ＤＨ５、物表达载ａ植体ｐＭＶ（ｐＩ２在Ｂ１１的基础上改造而成）由华中农
业大学作物遗传改良国家重点实验室番茄组提
供。克隆载体质粒ｐＭＤ１一Ｔ购自ＴＫａａ公８ａＲ司，一链ｅＮＡ合成试剂盒、ａＮＡ聚合酶、第ＤＴｑＤ
基金项目：北省教育厅重点科研项目（２０２０２湖Ｄ０７６０）作者简介：礼平（９７邹１６一
一
）男，，湖北汉川人，感学院生命科学技术学院副教授，士。孝博
１６ —
番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建
（感学院生命科学技术学院。孝湖北孝感４２０）３００
摘要：氢番茄红素合成酶是植物类胡萝卜素生物合成途径中促进番茄红素合成的关键酶，据番茄该八根酶的编码基因序列设计一对引物，过Ｒ通Ｔ— ＰＲ在番茄中扩增出一个约１０ｐ的全长ｃＮ片段。测序结Ｃ５０ｂＤＡ

八氢番茄红素脱氢酶基因超表达载体的构建及表达鉴定

八氢番茄红素脱氢酶基因超表达载体的构建及表达鉴定摘要:八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是植物类胡萝卜素生物合成途径中促进番茄红素合成的关键酶,根据番茄中该酶的编码基因序列设计一对特异引物,通过RT-PCR在番茄中扩增出一个约1 900 bp的全长cDNA片段｡对这个全长片段构建了超表达载体,酶切检测表明该片段已插入植物表达载体｡采用农杆菌介导的方法转化番茄获得10株转基因植株,PCR检测表明外源基因已导入番茄基因组中｡转基因番茄果实的番茄红素含量分析结果表明,转基因后代株系番茄红素平均含量比对照增加了1.4倍,PDS编码基因的超表达有效促进了番茄果实中番茄红素的合成和积累｡关键词:番茄;八氢番茄红素脱氢酶;超表达;载体构建;遗传转化Construction of Overexpression Vector for Phytoene Dehydrogenase Gene and Its Expression Identification in TomatoAbstract: Phytoene dehydrogenase (PDS) is a key enzyme in the carotenoid biosynthetic pathway. A 1 900 bp full-length cDNA fragment was amplified by RT-PCR from tomato using a pair of specific primers based on the coding sequence of PDS. Using the amplified fragment, the overexpression vector was constructed and identified by digestion with appropriate enzymes. The vector was transformed into tomato by Agrobacterium-mediated method and ten transgenic plants were obtained. The result of PCR revealed that the target gene was integrated into the tomato genome. The lycopene contents in the fruits of transgenic lines were 1.4 times higher than that of the control, suggesting that overexpression of PDS significantly enhanced the lycopene biosynthesis and accumulation in transgenic tomato fruits.Key words: tomato; phytoene dehydrogenase; overexpression; construction of expression vector; genetic transformation番茄红素是一种天然植物色素,是许多类胡萝卜素生物合成的中间体｡番茄红素广泛存在于水果及蔬菜中,在番茄中的含量最高｡近年来国内外许多研究表明,番茄红素可以猝灭活性氧类物质,清除体内自由基,活化免疫细胞,具有防癌､抗癌作用｡番茄红素能消除香烟和汽车废气中的有毒物质,可以预防和治疗心脑血管疾病,保护皮肤｡番茄红素的抗氧化性能是天然类胡萝卜素中最强的,其独特的生理功能正越来越受到人们的重视[1]｡经过多年的研究,人们已基本清楚了植物类胡萝卜素的生物合成途径[2,3],也克隆了合成途径中的大多数关键酶基因[3-5],这使得人们可以通过基因工程的方法调控番茄红素的生物合成｡在植物类胡萝卜素的生物合成途径中,八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是促进番茄红素合成的关键酶,该研究的目的是通过RT-PCR的方法从番茄中克隆该关键酶基因,构建超表达载体并通过农杆菌介导对番茄进行遗传转化,以增加转基因后代植株中的番茄红素含量,提高番茄果实的营养价值｡1 材料与方法1.1 材料番茄品种中蔬5号､大肠杆菌DH5α､植物表达载体pMV(由pBI121改造而成,即将GUS片段缺失,引入含有5′-XbaⅠ-XhoⅠ-KpnⅠ-SacⅠ-3′多酶切克隆位点的片段)由华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室番茄组提供｡TRIzol试剂盒购自Invitrogen公司,克隆载体质粒pMD18-T购自TaKaRa公司,第一链cDNA 合成试剂盒､Taq DNA聚合酶､T4 DNA连接酶､限制性内切酶购自Fermentas公司,DNA纯化回收试剂盒及其他相关试剂购自上海生工生物工程有限公司｡1.2 方法1.2.1 RT-PCR扩增及基因克隆根据GenBank中番茄八氢番茄红素脱氢酶(PDS)编码基因序列(M88683)设计一对引物为F:5′-TTCAACTTCAACCCAACC-3′,R:5′-TCACCTCGCACTCTTCTT-3′｡从番茄组织中抽提RNA进行反转录,获得cDNA第一链｡以获得的cDNA为模板进行RT-PCR反应,反应体系为25 μL,内含1×PCR Buffer,MgCl2 1.5 mmol/L,dNTPs 0.2 mmol/L,基因特异引物0.5 μmol/L,Taq DNA聚合酶1U,模板约100 ng｡反应条件:94 ℃预变性5 min;94 ℃､1 min,56 ℃､1 min,72 ℃､2 min,35个循环;最后72 ℃延伸10 min｡回收RT-PCR扩增得到的cDNA片段,克隆到pMD18-T载体上,方法见文献[6]｡重组克隆测序由上海英骏生物技术有限公司完成｡1.2.2 超表达载体的构建将含有PDS编码基因的pMD18-T载体用SalⅠ和KpnⅠ双酶切,回收小片段克隆到经XhoⅠ和KpnⅠ双酶切的pMV载体上,构建成超表达载体(图1)｡将构建的载体通过电击法导入根癌农杆菌EHA105中｡1.2.3 番茄的遗传转化番茄的遗传转化参见文献[7]｡当卡那霉素抗性芽长到2~3 cm后切下抗性芽,插入到生根培养基中诱导生根｡当根长到3~4 cm后将小植株开瓶炼苗3~5 d,然后移栽到花盆中｡1.2.4 转基因植株的检测及番茄红素含量测定提取卡那霉素抗性植株及未转化植株的总DNA,用NPTⅡ引物(F:5′-AGACAATCGGCTGCTCTGAT-3′,R:5′-TCATTTCGAACCCCAGAGTC-3′)进行PCR检测｡PCR反应体系和扩增程序见文献[7]｡转基因植株及对照番茄红素含量测定参照万群等[8]介绍的方法｡2 结果与分析2.1 番茄PDS编码基因的克隆以番茄叶片第一链cDNA为模板,通过RT-PCR扩增出一大小在1 900 bp左右的片段(图2)｡回收目的片段克隆到pMD18-T载体上｡重组质粒经SalⅠ与KpnⅠ双酶切检测,可切下一大小在 1 900 bp左右的片段(图3),证明克隆成功,命名为pMDPDS｡重组子测序结果表明,所克隆的片段全长1 927 bp,其序列与GenBank中M88683的序列完全一致｡2.2 植物超表达载体的构建选择经测序验证的正义重组克隆子pMDPDS,先用SalⅠ和KpnⅠ双酶切,再与经XhoⅠ和KpnⅠ双酶切后的pMV载体连接,构建成超表达载体,定名为pMPDS ｡pMPDS经XbaⅠ和KpnⅠ双酶切检测,可切下一大小在1 900 bp左右的片段(图4),表明所构建的超表达载体完全正确｡2.3 转基因植株的获得与检测采用农杆菌介导的共培养法获得了11株卡那霉素抗性再生植株,这些抗性植株与对照相比没有明显的形态学差异｡以pMPDS载体为阳性对照,未转基因植株为阴性对照,利用NPTⅡ引物对卡那霉素抗性植株进行PCR的检测结果显示,10株再生植株能扩增出预期的740 bp的电泳带,而未转基因植株则无该特异带(图5),初步表明外源基因已整合到番茄的基因组中,PCR结果阳性的植株占抗性植株的比例为90.9%｡2.4 转基因植株后代番茄红素含量分析对转基因番茄植株T1代株系测定果实番茄红素含量,结果见图6｡从图中可看出,转基因植株果实番茄红素含量都比对照显著增加,最高的株系6比对照增加了2.1倍,平均增加了1.4倍｡3 小结与讨论植物类胡萝卜素生物合成途径是重要的色素合成途径,由于植物类胡萝卜素合成途径中几乎所有的基因均已被分离和鉴定,使得利用转基因技术提高一些主要农作物中类胡萝卜素的含量成为可能｡目前,植物类胡萝卜素基因工程进展很大[9-11],转基因“金稻”的培育就是一个突出的例子[12]｡本研究从番茄中克隆了植物类胡萝卜素生物合成途径中促进番茄红素合成的八氢番茄红素脱氢酶(PDS)的编码基因,并构建了该基因的超表达载体,通过农杆菌介导法获得了转基因番茄植株,转基因后代株系果实中番茄红素平均含量比对照增加了1.4倍｡由此可见,超表达PDS的编码基因成功地达到了增加番茄果实中番茄红素的含量和提高番茄果实营养价值的目的｡Fray等[13]的研究表明,组成型过量表达番茄PSY的编码基因导致转基因番茄植株矮化｡同样,Busch等[14]的研究表明,烟草PSY的编码基因组成型过量表达,也引起转基因烟草植株矮化､叶片形态变化等不良反应｡本研究中超表达载体采用的是CaMV 35S启动子,获得的10株转基因番茄植株是组成型超表达PDS的编码基因的,这些转基因植株与野生型相比没有明显的形态学差异,这与张建成等[15]的研究结果一致｡在转基因研究中,人们通常选择组织或器官特异性启动子,以减少对非靶器官或组织生长的影响｡Aluru等[16]利用特异性启动子,将类胡萝卜素合成途径中的3个基因PSY､PDS､ZDS同时过量表达,发现转基因玉米胚乳中积累的总的类胡萝卜素含量是对照的34倍｡因此,在应用基因工程技术调控类胡萝卜素生物合成途径时,应尽量选用组织或器官特异性启动子｡参考文献:[1] 李京,惠伯棣,裴凌鹏. 番茄红素——被关注的功能因子[J].食品科学,2005,26(8):461-464.[2] HIRSCHBERG J. 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Engineering the provitamin A (β-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm[J]. Science,2000,287(5451):303-305.[13] FRAY R G,WALLACE A,FRASER P D,et al. Constitutive expression of a fruit phytoene synthase gene in transgenic tomatoes causes dwarfism by redirecting metabolites from the gibberellin pathway[J]. Plant J,1995,8(5):693-701.[14] BUSCH M,SEUTER A,HAIN R. Functional analysis of the early steps of carotenoid biosynthesis in tobacco[J]. Plant Physiol,2002,128(2):439-453.[15] 张建成,周文静,邓秀新. 超表达草生欧文氏菌crtB基因促进转基因番茄类胡萝卜素合成的研究[J].园艺学报,2010,37(3):390-396.[16] ALURU M,XU Y,GUO R,et al. Generation of transgenic maize with enhanced provitamin A content[J]. J Exp Bot,2008,59(13):3551-3562.。

甜瓜果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆及正义表达载体的构建

ＭＡｅ —ｙａＹＵＬｕｎ．ｘｉ—ｙｈ‘ ａ
（ｏｅｅｆＨｒｃｌｒＳｉｃｎｎｉｅｎ，ｈｎｏｇｉｕａｎｅｄｙｔｅ研ＬｂｒｔｒＣｌｇｏｔｕｔｅｃｎｅａｄＥｇｎｒｇＳａｄｎＡｒ￣ｒｌＵｉｒ￣／Ｓｔｌｏｉｕｅｅｉｇｃｖａａｏｏａｙ
ＣｌｎｎｆＰｈｔｅｅＳｎｈｓｎｒｍｕｋｌｎａｄｏｉｇｏｙｏｎｙｔａｅＧｅｅｆｏＭｓｍｅｏｎ
ＣｏｓｒｃｉｎｏｔｅｓｐｒｓｉｎＶｅｔｒｎｔｕｔｆＩｓＳｎｅＥｘｅｓｏｃｏｏ
以ＢｍＨＩＳ／双酶切ｐＩＴ—ＣＰＹａ和ａＩＭＤ８一ｍＳ和表达载体ｐＩ２，Ｂｌ１再将回收的目的片段与ｐＩ２用ＴＮＢ１１４ＤＡ
连接酶连接，结果证明，ｍＳ向插入到ｐＩ２ＣＰＹ正Ｂ１１中，得到了ｐＩ２Ｂ１１一ＣＰＹ的重组质粒。该研究为了解ｍＳ甜瓜八氢番茄红素合成酶的活性调节机制，并通过基因工程手段研究甜瓜ＰＹ的活性奠定了基础。Ｓ关键词：甜瓜；ｋ／氢番茄红素合成酶；克隆；表达载体中图分类号：７５Ｑ８文献标识号：Ａ文章编号：０１４４（０１０一Ｏ４０１０ — ９２２１）８Ｏ０ — ４
ＢｎｔｅａｃｓｉｎｎｍｂｒｏＵ６６２，ｔｅｐｉｒｅｅｄｓｇｅｌｎｅｆｌｌｎｔｆＣａｋｗｉｔｃｅｓｕｅｆＧ３１２ｈｈｏｈｒｍｅｓｗｒｅｉｎｄｔｃｏｅｔｌｅｇｈｏｍＰＳｙｏｈｕＹｂ

八氢番茄红素合成酶基因(TaPSY2)的克隆转化及抗菌肽制备的研究

八氢番茄红素合成酶基因（TaPSY2）的克隆转化及抗菌肽制备的研究在所有植物中类胡萝卜素占着很重要的一部分,是自然界分布最广、种类最丰富的色素,在蓝细菌、藻类、动物及植物中充当着重要的生物功能。

在植物中,类胡萝卜素属于光合作用的色素,它为光合作用捕获光能;在花和果实中,类胡萝卜素对颜色也起着非常重要的作用,包含了很多从黄色到红色的色素,它影响改变花色。

类胡萝卜素在保护人类健康方面起着非常重要的作用,尤其是β-胡萝卜素,不仅是维生素A的前体,而且还具有预防心血管疾病、增强人体免疫力、延缓衰老和抗癌等的作用。

类胡萝卜素的药用保健作用越来越引起人们的密切关注。

因此,利用基因工程的手段,可以调控植物类胡萝卜素的代谢和积累,改变花色、改良果蔬品质。

小麦种子中类胡萝卜素的积累决定了小麦胚乳的颜色,它是评价小麦营养品质的一个重要指标,而八氢番茄红素合成酶基因(PSY)在类胡萝卜素生物合成中是一个重要的关键酶,和胚乳中类胡萝卜素的积累密切关联。

本研究主要利用RACE法从小麦中克隆了PSY基因,构建了植物表达载体,并利用农杆菌介导法将导肽tp和细菌中的八氢番茄红素合成酶基因(crtB)基因导入拟南芥,获得以下结果。

1)通过RACE技术克隆了小麦PSY基因的部分cDNA,序列长为1,150 bp,推测编码304个氨基酸,分子量大约33.9 kDa。

2)小麦的PSY 基因与其它植物PSY基因高度同源,相似性在60%—90%之间。

其中与水稻、玉米中PSY2的同源性最高达到90%以上,进化分析表明,PSY 基因在植物进化上是高度保守的。

软件分析表明我们克隆的PSY基因属于PSY2群,我们将该基因命名为TaPSY2。

3)利用PCR技术扩增出tp和crtB基因,均连接到pMD18-T载体并经测序确定后,通过中间载体pBlue-script KS将tp和crtB 基因连接起来,然后将tp和crtB基因连接到植物双元载体pBI121-napA的种子特异性启动子(napA)的后面。

基因工程之番茄红素研究

结果转基因植株果实中的番茄红素含量均明显高于未转基因植株
异 ❸中运用了 mRNA 反转录扩增、高效液相色谱法检测 ❶中运用了 GUS检测、RTPCR、 Northern 杂交检测❷用没有运用
同 1. 转基因番茄中番茄红素的得含量均高于未转基因植株 2. 使用的导入基因都是番茄红素β—环化酶基因(LYC-b)
【结果】 p2300-121-Lyc-1 干扰载体的转化植株中，番茄红素含量最高达到13.84 μg/g，较对照株平均增长量为3.82 μg/g。p2300121-Lyc-2 干扰载体转化的株中，番茄红素最高含量为6.76 μg/g，较对照株平均增长量为2.05 μg/g转基因植株中番茄红素的含量普遍增加【结论】利用反向调控的手段针对番茄红素β/ε 环化酶基因实施干扰作用来提高植株内番茄红素含量的是一条更为有效的途径
所获得的5 株转基因番茄果实的番茄红素测定都比非转基因番茄果实中番茄红素高
❶❷❸ 中所使用的菌用的菌株、质粒各不相同
3. 都是运都是运用RNAi 的原理将番茄红素β— 红素环化酶 ( Lcy ) 基因沉默来增加番茄红素的含量 4. 都运用了农杆菌转化法、 PCR检检测、 PCR扩扩增技术
克隆载体 pUCm-T 质粒 pCAMBIA 2301 和 pUBI (含含 Ubiquitin 基因) 基因表达载体 p2300-121 (含P35S含 gus-Tnos 串联系列) 大肠杆菌 (Escherich ia coli) XL1、根、癌农杆菌 (Agrobact erium tumefacie ms)
番茄红农杆菌素β—环转化法化酶基因(LYC-b) 抗性植株的 GUS检测 PCR检测 RT-PCR、 Northern 杂交检测 PCR扩增

鹤望兰八氢番茄红素合成酶基因克隆及表达分析

鹤望兰八氢番茄红素合成酶基因克隆及表达分析樊荣辉;黄敏玲;林兵;钟淮钦【摘要】[目的]揭示八氢番茄红素合成酶(PSY)基因在鹤望兰花色形成中的作用.[方法]依据植物PSY基因的氨基酸保守序列设计引物,从鹤望兰黄色花萼中克隆PSY片段,对该片段进行序列比对和系统进化分析,并应用RT-PCR技术分析PSY基因在不同器官和花朵发育过程中的表达特性.[结果]克隆获得248 bp的PSY段,编码82个氨基酸,经注册,在GenBank的登录号为JN887695.由该片段推导出的氨基酸序列与其他植物的PSY蛋白有很高的同源性,其中与大蒜的亲缘关系最近,达90％,初步证明为目标基因.此外,该基因在鹤望兰始花期和黄色萼片中表达量最高.[结论]PSY可能在转录水平上对鹤望兰黄色花的形成起调控作用.%[Objective]The present experiment was conducted to explore the function of Phytoene synthase (PSY) gene in regulating flower color formation in Slrelitzia regime. [Method]PSY segment involved in carotenoid biosynthesis was cloned from yellow flower sepals of Strelitzia reginae by homology sequence cloning using primers designed by conserved amino acid sequence of plant PSY gene. This segment was compared by sequence alignment and analyzed phyloge-netically. Expression characteristics of PSY gene in different organs and at different development stage of flower was analyzed using RT-PCR assays. [Result]The length of this segment was found 248 bp, encoding a 82 predicted amino acids. The accession number of this segment was registered in CenBank as JN887695. The predicted amino acid sequence shared high homologies with other PSY proteins in other plants, which was90% with PSY of Allium sativum. It was preliminarily proved to be the target gene. PSY showed the highest transcript abundance in the yellow sepals or at early stage of flower development. [Conclusion]The PSY in Streiitaa reginae may regulate the forming of yellow sepals at the transcriptional level.【期刊名称】《南方农业学报》【年(卷),期】2012(043)004【总页数】4页(P413-416)【关键词】鹤望兰;八氢番茄红素合成酶(PSY);基因克隆;花色形成;表达分析【作者】樊荣辉;黄敏玲;林兵;钟淮钦【作者单位】福建省农业科学院作物研究所/福建省农业科学院花卉研究中心/福建省特色花卉工程技术研究中心,福州350013;福建省农业科学院作物研究所/福建省农业科学院花卉研究中心/福建省特色花卉工程技术研究中心,福州350013;福建省农业科学院作物研究所/福建省农业科学院花卉研究中心/福建省特色花卉工程技术研究中心,福州350013;福建省农业科学院作物研究所/福建省农业科学院花卉研究中心/福建省特色花卉工程技术研究中心,福州350013【正文语种】中文【中图分类】S682.190 引言【研究意义】花色是观赏植物最重要的质量指标之一，培育具有新型花色的花卉新品种是观赏植物育种领域的研究热点（Mol et al.，1999）。

甜瓜果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆及正义表达载体的构建

甜瓜果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆及正义表达载体的构建马乐园;于喜艳【摘要】根据GenBank中登记的甜瓜八氢番茄红素合成酶(CmPSY)基因序列设计引物,利用RT - PCR技术克隆了甜瓜PSY全长基因,该基因全长1 443 bp,编码421个氨基酸,在GenBank中登记号为GU361622.以BamH Ⅰ和SalⅠ双酶切pMD18 -T - CmPSY和表达载体pBI121,再将回收的目的片段与pBI121用T4 DNA 连接酶连接,结果证明,CmPSY正向插入到pBI121中,得到了pBI121- CmPSY的重组质粒.该研究为了解甜瓜八氢番茄红素合成酶的活性调节机制,并通过基因工程手段研究甜瓜PSY的活性奠定了基础.%According to the registered muskmelon phytoene synthase (CmPSY) gene sequences in GenBank with the accession number of GU361622, the primers were designed to clone the full length of CmPSY by RT - PCR. The results showed that its full - length cDNA sequence was 1 443 bp encoding 421 amino acids. The pMD18 - T - CmPSY and the expression vector pBI121 were digested respectively with BamH I and Sal I and then were connected by T4 DNA ligase. The results showed that the CmPSY gene was successfully inserted into the plant expression vector pBI121 and the sense expression vector pBI121 - CmPSY was obtained. This research laid the foundation for research on the regulation mechanisms of muskmelon PSY activity by genetic engineering.【期刊名称】《山东农业科学》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】4页(P4-7)【关键词】甜瓜;八氢番茄红素合成酶;克隆;表达载体【作者】马乐园;于喜艳【作者单位】山东农业大学园艺科学与工程学院,作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学园艺科学与工程学院,作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018【正文语种】中文【中图分类】Q785甜瓜(Cucumis melo L.)是重要的园艺植物，是世界公认的十大健康水果之一，起源于非洲，西汉时传入我国。

小麦面粉黄色素含量相关分子标记的研究进展

麦类作物学报 2023,43(8):985-991J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2023.08.05网络出版时间:2023-06-26网络出版地址:h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s 2/d e t a i l /61.1359.S .20230625.0939.004.h t m l 小麦面粉黄色素含量相关分子标记的研究进展收稿日期:2022-06-01 修回日期:2022-07-21基金项目:河北省重点研发计划项目(20326346D );国家现代农业小麦产业技术体系项目(C A R S -03)第一作者E -m a i l :z h a n gn a n -89@163.c o m 通讯作者:何明琦(E -m a i l :h e m i n g q i @163.c o m );李孟军(E -m a i l :l m j 199612@a l i yu n .c o m )张楠,彭义峰,张士昌,李亚青,何明琦,李孟军(石家庄市农林科学研究院/河北省小麦工程技术研究中心,河北石家庄050041)摘要:黄色素含量是小麦面粉重要的品质性状,培育高黄色素含量小麦品种逐渐成为小麦育种的重要目标之一㊂本文从黄色素生物合成途径的关键酶(八氢番茄红素合酶㊁八氢番茄红素脱氢酶㊁ζ-胡萝卜素脱氢酶和ε-番茄红素环化酶)以及小麦面粉加工和贮藏过程中对面粉具有漂白作用的氧化酶(脂氧合酶和过氧化物酶)两个方面对小麦面粉黄色素含量相关基因分子标记的研究进展进行综述,并探讨高黄色素含量小麦品种的育种思路,以期为建立高黄色素含量小麦分子标记辅助育种体系提供理论参考㊂关键词:小麦;面粉;黄色素含量;分子标记中图分类号:S 512.1 文献标识码:A 文章标号:1009-1041(2023)08-0985-07R e s e a r c hP r o gr e s s o n M o l e c u l a rM a r k e r sR e l a t e d t o Y e l l o wP i gm e n tC o n t e n t o fW h e a t F l o u r Z H A N GN a n ,P E N GY i f e n g ,Z H A N GS h i c h a n g ,L IY a q i n g ,H E M i n g q i ,L IM e n g ju n (S h i j i a z h u a n g A c a d e m y o fA g r i c u l t u r e a n dF o r e s t r y S c i e n c e s /W h e a tE n g i n e e r i n g Re s e a r c h C e n t e r o fH e b e i P r o v i n c e ,S h i j i a z h u a n g,H e b e i 050041,C h i n a )A b s t r a c t :F l o u r y e l l o w p i g m e n t c o n t e n t i sa n i m p o r t a n t t r a i t i nw h e a t q u a l i t y .T h e r e f o r e ,d e v e l o p i n g w h e a t c u l t i v a r sw i t hh i g h y e l l o w p i g m e n t c o n t e n t h a s b e c o m e a n i m p o r t a n t o b j e c t i v e i nw h e a t b r e e d i n gp r o g r a m s .W es u mm a r i z e ds o m e p r o g r e s so f y e l l o w p i gm e n tc o n t e n tr e l a t e d m o l e c u l a r m a r k e r so f w h e a t f l o u r f r o mt w oa s p e c t s i n c l u d i n g f o u rk e y e n z y m e so f y e l l o w p i g m e n t s y n t h e t i c p a t h w a y (p h y -t o e n e s y n t h a s e ,p h y t o e n e d e s a t u r a s e ,ζ-c a r o t e n ed e s a t u r a s ea n d l y c o p e n eε-c y c l a s e )a n do x i d a s e s (l i -p o x y g e n a s e a n d p e r o x i d a s e ),w h i c hc a nb l e a c ht h e y e l l o w p i g m e n td u r i n g w h e a t f l o u r p r o c e s s i n g a n d s t o r a g e .W e a l s o p r o p o s e d p o s s i b l ew a y s t o d e v e l o p w h e a t v a r i e t i e sw i t hh i g h y e l l o w p i g m e n t c o n t e n t .T h i sr e v i e w w i l l p r o v i d et h e o r e t i c a lr e f e r e n c ef o rt h ee s t a b l i s h m e n to f m o l e c u l a r m a r k e r -a s s i s t e db r e e d i n g s y s t e mo fw h e a t v a r i e t i e sw i t hh i g h y e l l o w p i gm e n t c o n t e n t .K e y w o r d s :W h e a t ;F l o u r ;Y e l l o w p i g m e n t c o n t e n t ;M o l e c u l a rm a r k e r 黄色素是普通小麦和硬粒小麦籽粒中最主要的天然色素㊂小麦面粉颜色主要由小麦胚乳中类胡萝卜素含量决定[1]㊂在类胡萝卜素中,β-胡萝卜素是维生素A 的前体,是人体维生素A 的植物来源[2];而叶黄素(L u t e i n )和玉米黄素(Z e a x a n -t h i n)则可以降低视网膜黄斑发生病变的风险[3]㊂普通小麦是中国最主要的口粮作物之一,随着人们对营养和保健意识的增强,提高小麦籽粒黄色素含量,培育高黄色素含量小麦品种,已成为小麦品质育种新的目标之一[4]㊂中国冬小麦品种籽粒黄色素含量变异范围很广,为高黄色素含量小麦育种提供了可行性[5-6]㊂小麦籽粒黄色素含量虽然受环境的影响[7],但主要由基因型决定[8]㊂在小麦面粉加工和贮藏Copyright ©博看网. All Rights Reserved.过程中,脂氧合酶(l i p o x y g e n a s e,L O X)和过氧化物酶(p e r o x i d a s e,P O D)对黄色素具有漂白作用[9-10]㊂本文从黄色素合成途径关键酶基因以及对黄色素具有漂白作用的氧化物酶基因功能标记的开发和育种应用方面进行综述,并对今后高黄色素含量小麦育种思路进行探讨,以期为更有效地开展分子标记辅助选择育种提供参考㊂1黄色素生物合成途径黄色素是由酯类㊁类胡萝卜素㊁含量极微的花色素类色素㊁黄酮类化合物等多种物质组成的混合物,其主要成分是类胡萝卜素[11]㊂类胡萝卜素是在生物体内通过类异戊二烯途径经十余步酶促反应合成,呈黄色㊁橙红色或红色的一大类萜类色素物质,其生物合成的第一步是由八氢番茄红素合酶(p h y t o e n e s y n t h a s e,P S Y)催化两分子牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(g e r a n y l g e r a n y l p y r o p h o s-p h a t e,G G P P)形成八氢番茄红素,八氢番茄红素再经过八氢番茄红素脱氢酶(p h y t o e n ed e s a t u-r a s e,P D S)和ζ-胡萝卜素脱氢酶(ζ-c a r o t e n ed e-s a t u r a s e,Z D S)的脱氢作用以及类胡萝卜素异构酶(c a r o t e n o i d i s o m e r a s e,C R T I S O)的异构化作用生成全反式番茄红素[12]㊂番茄红素环化是植物体内类胡萝卜素生物合成的一个重要分支点㊂植物体内存在ε-番茄红素环化酶(l y c o p e n eε-c y-c l a s e,L C Y E)和β-番茄红素环化酶(l y c o p e n eβ-c y c l a s e,L C Y B)两种环化酶㊂L C Y E可催化番茄红素的一端形成δ-环,生成δ-胡萝卜素;L C Y B可催化番茄红素的两个末端形成β-环,生成β-胡萝卜素㊂δ-胡萝卜素再经过一系列酶促反应生成叶黄体素[13],而β-胡萝卜素在胡萝卜素β环羟化酶(β-O H a s e)作用下转变成β-隐黄质,进而生成玉米黄质,玉米黄质经过一系列的酶促反应还可生成花药黄质㊁堇菜黄质㊁新黄质等叶黄素类物质[14]㊂2黄色素合成途径关键酶基因的功能标记2.1八氢番茄红素合酶基因(P s y)P S Y是植物体内类胡萝卜素合成途径中的限速酶[15]㊂在P s y-A1位点,何心尧[16]基于P s y-A1基因序列的多态性开发了共显性功能标记Y P7A和Y P7A-2,其中Y P7A可区分P s y-A1a (194b p)和P s y-A1b(231b p)两种等位变异,分别与高黄色素含量和低黄色素含量相关;Y P7A-2可区分P s y-A1a(1686b p)㊁P s y-A1b(1686b p)和P s y-A1c(1001b p)三种等位变异,由于P s y-A1c基因型的材料数量极少,因此无法与黄色素含量进行相关性分析,但根据其序列特点,推断P s y-A1c基因型材料与P s y-A1a基因型材料表型值相似,即与高黄色素含量相关㊂在P s y-B1位点,何心尧[16]开发了功能标记Y P7B-1㊁Y P7B-2㊁Y P7B-3和Y P7B-4,其中Y P7B-1为共显性标记,可区分P s y-B1a(151b p)和P s y-B1b(156b p)两种等位变异,分别与中等黄色素含量和低黄色素含量相关;Y P7B-2为显性标记,在P s y-B1c基因型材料中可扩增出428b p的片段,与高黄色素含量相关;Y P7B-3在P s y-B1d基因型材料中可扩增出884b p的片段;Y P7B-4在P s y-B1e基因型材料中可扩增出717b p的片段㊂但P s y-B1d和P s y-B1e 这两种基因型材料数量极少,因此也无法与黄色素含量进行相关性分析㊂在P s y-D1位点,W a n g 等[17]根据P s y-D1a和P s y-D1g序列的多态性开发了共显性功能标记Y P7D-1和Y P7D-2,其中Y P7D-1在P s y-D1a和P s y-D1g基因型材料中分别可扩增出1074b p和1093b p的片段;而Y P7D-2分别可扩增出967b p和1046b p的片段㊂由于P s y-D1g基因型材料数量极少,因此无法与黄色素含量进行相关性分析[18]㊂黄淮麦区㊁陕西㊁湖北㊁黑龙江㊁甘肃以及俄罗斯引进小麦中,P s y-A1a和P s y-B1b的分布频率均较高,而P s y-A1c㊁P s y-B1c㊁P s y-B1d和P s y-B1e仅存在于极少数样本中[18-23]㊂中国小麦品种㊁I N-R A世界普通小麦核心种质㊁黄淮麦区小麦品种和甘肃小麦品种中,P s y-D1a的分布频率也较高,而P s y-D1g仅存在于极少数样本中[17-18,23-24]㊂周渭皓等[25]检测了甘肃省62份主栽品种P s y1位点的等位变异类型,结果表明,P s y-A1a/P s y-B1c/P s y-D1a基因型组合材料的黄色素含量显著高于其他基因型组合材料,而P s y-A1b/P s y-B1b/P s y-D1a基因型组合材料的黄色素含量显著低于其他基因型组合材料㊂因此,综合运用P s y 基因功能标记,可为高黄色素含量小麦育种提供帮助㊂2.2ζ-胡萝卜素脱氢酶基因(Z d s)Z D S是类胡萝卜素生物合成途径中的关键酶㊂D o n g等[26]根据Z d s-A1基因序列差异开发了功能标记Y P2A-1,可区分Z d s-A1a(183b p)和Z d s-A1b(179b p)两种等位变异,分别与低黄色㊃689㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.素含量和高黄色素含量相关㊂Z h a n g等[27]根据Z d s-D1基因序列差异开发了功能标记Y P2D-1,可区分Z d s-D1a(无扩增片段)和Z d s-D1b(981 b p)两种等位变异,分别与高黄色素含量和低黄色素含量相关㊂217份中国小麦品种(系)中,Z d s-A1a和Z d s-A1b基因型材料分别占41.9%和58.1%[28],Z d s-D1a和Z d s-D1b基因型材料分别占98.2%和1.8%[27]㊂91份宁夏小麦品种中,Z d s-A1a和Z d s-A1b基因型材料分别占59.3%和40.7%, Z d s-D1a和Z d s-D1b基因型材料分别占95.6%和4.4%[29]㊂194份陕西小麦品种中,Z d s-A1a和Z d s-A1b基因型材料分别占43.3%和56.7%, Z d s-D1a基因型材料占100%[30]㊂405份山西小麦品种中,仅检测到Z d s-A1a基因型材料,占比为87.16%[31]㊂这些研究表明,中国小麦Z d s基因多态性较低,Z d s-A1和Z d s-D1均仅有两种等位变异㊂Z d s-A1位点两种等位变异的分布频率无明显规律,而Z d s-D1位点的等位变异Z d s-D1a的分布频率远高于Z d s-D1b㊂2.3八氢番茄红素脱氢酶基因(P d s)P D S是类胡萝卜素合成途径中的另一个限速酶[32],其催化活性受到抑制时,会导致八氢番茄红素大量积累[33-34]㊂董长海[28]根据P d s-B1基因序列差异开发了显性标记Y P4B-1和Y P4B-2,可区分P d s-B1a和P d s-B1b两种等位变异㊂Y P4B-1在P d s-B1a基因型材料中无扩增片段,在P d s-B1b基因型材料可扩增出652b p的片段;Y P4B-2在P d s-B1a基因型材料中可扩增出382b p的片段,在P d s-B1b基因型材料中无扩增片段㊂在来自P H82-2/内乡188组合的240个重组自交系中, P d s-B1a和P d s-B1b基因型株系分别占61.2%和38.8%,且P d s-B1a基因型株系的黄色素含量低于P d s-B1b基因型材料,但差异未达显著水平[28],推测P d s-B1基因的两种等位变异未出现功能分化㊂2.4ε-番茄红素环化酶基因(L c y e)L C Y E是类胡萝卜素生物合成途径中催化线形分子向具环分子转化的关键酶㊂C r a w f o r d 等[35]根据L c y e-3A基因序列差异开发了C A P S功能标记e-L C Y3A,该标记可扩增出包含S N P 的1024b p片段,用限制性内切酶H p a I I酶切后,L c y e-3A a基因型材料可扩增出537b p的片段;L c y e-3A b基因型材料可扩增出309b p和230 b p的片段㊂董长海[28]根据L c y e-B1基因序列差异开发了显性标记Y P3B-1,可区分L c y e-B1a(635 b p)和L c y e-B1b(无扩增片段)两种等位变异㊂在32份澳大利亚小麦中,L c y e-3A a和L c y e-3A b基因型材料分别占37.5%和62.5%,其中S c h o m b u r g k和Y a r r a l i n k a小麦的面粉黄色度b*值存在极显著差异,但二者均为L c y e-3A b基因型,推测L c y e-3A与面粉黄色度b*值无关[35]㊂在中国217份小麦品种中,L c y e-B1a和L c y e-B1b基因型材料分别占52.1%和47.9%,二者黄色素含量无明显差异,推测L c y e-3A和L c y e-B1基因对黄色素合成影响较小[28]㊂因此,需进一步开发L c y e 基因功能标记,以便在高黄色素含量小麦育种中得以应用㊂3对黄色素具有漂白作用基因的功能标记3.1脂氧合酶基因(L o x)小麦面粉色素的降解主要发生在磨粉和面制品加工过程中,面制品加工过程中色素的损失则主要源于L O X的漂白作用[36]㊂小麦面粉L O X 活性与类胡萝卜素含量呈极显著负相关[37],基因型是影响L O X活性的主要因素[38]㊂G e n g等[39]利用来自中优9507/C A9632的双单倍体(D H)群体,在小麦1A L和4B染色体上分别定位到1个控制L O X活性的主效Q T L位点Q L p x.c a a s.1A L和Q L p x.c a a s-4B,二者分别与S S R标记X w m c312和X w m c251连锁,其中X w m c312可区分X w m c312-227(227b p)㊁X w m c312-247(247b p)和X w m c312-235(235b p)三种等位变异,X w m c312-227和X w m c312-247与低L O X活性相关,X w m c312-235与高L O X活性相关;X g w m251可区分X g w m251-113(113b p)㊁X w m c251-117(117b p)和X g w m251-125(125b p)三种等位变异,X w m c251-117基因型材料的L O X活性显著高于X g w m251-113和X g w m251-125基因型材料㊂杨杰[40]对180份宁夏小麦材料进行L o x 基因等位变异检测,发现X w m c312-227㊁X w m c312-235和X w m c312-247的分布频率分别为46.11%㊁32.78%和18.89%;同时在该位点也发现了X w m c312-199(199b p)和X w m c312-223(223 b p)两种新的等位变异㊂G e n g等[41]根据普通小麦L o x基因位点L o x-B1的序列差异,开发了显性互补标记L O X16和L O X18,其中L O X16在高L O X活性材料中可扩增出489b p的片段(L o x-B1a),在低L O X活性材料中无扩增片段(L o x-㊃789㊃第8期张楠等:小麦面粉黄色素含量相关分子标记的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.B1b);L O X18在高L O X活性材料中无扩增片段(L o x-B1a),在低L O X活性材料中可扩增出791 b p的片段(L o x-B1b),并发现L o x-B1位点与S S R 标记X w m c251紧密连锁㊂Z h a n g等[42]根据4B S 染色体L o x-B2和L o x-B3位点的序列差异开发了共显性标记L o x-B23,其在L o x-B2a/L o x-B3a基因型材料中可扩增出788b p和677b p的片段,在L o x-B2a/L o x-B3b和L o x-B2b/L o x-B3b基因型材料中分别可扩增出788b p和660b p的片段㊂122份河南小麦品种(系)中,L o x-B1a和L o x-B1b基因型材料分别占63.9%和39.1%,L o x-B2a和L o x-B2b基因型材料分别占57.4%和42.6%,L o x-B3a和L o x-B3b基因型材料分别占41.8%和48.2%,且L o x-B1㊁L o x-B2和L o x-B3位点的等位变异均会引起籽粒L O X活性发生显著变化,其中L o x-B2和L o x-B3位点的等位变异对面粉黄度和白度影响较大[43]㊂在新疆㊁黄淮麦区(南片)㊁陕西㊁宁夏和甘肃小麦品种中,L o x-B1b 的分布频率均远高于L o x-B1a,而L o x-B2和L o x-B3位点的等位变异占比无明显规律[40,44-48]㊂另外张福彦等[43]㊁白璐等[44]和陈杰等[45]的研究结果均表明,L o x-B1b/L o x-B2b/L o x-B3b基因组合类型材料的L O X活性最低,与其余基因组合类型差异显著㊂3.2过氧化物酶基因(P o d)P O D不仅能催化阿魏酸等主要酚酸物质发生氧化反应,产生发色基团(如醌式结构),使小麦面粉中的无色前体物质形成有色物质,也能氧化降解面粉中的色素类物质(如类胡萝卜素),是面粉和面制品在加工㊁储藏过程中发生褐变和黄色被漂白的主要原因[49-51]㊂基因型㊁环境以及基因型与环境互作对P O D活性均具有显著影响[52]㊂魏景欣[52]根据3A染色体上P o d基因的序列差异开发了显性互补标记P O D-3A1和P O D-3A2,其中P O D-3A1在低P O D活性材料中可扩增出291b p的片段(P o d-A1a),而在高P O D活性材料中无扩增片段;P O D-3A2在低P O D活性材料中无扩增片段,而在高P O D活性材料中可扩增出766b p的片段(P o d-A1b)㊂时佳[53]根据7D染色体上P o d基因的序列差异开发了显性互补标记P O D-7D1和P O D-7D6,其中P O D-7D1在P o d-D1a基因型材料中可扩增出540b p的片段,在P o d-D1b基因型材料中无扩增片段;P O D-7D6在P o d-D1a基因型材料中无扩增片段,在P o d-D1b 基因型材料中可扩增出640b p的片段,并发现在P o d-D1b基因型材料的P O D活性显著高于P o d-D1a基因型材料㊂来自中国北部冬麦区㊁黄淮麦区㊁长江流域与西南麦区以及国外的281份小麦品种中,P o d-A1a 和P o d-A1b等位变异的分布频率分别为55.5%和44.5%[52];来自黄淮南片麦区的94份小麦品种(系)中,P o d-A1位点的等位变异P o d-A1a和P o d-A1b的分布频率分别为48.9%和51.1%,而在P o d-D1位点仅检测到P o d-D1b等位变异[54];来自新疆的113份小麦品种(系)中,等位变异以P o d-A1a和P o d-D1a为主,P o d-D1b基因型材料的P O D 活性显著高于P o d-D1a基因型材料[55],与时佳[53]的研究结果一致㊂来自黄淮麦区和北部冬麦区的224份小麦品种中,在P o d-A1和P o d-D1两个位点共发现4种基因组合类型,其中P o d-D1a/P o d-A1b基因组合类型材料的P O D活性显著高于P o d-D1a或P o d-A1b基因型材料[53]㊂因此,充分利用L o x和P o d基因功能标记,可提高高黄色素含量小麦种质筛选效率㊂4高黄色素含量小麦的育种思路小麦面粉黄色素含量是由多基因控制的数量性状,同时也受环境因素的影响㊂近年来,与小麦面粉黄色素含量相关基因的标记开发取得了较大进展,利用这些标记开展了大量基因分型工作,但在辅助育种方面有几点尚需加强:(1)收集高黄色素含量小麦种质资源㊂目前,国内高叶黄素含量小麦品种山农48和济麦8040的审定,为高黄色素含量小麦育种提供了优良的育种亲本㊂但国内高黄色素含量小麦种质资源仍十分匮乏,应广泛引进国外种质资源㊂(2)建立高黄色素含量小麦分子标记辅助育种体系㊂加强高黄色素含量基因及其相关分子标记的相关性研究,通过构建育种群体,对黄色素含量相关分子标记的有效性进行系统评估,建立高黄色素含量小麦分子标记辅助育种体系(高黄色素含量供体亲本+分子标记)㊂(3)创制高黄色素含量小麦种质资源㊂在已有高黄色素含量小麦品种的基础上,通过以下三种方法进行种质创新:①通过系统选育的方法,利用自然变异提高小麦面粉黄色素含量;②通过突变体筛选的方法,利用物理化学突变创建突变群体,对突变群体进行黄色素含量检测;③通过杂交选育的方法,在高黄色素含量小麦杂交后代中,采用分㊃889㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.子标记与黄色素含量检测相结合的方法筛选高黄色素含量小麦新种质㊂参考文献:[1]MA R E SDJ,C AM P B E L LA W.M a p p i n g c o m p o n e n t s o f f l o u ra n dn o o d l e c o l o u r i n A u s t r a l i a n w h e a t[J].A u s t r a l i a nJ o u r-n a l o f A g r i c u l t u r a lR e s e a r c h,2001,52(11/12):1297.[2]Y E UM K J,R U S S E L L R M.C a r o t e n o i db i o a v a i l a b i l i t y a n db i oc o n v e r s i o n[J].A n n u a lR e v i e w o f N u t r i t i o n,2002,22: 483.[3]L A N D R UMJT,B O N ER A.D i e r y l u t e i n&z e a x a n t h i n:R e-d u c i n g t he r i s kf o rm a c u l a r d eg e n e r a t i o n[J].A g r oF o o dI n-d u s t r y H i-Te c h,2004,15(6):22.[4]翟胜男,郭军,刘成,等.小麦类胡萝卜素合成途径关键基因L c y e功能分析[J].作物学报,2020,46(10):1485.Z H A I SN,G U OJ,L I U C,e t a l.F u n c t i o n a l a n a l y s i so f L c y e g e n e i n v o l v e di nt h ec a r o t e n o i ds y n t h e s i s i nc o mm o n w h e a t [J].A c t aA g r o n o m i c aS i n i c a,2020,46(10):1485. 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硬粒小麦品种八氢番茄红素合酶基因等位变异的分子检测

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(5): 924 928/zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家科技支撑计划项目(2011BAD07B01)，国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB118301)和河南省重大公益项目资助。

*通讯作者(Corresponding authors): 崔党群, E-mail: cdq62@, Tel: 0371-********; 陈锋, E-mail: chf0088@, Tel: 0371-********第一作者联系方式: E-mail: hjguo04@, Tel: 0371-******** Received(收稿日期): 2010-10-28; Accepted(接受日期): 2011-03-08.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00924硬粒小麦品种八氢番茄红素合酶基因等位变异的分子检测郭慧娟陈锋* 董中东崔党群*河南农业大学农学院 / 河南省粮食作物生理生态与遗传改良国家重点实验室培育基地, 河南郑州 450002摘要: 硬粒小麦籽粒中黄色素含量与硬粒小麦面制品的加工品质关系较为密切, 研究控制小麦黄色素含量基因的等位变异、选育高黄色素含量品种是硬粒小麦品质育种的重要目标。

以来自不同国家的177份硬粒小麦品种为材料, 采用特异引物的PCR 扩增技术, 利用与黄色素含量有关的PSY 基因功能性标记YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2、YP7B-3和YP7B-4, 分别对参试小麦品种中7A 和7B 染色体上Psy-A1和Psy-B1基因的等位变异类型进行了检测。

结果表明, 位于硬粒小麦7A 染色体上的Psy-A1的变异类型较为单一, 只有Psy-A1d 和Psy-A1e 两种类型, 分布频率分别为76.8%和23.2%; 而位于硬粒小麦7B 染色体上的Psy-B1 的变异类型有6种, 分别为Psy-B1b 、Psy-B1c 、Psy-B1d 、Psy-B1e 、Psy-B1f 和Psy-B1g , 分布频率分别为9.0%、0.6%、0.6%、6.8%、25.4%和57.6%。

宁夏银川市兴庆区长庆高级中学2025届高三生物第五次月考试题

宁夏银川市兴庆区长庆高级中学2025届高三生物第五次月考试题总分：300分时间：150分钟第Ⅰ卷(共126分)可能所需相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 Na -23 Al-27一、选择题(本题包括13小题。

每小题6分，共78分，每小题只有一个选项符合题意)1.溶酶体是一种单层膜包袱，内含多种水解酶的细胞器，其膜上嵌有质子泵，能将H 泵入溶酶体内，使溶酶体内的+H浓度比细胞质基质中高100倍以上。

下列相关叙述错误的是（）A.溶酶体内水解酶作用的相宜PH呈酸性B.溶酶体将+H泵入其内须要ATP水解供能C.被溶酶体分解后的产物都会被排出细胞外D.溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌2.下列对人体细胞分裂、分化、苍老和癌变的理解正确的是( )A.细胞分裂和分化存在于整个个体发育过程中B.人体细胞因核基因不同而形态各异C.苍老细胞的酶活性均降低，细胞呼吸速率变慢D.细胞的苍老、凋亡和癌变均有利于维持内环境的稳态3.近些年，探讨人员在细胞减数分裂探讨中有一些新发觉，如图所示。

下列叙述错误的是( )A.图示过程表示卵细胞的形成，细胞②表示初级卵母细胞B.常规减数分裂过程中等位基因的分别和自由组合都发生在MⅠ后期C.“逆反”减数分裂中，MⅠ后期姐妹染色体分开，MⅡ后期同源染色体分别D.常规和“逆反”减数分裂形成的子细胞中的染色体和核DNA数目都会减半4.新型冠状病毒（以下简称新冠病毒）是一种单链正股RNA（+RNA）病毒，如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述中不正确的是（）A.+RNA既是新冠病毒的遗传物质，也能起到mRNA的作用B.图中①、②指的都是RNA复制过程C.图中的M酶包括逆转录酶和RNA复制酶D.翻译的场所是宿主细胞的核糖体，一条+RNA模板能翻译出多条肽链5.甲状腺细胞可以利用氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白，并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外，其过程如图所示。

图中a、b、c是生理过程，①~⑦是结构名称。

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Ｊ４９９）Ｆ９６４。
关键词：八氢番茄红素合成酶；君子兰；克隆；序列分析
中图分类号：Ｑ８７５文献标志码：Ａ文章编号：１０ — ３９２１）４０３００５９６（０２０ — １－４１
ＣｌｉｇａｄｓｑｅｃｎｙｉｆｐｙｏｎｙｔａｅｃｏｎｎｎｅｕｎｅａａｌｓｓｏｈｔｅｅｓｎｈｓＤＮＡｒｆＯｍｉ－ＣｌｖｉｎａａＲｏｅ／ＡｈｎｈｎＹＡｈｉ，ＮＺｉｅＺＯｉａ（ｏｅｅｏｏ－ａｍｉｉｔｇｌＯＳａｓａ，ＵＮＺｉｎＱＩｈｉＨＵＸｕｎＣｌｇｆｒＬｍｇｗ，ｙｌＨ
ＮｒｉｕｓｕｏｎｒｉｕＧｎａｋａｃｓｉｎｎｍｂｒ７８４１ａｄａｎｖｌ１ｂｃＮａａｃｓｓｐｅｄａｃｓｓ（ｅＢｎｃｅｓｕｅ８１．）ｎｏｅ．ｋＤＡｗｓｓｓｏＸ４
ｏｂａｉｅｒｔｎｄｆＯｍｉｉｎｉｔＣｌａｍｉａａＲｏｇｌｂｖｅｙＰＣＲｔｏＴｈｅｕｃｎｙｉｈｗｅｈｔｔｅｌｇｔｆｍｅｈｄ．ｅｓｑｅｎｅａａｌｓｓｓｏｄｔａｈｅｎｈｏｃＤＮＡｗａｓ１９ｐｗｉｅｅｄｉｇｆａｆ１７ｐ．Ｔｈｓｇｅｅｃｄｅｏｌｐｐｉｆ４２３５ｂｔａｎｏｐｎｒａｎｒｍｅｏ２２ｂｈｉｅｎｎｏｄａｐｙｅｔｄｅｏ３ａｎｍｏａｉｓｔＤＮＡｅｅｎｅｓｏｄ８一６％ｉｅｔｙｗｉｉｃｄ．Ｉｃｓｓｑｕｃｈｗｅ９％７ｄｎｉｔＰＳＹｎｒｍＮａｃｓｕａｅｔｔｈｇｅｅｓｆＯｒｉｓｓｔｚｔａ
劳杉杉，苑志明，秦智伟，周秀艳
（东北农业大学园艺学院，哈尔滨１０３５００）
摘
要：根据ＧｎａｋｅＢｎ上登陆的黄水仙八氢番茄红素合成酶基因（录号：Ｘ８１．）登７８４１设计特异引物，通过
ＰＲ扩增从君子兰ｃＮＣＤＡ中克隆出一个１ｂ．ｋ的片段。序列分析表明，这个序列全长１９ｐ包含一个１７ｐ４５ｂ，３２ｂ２
的开放阅读框，并且编码４３个氨基酸。与水仙（Ｑ８６４、文心兰（Ｊ５９８和茶花（Ｆ４０５相比，此２Ｄ９４７）Ｆ８９８）Ｅ５５０）
ｃＮＤＡ序列显示出９％～６８７％的同源性，并且与水仙、猕猴桃、番茄和柿相比，其氨基酸序列显示出达到了９％～９８％的同源性。由此可知，研究所克隆的序列为君子兰的ＰＹ长基因，该ＰＹ因已登陆Ｇｎａｋ登录号：０Ｓ全Ｓ基ｅＢｎ（
ｓｑｕｎｅｅｅｃｓｈｒｄ９％一Ｏ％ａｅ９８ｉｎｉｗｉＰＳＹｐｏｅｉｆ０ｍＮａｒｉｓｓａｅｔ，Ａｃｉｉｉｄｌｉｓ，ｄｅｔｙｔｔｈｒｔｎｒｃｓｕｔｚｔａｔｄａｅｉｏａｎｃ
ＳｏａｍｌｃｐｅｓｃｍａｎＤｉｓｙｏｋｉｒｓｅｃｉｅｌＴｈｒｕｔｉｄｉａｅｔａｔｅｅｅｃｌｎｕｙｏｒｉｕｄｏｐｒｓａｋ，ｅｐｔｙ．ｖｅｅｓｌｎｃｔｄｈｔｈｓｑｕｎｅｓ
（Ｑ８６４，ｃｉｍｇｗｒＲｍｅＦ８９８）ｎａｌｉｎｉＥ５５０）ＩｍｎｃＤ９４７）Ｏｎｉｕｏｅａｓｙ（Ｊ５９８ａｄＣｍｅｌｓｅｓｄｉｎａｓ（Ｆ４０５．ｔａｉｏａｉｓｄ
第４卷第４３期
２１４月０２年
东
北
农
业
大
学
ห้องสมุดไป่ตู้
学
报
４（）１３１６３４：１－１
Ａｐｌ２２ｉｒ０１
ＪｕｎｌｏｒｈａｔＡｇｉｕｔｒｌＵｎｖｒｉｙｏｒａｆＮｏｔｅｓｒｌａｉｅｓｔｃｕ
君子兰八氢番茄红素合成酶基因的克隆与序列分析
ｏｂａｉｅｉｔｉｔｄｓｔｅｆｌｅｔＰＳＹＤＮＡｒｔｎｄｎｈｓｓｕｙｗａｈｕｌｎｇｈｌｃｆ０ｍＣｌｉｍｉｉａｉａｖｎａｔＲｏｇａｄｈＧｅｎｅｌｎｔｅＢａｎｋ
ｔｕｔｒ，ｒｅｓｒｕｔｒｌｉｅｓｔ，ｒｉ０３，ｉａｉｌｅＮｏｔａｔｉｌａｖｒｉＨａｂｎ１００Ｃｈｎ）ｃｕｈＡｇｃｕＵｎｙ５
ＡｂｔａｔａｒｏｐｃｆｒｒｓｄｓｇｅｃｏｄｎｏｔｅＰｓｒｃ：ＡｐｉｆｓｅｉｃｐｉｓｗａｅｉｎｄａｃｒｉｇｔｈＳＹｍＲＮｅｕｎｆｉｍｅＡｓｑｅｅｏ