植物叶绿素降解机制研究进展

叶绿素降解与作物产量密切相关,叶绿素降解延迟,能延长作物后期的光合能力,并提高作物产量。近年随着结构生物学、基因组测序和生物信息学的发展,人们已经在植物叶绿素降解机制的研究上取得了一系列进展,特别是对叶绿素降解的主要生化途径——脱镁叶绿酸氧化酶(pheide a oxygenase,Pa O)途径已有深入的了解。主要对近年来叶绿素降解代谢、调控机理、滞绿突变体等三方面的研究进展进行综述,并对未来研究方向进行了展望,旨为作物育种和光高效利用提供理论依据。     

植物早衰研究进展

衰老作为植物自然发育过程中的末期阶段,其发生时期对于作物的最终产量具有重要影响,因此深入解析早衰的调控机制及影响因素对促进作物新品种选育和产量提升具有重要意义.除受自然环境胁迫外,植物自身的遗传网络和代谢途径都会影响衰老发生的时期.本文综述了植物早衰时生理生化的各种变化以及产量变化.植物早衰引起叶绿素和其他大分子被降解...     

Cyclin-CDK-CKI及UPP参与生殖调控及在甲壳动物性腺发育中的研究进展

Cyclin-CDK-CKI是参与真核细胞周期调控的3个重要的调节因子。泛素蛋白酶体途径(ubiquitin proteasome pathway,UPP)是真核细胞内非溶酶体途径的蛋白质选择性降解的重要途径。细胞周期中许多时相特异性周期蛋白通过泛素化被周期性的降解对于细胞分裂的调控进程具有重要的作用。主要综述了Cyclin-CDK-CKI和UPP的组成、生理生化特性及其参与生殖调控的作用机制,同时阐述了这两大系统之间的联系及其在甲壳动物性腺发育中的研究进展。     

乙烯在切花衰老中的作用(综述)

切花衰老是基因表达激活和蛋白质合成受到高度调控的过程。切花衰老所伴随的生理生化变化包括水解酶活性上升、大分子物质降解、呼吸作用增强和类似呼吸跃变的乙烯合成剧增等。乙烯的生成及其作用是切花衰老研究中十分重要的内容。本文综述乙烯在切花衰老过程中调控作用的研究现状。     

植物叶片衰老过程中叶绿素降解代谢研究进展

 本文对近年植物叶片衰老过程中叶绿素降解代谢研究进展作一介绍,包括叶绿素降解产物分离、检测和命名;叶绿素降解途径及降解酶系。此外,对叶绿素降解意义及今后研究趋势进行了评述。     

植物叶片衰老过程中叶绿素降解代谢研究进展

本文对近年来植物叶片衰老过程中叶绿素降解代谢研究进展作一介绍,包括叶绿素降解产物分离、检测和命名;叶绿素降解途径及降解酶系。此外,对叶绿素降解意义及今后研究趋势进行了评述。     

植物叶绿素降解途径及其分子调控

文章介绍了近年来在叶绿素降解产物结构解析和关键酶基因克隆方面的最新成果,以及在此基础上的叶绿素降解途径修正及其分子调控机理研究。     

植物衰老期间生理生化变化的研究进展

植物衰老是受内外因素控制的细胞有序降解并最终导致死亡的过程,衰老期间会出现与正常生长阶段不同的生理生化变化。植物衰老引起的各种功能的下降极大地限制了作物产量潜力的发挥,种子贮存过程中的衰变、逆境条件下植株的早衰、果蔬采后贮藏衰老导致货架寿命的缩短等均会造成极大的经济损失。研究植物衰老的生理机制及其调控具有十分重要的意义。综述了有关植物衰老时生理生化变化方面的近期研究进展,以利于人们对植物衰老生理的更深入的了解。     

microRNA对细胞自噬调节

细胞自噬是细胞内高度保守的细胞自我消化和分解代谢过程,细胞内变性蛋白、衰老和受损的细胞器被转运到溶酶体降解. 自噬过程失调引起多种疾病,包括感染、衰老、神经退行性疾病、癌症和心脏疾病等,因此,自噬过程需要非常精确的调控. MicroRNA是一类在基因转录后水平调控目的基因的功能性小RNA分子.研究发现,microRNA可以通过RNA干扰（RNA interference, RNAi）途径调控某些自噬相关基因(autophagy related gene, ATG)及其调节因子.这些microRNA表达异常足以影响自噬水平,使得microRNA成为自噬研究的新视角,同时也使microRNA成为治疗自噬失调引起的疾病的潜在靶点.本文将对有关microRNA参与细胞自噬调控的最新研究动态进行综述.     

自噬与间充质干细胞衰老的关系研究进展

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)具备多向分化、免疫调控和靶向迁移的能力,在再生医学领域一直备受关注。但是,随着供体年龄的增长和体外培养时间的延长,MSCs通常表现出衰老特征。MSCs衰老以及功能衰退被认为是机体衰老和相关退行性疾病发展的重要诱发因素,同时也制约着MSCs在再生医学领域中的应用。自噬是溶酶体依赖途径介导细胞内物质的降解和再循环过程,是真核细胞的非核(细胞质)部分得以更新的有效途径,对维持细胞稳态至关重要,是调节MSCs衰老的潜在调控靶标。对MSCs衰老的表型特征、功能变化和分子机制,以及自噬与衰老之间的关系进行综述,为促进MSCs临床应用提供理论基础。     

水稻叶色基因克隆与分子机制研究进展

叶色突变体是研究水稻光合作用、叶绿素合成与降解及其生长发育调控机制的重要材料,而且在水稻杂交制种、提高生物量等方面具有较高的实际应用价值。目前,超过120个水稻叶色相关基因被克隆,分布在水稻12条染色体上,其中第3号染色体克隆的基因最多。水稻叶色调控机制涉及多个调控途径,包括色素生物合成与降解、质体转录复合物、转录后修饰、核质信号转导、叶绿体蛋白酶以及转录因子与表观遗传。本文从水稻叶色遗传机理与基因克隆、分子调控机制及其在水稻育种上的应用进行了总结与展望,以期为水稻高光合育种及挖掘适用于杂交制种的水稻叶色种质资源提供依据。     

植物细胞自噬基因的功能与转录调控机制

自噬(autophagy)是真核生物长期进化形成的一种高度保守的细胞内物质降解和周转途径, 通过形成双层膜结构的自噬体将包裹其中的待降解大分子物质, 如受损伤的蛋白质、蛋白质复合物和细胞器, 运送至液泡或溶酶体进行降解并产生可循环利用的降解产物。细胞自噬在植物生长发育和环境应答等过程中发挥重要作用。在拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)等模式植物中已鉴定到40多个自噬基因, 并发现其中多个基因在植物叶片衰老、种子成熟等发育阶段以及营养饥饿、干旱和病原菌侵染等逆境胁迫响应过程中显著上调表达, 但具体的转录激活或抑制机制有待阐明。该文综述了自噬基因在植物生长发育和胁迫应答过程中的功能与转录调控网络。     

转ipt和反义ACO基因番茄的叶片衰老相关特性

以ipt和反义ACO转化的两类转基因番茄纯系为材料,研究在植株不同生长发育阶段,不同叶位中,与叶片衰老相关的生理生化指标.结果表明:两类基因导入番茄后,均可增强内源iPA和IAA表达水平,增加或保持番茄叶片的叶绿素含量、提高光合效率,进而明显地延缓植株的叶片衰老,提高单株果实产量.但它们调控叶片衰老的途径不同,ipt主要通过提高CTK的水平延缓叶片衰老,而反义ACO则主要是通过抑制乙烯生成,间接提高IAA的水平来实现.     

水稻叶片衰老相关基因的研究进展

水稻叶片的衰老是制约杂交稻产量提高的主要因素之一,有数据表明水稻籽粒灌浆所需营养物质的60%～80%来自叶片的光合作用,实践证明叶片每推迟1天衰老,产量可提高产1%左右.因此,对叶片衰老的形态、生理生化及其相关分子机理等进行研究具有重要的现实意义.近年来水稻叶片衰老的相关研究表明,叶片的衰老是一个受众多因素影响的复杂过程,在这个过程中叶片发生了巨大的形态与生理生化变化,而这些变化均离不开基因的调控作用.大量实验结果表明:在衰老过程中,叶片细胞有选择地启动或增强某些基因(叶片衰老相关基因)的表达,而关闭或减弱另一些基因(衰老下调基因)的表达,由此来调控叶片衰老的进程.目前研究者已在研究衰老突变体等相关的材料中发现了许多与水稻叶片衰老有关的基因.本文重点概述了近年来水稻叶片衰老相关基因的研究状况,并对未来研究方向等问题做了思考与探讨,以期能为开展进一步的研究工作提供参考.     

microRNA在衰老性肌萎缩和运动干预中的调节作用

衰老性肌萎缩症是由于衰老所致的骨骼肌质量减少及功能减退的增龄性机能退化症,运动干预是其防治的最有效措施之一。研究表明,microRNAs (miRNAs)作为基因表达的调控因子,通过调节骨骼肌发育(增殖、分化)、线粒体生物发生、蛋白质合成与降解、炎症反应和代谢途径来维持衰老骨骼肌细胞稳态。此外,运动可改变miRNAs表达水平,调节骨骼肌细胞的代谢平衡,从而改善衰老相关的骨骼肌质量、组成和功能的变化。本文综述了miRNAs在衰老性肌萎缩症中的调节机制,阐述在运动条件下miRNAs在衰老性肌萎缩症中的调控作用和分子机制,以期为预防和治疗衰老性肌萎缩症提供新的思路。     

叶绿素酶的研究进展

叶绿素的降解代谢被公认是一个难解的生物学之谜.叶绿素酶是迄今为止了解最多的叶绿素酶促降解途径的重要组成酶之一.已有多位学者通过不同方法对该酶进行了分离纯化鉴定.研究发现,叶绿素酶主要定位于叶绿体膜上,与底物叶绿素分子存在着空间隔离,其催化反应的最适pH值是7.8～8.5,Km值是3.1～278μmol/L ;催化反应的最适温度因反应微环境的不同而各异,叶绿素酶至少存在两种同工酶;并对叶绿素酶基因学及酶活调控等进行了探讨.     

叶片衰老原因新探

叶片变黄是叶器官衰老的最明显的症状之一,叶绿素迅速降解和类胡萝卜素的相对稳定是叶片变黄的主要原因。不少研究者认为,叶绿素降解起因于叶片光合受阻和叶绿体内氧自由基的累积,也有的人则认为与叶绿素降解酶系统的协调作用有关。 1.叶绿素酶系统对叶片衰老的作用 叶绿素酶是参与叶绿素降解的第一种蛋白,催化叶绿素解体形成叶绿酸和游离叶绿醇。     

植物细胞自噬研究进展

细胞自噬是一类依赖于溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。在动物细胞中, 靶物质通过自噬体包裹被运送到溶酶体中,由特定的水解酶降解; 而植物和酵母细胞中该过程在液泡内进行。近年来, 在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到多个关键ATG基因, 它们对植物细胞自噬体的形成及自噬调控起到关键作用。该文全面综述了植物细胞自噬的调控及其在植物逆境胁迫中的生理功能。     

衰老叶片中叶绿素的降解

综述了近年来关于衰老叶片中叶绿素降解的研究情况,包括叶绿素代谢的中间产物、终产物、主要代谢途径、代谢酶及代谢途径在细胞内的定位及代谢调节方面的研究进展。     

抑制AtCLH1表达降低叶片衰老进程中叶绿素a与b的比值但不影响叶绿素降解速率

为了分析叶绿素酶在叶绿素降解过程中的作用,构建了抑制AfCLH1和／或AtCLH2的拟南芥RNM株系。在RNAi株系中,叶绿素酶的表达和活性都被显著抑制。然而,无论是在正常生长情况下还是在黑暗诱导的衰老进程中,RN加株系中的叶绿素降解速率与野生型中的相比均无显著差异。进一步的分析结果表明,AtCLH1 RNAi株系中的叶绿素a/b比值在叶片衰老进程中逐渐降低,而野生型中的却逐渐升高。另外,还观察到所有株系中叶绿素酶的活性在黑暗诱导的衰老过程的初期均呈现出上升的趋势。与这一变化趋势正好相反,在所有株系中,叶绿素酶基因的表达在黑暗诱导衰老后就开始大幅下降。有趣的是,与野生型相比,RNAi株系中的目标叶绿素酶基因仍然维持在一个较低的表达水平。这说明拟南芥中可能存在一个反馈补偿机制。基于这些结果,并结合相关的研究报道,认为叶绿素酶很可能参与了衰老进程早期的叶绿素b向a的转换过程。