甜菜碱提高植物抗寒性的机理及其应用

甜菜碱是植物重要的渗透调节物质,在低温等逆境条件下,许多植物细胞中迅速积累甜菜碱以维持细胞的渗透平衡.对近几年来甜菜碱提高植物抗寒性的机理研究及其应用,包括甜菜碱的生物合成途径、低温胁迫下甜菜碱对植物的保护机理、甜菜碱合成酶基因的转化及外源甜菜碱在植物抗寒中的应用进行了综述.     

逆境条件下植物体内渗透调节物质的积累与活性氧代谢

本文介绍逆境胁迫下植物体内渗透调节物质的积累和作用,及其对活性氧的产生与清除的影响。阐述以脯氨酸为代表的渗透调节物质对活性氧的直接清除作用,Ca2+、甜菜碱等对抗氧化酶活性及抗氧化剂含量的影响。近年来人们广泛利用转基因技术合成脯氨酸、甜菜碱,为提高作物的抗氧化能力及培育抗逆新品种提供了一条有效途径。     

逆境条件下植物体内渗透调节物质的积累与活性氧代谢

本文介绍了逆境迫下植物体内渗透调节物质的积累和作用,及其对活性氧的产生与清除的影响,阐述以脯氨酸为代表的渗透调节物质对活性氧的直接清除作用,Ca^2 ,甜菜碱等对抗氧化酶活性及抗氧化剂含量的影响,近年来人们广泛利用转基因技术合成氨酸,甜菜碱,为提高作物的抗氧化能车及培育抗逆新品种提供了一条有效途径。     

盐胁迫下甜菜碱的生物合成及植物耐盐的分子机制（综述）

甜菜碱是一种无毒的渗透调节剂.在盐胁迫下,植物体内迅速积累甜菜碱等小分子化合物以维持细胞内外的渗透平衡,从而维持细胞正常的生理功能.本文对甜菜碱的生理作用、生物合成、基因工程及植物抗盐的分子机制作一综述,为培育理想的耐盐植物新品系提供参考.     

植物脯氨酸合成酶基因工程研究进展

逆境条件下植物细胞积累脯氨酸是植物适应逆境的一种反应,有利于减轻逆境对植物的伤害。简要回顾了生物体脯氨酸代谢过程和逆境下植物积累脯氨酸的作用,重点总结了植物体内脯氨酸合成酶基因吡咯啉-5羧-酸合成酶(P5CS)的克隆、表达和转基因研究进展。研究认为,P5CS是一个逆境胁迫应答基因,通过基因工程方法调节P5CS基因的表达有利于提高植物体脯氨酸的积累量,改善植物的抗逆性。因此,目前可以在大田植物中开展利用提高脯氨酸来改善植物抗逆性的研究。     

植物抗旱耐盐基因的研究进展

近几年许多与植物抗旱耐盐相关基因被克隆和分析,同时通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,能显著提高转基因植物的抗旱耐盐能力。这些基因主要包括渗透调节基因、蛋白类基因(如信号传导中的蛋白激酶基因)及转录因子等。在逆境条件下,渗透调节基因通过合成脯氨酸、甜菜碱、糖类和多胺类等渗透调节物质维持植物中的渗透平衡;蛋白激酶基因产物是细胞信号传导中的组分,这些基因能促进植物对干旱失水反应和逆境信号的传递,启动抗逆基因的表达;转录因子通过与相关基因的特异性结合来调控其表达,进而产生相关调控蛋白等物质增强植物在逆境中的生存能力。本文主要综述了这三类抗逆基因的研究现状及其生物学机理,讨论并分析这些基因在应用中尚待解决的问题,为发掘更多的抗逆性的基因资源和进一步开展分子育种工作提供参考。     

植物醛脱氢酶在逆境胁迫中的研究进展

干旱、盐和病虫害等逆境胁迫已成为制约植物生长和作物产量的主要因素。植物在生长过程中进化出从形态到生理的一系列机制以缓解胁迫对自身的损害。逆境胁迫下醛类物质的富集会产生一系列的过氧化链式反应,危害细胞膜系统正常生理功能。过量的醛也会与蛋白质和核酸反应,破坏蛋白质和核酸的正常结构和功能,甚至直接导致植物死亡。植物体内醛脱氢酶基因(Aldehyde dehydrogenase,ALDH)在胁迫诱导条件下表达水平增加,大量累积的醛脱氢酶蛋白(ALDHs)将醛物质氧化成相应的羧酸,减少脂类物质的过氧化,参与到植物对生物及非生物的胁迫以及植物的发育调节。从ALDH的分类、功能及作用途径展开详细论述。     

甜菜碱合成代谢基因工程的研究进展

甜菜碱（Betaine）是生物体内氨基酸代谢的中间产物［1］,可作为甲基供体,参与“一碳单位”的活化的甲基循环［2］。许多生物,特别是依赖环境条件而代谢类型多样化的植物、细菌和水生低等生物,在干旱、盐渍、深冻等低水势的逆境中,为了维持细胞的渗透势,合成和积累有机小分子,如脯氨酸［3］、甜菜碱［4］等氨基酸类,岩藻糖［5］、甘露醇［6］等单糖、双糖、三糖及糖醇类物质。LeRudalier［1］等（1984）法国和美国科学家合作,用150种代谢中间产物作体外渗透胁迫实验,发现只有甘氨酸甜菜碱和脯氨酸甜菜碱能有效地促进细胞生长,…     

甜菜碱和甜菜碱合成酶

就重要的渗透调节剂甜菜碱在高等植物中的分布、诱导积累和生物合成,以及甜菜碱合成酶的分子生物学研究的历史和进展作了扼要综述。甜菜碱是一种非毒性的渗透调节剂。植物、微生物、海洋无脊椎动物、海藻、真菌和细菌中都有存在。许多高等植物,特别是会科和禾本科植物,在受到水／盐胁迫时积累大量甜菜碱。甜菜碱生物合成的调节控制及其相应的遗传操作的研究,对认识植物的渗透调节机理和培育高抗盐抗旱作物品种有重要意义。     

植物磷酸乙醇胺N-甲基转移酶的研究进展

甘氨酸甜菜碱是一种渗透调节物质,能够维持高盐浓度下细胞的渗透平衡和膜的有序性,并有效地稳定酶的结构;胆碱是甘氨酸甜菜碱生物合成的必要前体物质,而磷酸乙醇胺甲基转移酶（phosphoethanolamineN-methyltransferase,PEAMT）作为甲基转移酶,是催化磷酸乙醇胺三次甲基化生成胆碱的限速酶。近年来研究表明磷酸乙醇胺甲基转移酶不仅在植物生长发育过程发挥作用,而且通过参与渗调物质甜菜碱以及胁迫相关第二信使磷脂酸的合成从而使植物对盐胁迫产生应答反应。本文就植物磷酸乙醇胺甲基转移酶的反应作用机理、生物学功能及表达调控机制进行了归纳总结。