几种重要植物次生代谢防御反应物质的生物合成途径及分子调控机制研究进展

参与植物防御反应相关的次生代谢产物主要有酚类、萜类和生物碱类.近几年,随着转录组学、蛋白组学及新的分子生物学技术的广泛应用,极大地推进了植物次生代谢防御反应物质调控机制的研究进展.我们从这几类次生代谢物质的合成途径及其参与植物防御反应的分子调控机制两大方面进行概述,重点介绍这三类具有防御作用的次生代谢产物的生物合成途径、参与介导植物防御反应的相关信号分子及其转录调控机制,为正确认识植物次生代谢防御反应提供理论据.     

虫害诱导植物防御的分子机理研究进展

从虫害诱导的系统损伤信号、昆虫特异性激发子、间接防御、直接防御和负防御等方面,综述了虫害诱导植物防御的最新研究进展.在植物与昆虫的相互进化过程中,植物利用诱导防御物质对付昆虫的危害,昆虫则利用其特有的激发子降低植物的防御反应.文中比较了间接防御涉及的4种代谢途径,以及诱导挥发物释放的机制;阐明了虫害诱导植物直接防御的概念、防御物质及其作用机理;分析了虫害诱导植物负防御的机制.同时,也强调了虫害诱导林木防御反应的分子机理.     

诱导子对植物细胞培养中次生代谢物的调控机制

诱导子被认为是提高植物细胞培养中次生代谢产物最有效的途径之一.目前,对诱导子的研究以及所产生的次生代谢物的调控机制的研究越来越受到重视,本文就植物细胞在受诱导子作用后,产生的一系列生理生化事件进行讨论.     

芥子油苷在十字花科植物与昆虫相互关系中的作用

芥子油苷(glucosinolate, GS)是十字花科植物重要的次生代谢物,对调节十字花科植物与昆虫间的关系起着重要作用.由于GS及其代谢产物具有一定的毒性,因此它是十字花科植物抵御广食性植食昆虫攻击的有力手段.而寡食十字花科植物的昆虫由于具备多种GS应对机制,因此可通过GS这一十字花科植物特有的次生代谢物进行寄主选择.被植食性昆虫摄入的GS不仅可以影响天敌的生长发育,而且还对天敌有一定的驱避作用.而虫害后十字花科植物释放的GS代谢产物又可作为天敌的寄主选择信息.本文结合该领域的一些最新研究成果,从GS对植食性昆虫的毒性、寡食性害虫的寄主选择、植食性昆虫对GS的适应机制、虫害对GS-黒芥子酶系统的诱导,以及GS对天敌的影响等方面对GS如何影响植物与昆虫间的相互关系进行了综述,并就今后该领域的研究方向、研究方法提出建议.     

植物次生代谢,离体培养条件下次生代谢生物积累及其调控研究进展

简述了高等植珠的几大类次生代谢产物及其合成途径,采用了大量研究实例以说明运用细胞工程生产代谢物的可能性,指出提高植物培养细胞中次生代谢物产量的各种调控途径。     

植物次生代谢、离体培养条件下次生代谢物积累及其调控研究进展

简述了高等植物的几大类次生代谢产物及其合成途径,采用了大量研究实例以说明运用细胞工程生产代谢物的可能性,指出提高植物培养细胞中次生代谢物产量的各种调控途径,特别用研究实例来展示前体饲喂及诱导子添加对提高目的产物含量的显著效果。文末还对该科研领域存在的问题及未来研究重点进行了讨论。     

丹参代谢途径关键酶和次生代谢产物的研究进展

丹参次生代谢物是丹参入药的主要成分，文章从丹参次生代谢物的主要类型、合成途径、关键酶及培养环境的变化对丹参次生代谢物的影响等方面，综述了近年来国内外对丹参次生代谢产物积累的研究进展，论述了植物次生代谢主要合成途径中关键酶与代谢物积累的相关作用，列举了环境变化、诱导作用对丹参次生代谢物含量变化的影响，旨在为丹参的规范化种植和质量控制提供理论依据。     

植食性昆虫唾液效应子和激发子的研究进展

植食性昆虫与寄主植物通过协同进化形成了复杂的防御和反防御机制。本文系统综述了昆虫唾液效应子和激发子在植物与昆虫互作中的作用及机理。昆虫取食中释放的唾液激发子被植物识别而激活植物早期免疫反应,昆虫也能从口腔分泌效应子到植物体内抑制免疫;抗性植物则利用抗性(R)蛋白识别昆虫无毒效应子,启动效应子诱导的免疫反应,而昆虫又进化出多种方式来躲避植物R蛋白的识别。总之,在这场军备竞赛中,昆虫的唾液成分决定着昆虫能否取食成功。取食过程中,咀嚼式口器害虫分泌大量酶类到植物体内,而刺吸式害虫则分泌胶状和水样唾液到植物中,它们都利用激发子和效应子去调控植物的免疫防御反应。分析现已报道的昆虫效应子发现其作用机制各有不同,具体表现为影响植物早期防御信号,调控植物激素通路及其他通路,或靶向小分子RNA通路。本文还综述了昆虫激发子的最新进展,揭示激发子可以通过诱导释放植物次生代谢物以及调控激素水平、Ca²⁺内流和活性氧爆发增强植物抗性。最后对昆虫效应子的分泌特性、寄主特异性和多功能性作了分析,并对无毒效应子及其对应的植物R基因,以及激发子的模式识别受体的研究进行了展望。     

参与植物次生代谢调控的转录因子及其在植物次生代谢遗传改良中的应用

转录因子与结构基因的结合,激活合成基因的表达是次生代谢物合成途径启动前的重要分子事件,对植物次生代谢起着十分重要的调节作用。转录因了可激活次牛代谢物合成途径中多个基因协同表达,从而有效启动次生代谢途径。因此,转录因子为揭示植物次生代谢调控机制提供重要工具,转录因子的基因工程可为植物次生代谢的遗传改良提供有效的手段。     

乙烯对植物次生代谢产物合成的双重调控效应

植物次生代谢产物是人类重要的药物及化工原料来源, 其产生与植物正常的生长发育及对环境的适应密切相关, 并受到多种因素的调控。乙烯作为一种植物内源激素, 广泛参与植物的生长、发育、抗逆和次生代谢产物合成等重要生理过程的调控。该文综述了乙烯的信号转导机制及其调控作用; 重点归纳了乙烯对植物次生代谢产物形成所表现出的双重调控效应, 即在一定浓度范围内, 乙烯对植物次生代谢产物的合成起促进作用, 低于或超过该浓度范围则起抑制作用; 并对今后该领域的研究方向进行了展望。