植物叶绿素突变体及其分子机理的研究进展

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,叶绿素突变是一种明显的性状突变,其在理论研究和实际应用方面具有重要的意义。综述了植物叶绿素突变体的种类、遗传及突变的分子机理研究进展,着重介绍了突变的分子机理研究进展。     

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。     

植物叶色白化研究进展

植物叶色白化是一类明显和常见的叶绿素缺失突变,在植物光合作用机理、激素生理、核一质基因组相互作用、遗传育种等理论研究和实际应用方面均具有无可替代的价值。主要综述了近年来国内外有关白化突变体与叶绿素合成的关系、影响白化的内外因素、相关基因的克隆以及克服白化的途径等方面的研究进展,旨在为深入研究植物叶色白化突变提供参考。     

水稻黄绿叶突变体研究进展

叶绿素是植物光合作用的重要色素,叶绿素的合成决定植物的光合效率,并且直接影响作物的产量和品质。叶绿素的合成及分解代谢是一个非常复杂的过程,在此过程中有较多的基因参与,其中任何一个基因发生突变都有可能影响叶绿素的合成及分解,从而使叶片表现出各种叶色变化或者会影响植物的生长。叶色突变体研究是探明叶绿体发育过程中基因功能的有效途径。因此,发掘和鉴定叶色突变基因,开展与叶绿素相关基因的定位、克隆及功能研究均具有重要的理论意义和应用价值。综述了水稻黄绿叶突变体的研究进展,旨在为研究水稻叶绿素生物合成途径和光合作用机制提供理想的材料,同时还可作为标记性状在杂种优势中进行利用。     

光下叶绿素缺乏的大麦突变体NYB中叶绿素合成再探

研究一种原叶绿素酯还原酶（POR）的大麦突变体Ⅳ阳光下合成叶绿素的结果表明,NYB中PORB的含量比野生型低。NYB前质体中原片层体的大小和数量与野生型差不多,但其结构比野生型的松散。暗中生长的突变体内POR蛋白复合物LHPP比野生型少。不同光照强度下叶绿素积累的结果显示,光照度越强,突变体与野生型的叶绿素差异越显著。由于porB是单拷贝的,所以推测突变体中部分porB mRNA可能产生错误的剪切拼接,以致光下突变体Ⅳ阳仍然能合成叶绿素。     

叶绿素合成缺陷型小球藻突变株的选育及其蛋白产能和品质评价

本研究旨在利用常压室温等离子体(atmospheric pressure room temperature plasma, ARTP)诱变技术构建叶绿素合成缺陷型凯式小球藻突变株,筛选出极低叶绿素、适用于发酵生产蛋白质的新藻种。首先经优化诱变处理时间后建立了野生型兼养细胞的致死率曲线,在高于95%致死率条件下处理对数早期兼养细胞,基于可视化藻落颜色变化初筛获得4株突变株。随后在摇瓶中异养培养突变株,系统评价了蛋白生产性能,发现在含有30 g/L葡萄糖和5 g/L NaNO₃的Basal培养基中,突变株P. ks4表现最优,蛋白含量及产率分别为39.25%干重及1.15g/(L·d),氨基酸评分达101.34,叶绿素a含量下降98.78%且不含叶绿素b,含有叶黄素0.62 mg/g而使藻体呈金黄色。本研究为微藻替代蛋白的发酵生产提供了高性能、高品质的新种质P. ks 4。     

暹罗鱼腥藻空间飞行突变株的光合特性分析

对经空间飞行搭载而获得的暹罗鱼腥藻突变株的分析发现,与对照相比,它在生长率和光合效率方面明显较高。进一步分析其光合色素的组成,叶绿素荧光及PSII/PSI比值,发现突变株的PC/Chl比值明显低于对照藻株,而叶绿素荧光高于对照,PSII/PSI比值是对照藻株的1.7倍,在其它光合色素的比例上也有差异。分析这些结果表明,突变株与对照株在光合特征上有差异可能是突变株在色素系统的改变引起光能捕捉和光能利用上更为高效的原因。     

黄金苗谷子苗期黄色的生理基础和黄苗基因初定位

黄金苗是一个苗期表现黄苗、后期叶色恢复绿色的优质谷子品种,植物学和农艺性状观察发现:黄金苗叶色由黄变绿发生在孕穗到抽穗期;叶绿素含量的动态分析表明:黄金苗的叶绿素a和叶绿素b含量在苗期均低于对照,但在抽穗期叶绿素a的含量基本恢复正常,但叶绿素b的含量一直极显著低于对照,说明相关突变影响了叶绿素的合成,特别是叶绿素b的合成。叶绿体超微结构比较分析表明:黄金苗苗期每个细胞中叶绿体数量,基粒类囊体的层数与对照相比有显著差异,抽穗期恢复正常后与对照不存在显著差异。受叶绿素的含量和叶绿体的数量及类囊体数量的影响,黄金苗的净光合速率显著低于对照。遗传分析表明:黄金苗的黄苗性状受一对隐性单基因控制,通过对F2分离群体进行黄苗基因的定位发现,突变发生在8号染色体。本研究的结果可为下一步突变基因的精细定位和基因功能研究打下良好基础,本研究还讨论了黄金苗的黄苗色在育种中作为标记性状的利用。     

小麦黄化突变体光合作用及叶绿素荧光特性研究

对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)的叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光动力学参数进行比较分析.结果显示:(1)突变体金黄株、绿黄株、黄绿株的叶绿素含量均显著低于突变亲本,总叶绿素含量分别为突变亲本的17%、24%和58%,表明该突变体为叶绿素缺乏突变体;3个突变体叶绿素a与叶绿素b的比值(Chl a/Chl b)均小于突变亲本,而且突变体叶绿素含量越低,Chl a/Chl b比值越小,说明该突变体Chl a下降幅度大于Chl b.(2)金黄株净光合速率在孕穗期、开花期仅为突变亲本的5.7%、2.4%;绿黄株净光合速率显著低于突变亲本,为突变亲本的57.7%、43.3%;而叶绿素含量仅为突变亲本一半的黄绿株,其净光合速率接近突变亲本,表明该黄化突变体叶绿素含量在一定范围内单位叶绿素含量的光合效率较高.(3)突变体Fo均显著低于突变亲本;金黄株、绿黄株的Fm,Fv,qP,qN显著低于突变亲本;金黄株Fv/Fm比值(0.671)显著低于突变亲本.研究表明,叶绿素含量在一定范围内减少,未引起突变体叶绿素荧光动力学参数(Fo除外)显著改变,而当叶绿素含量较大程度减少时,这些荧光参数会急剧降低.     

高血压相关的线粒体DNA突变

线粒体DNA(mtDNA)突变是高血压发病的分子机制之一。已经报道的与原发性高血压相关的mtDNA突变包括:tRNAMet A4435G,tRNAMet/tRNAGln A4401G,tRNAIle A4263G,T4291C和A4295G突变。这些高血压相关的mtDNA突变改变了相应的线粒体tRNA的结构,导致线粒体tRNA的代谢障碍。而线粒体tRNAs的代谢缺陷则影响蛋白质合成,造成氧化磷酸化缺陷,降低ATP的合成,增加活性氧的产生。因此,线粒体的功能缺陷可能在高血压的发生发展中起一定的作用。mtDNA突变发病的组织特异性则可能与线粒体tRNAs的代谢以及核修饰基因相关。目前发现的这些高血压相关的mtDNA突变则应该作为今后高血压诊断的遗传风险因子。高血压相关的线粒体功能缺陷的深入研究也将进一步诠释母系遗传高血压的分子致病机制,为高血压的预防、控制和治疗提供依据。文章对高血压相关的mtDNA突变进行了综述。     

细菌基因突变的策略及应用

细菌病仍然是目前危害人类和动物的重要疾病。细菌突变技术是重要的细菌学研究技术,包括传统的物理、化学、生物学等方法及现代的基因突变技术。基因突变技术是目前细菌学研究的重点,不同的基因突变技术采用的策略不同。细菌基因突变技术的开发和应用为细菌疫苗研制、细菌基因功能研究和基因治疗提供了新的技术手段。     

作物诱变育种研究进展

作物新品种的培育能保持粮食稳产增收,利用自然和诱变获得遗传变异是作物育种的基础。随着栽培作物基因库的日益贫乏,诱变育种技术已成为目前种质资源创新和挖掘新基因的一个重要途径。本文综述了植物诱变育种的发展简史,物理诱变、化学诱变的主要类型、特点、异同及其在农业育种上的应用。由于诱变育种存在的主要问题是有益突变频率仍然较低,变异的方向和性质尚难控制,因此提高诱变效率,迅速鉴定和筛选突变体以及探索定向诱变的途径,是今后研究的重要课题。     

物理诱变技术及其在香蕉育种中的研究进展

我国是世界产蕉大国,香蕉总产量已居世界第2位,香蕉产业已成为我国南亚热带地区农民脱贫致富的重要支柱产业。但目前我国香蕉品种更新缓慢,现有品种的高产性、抗寒性、抗病性均存在一定程度的缺陷,而物理诱变技术在培育改良品种特性上具有独特的优势。本文综述了物理诱变技术及其在香蕉育种中的研究进展,包括物理诱变定义、种类及应用等方面,以期对香蕉诱变研究及新品种选育实践提供参考。     

酸奶弱后酸化发酵剂乳酸菌育种技术研究进展

后酸化是影响酸奶贮藏期间感官品质和风味特性的重要因素,是决定产品货架期的重要指标。弱后酸化发酵剂菌种的选育是优良发酵剂开发的重要技术手段。通过诱变育种筛选出具有弱后酸化特性的菌株,是延缓酸奶贮藏期间后酸化的技术途径之一。国内外围绕弱后酸化发酵菌株选育,采用诱变育种方法开展了大量卓有成效的研究。本研究针对诱变育种的方法、原理与研究现状,结合本课题组近几年关于发酵剂菌种弱后酸化的研究工作,对弱后酸化乳酸菌菌种的诱变育种进行了简要阐述与展望。     

RET原癌基因与肿瘤相关性研究的进展现状

RET原癌基因是一种重要的癌症驱动基因,与人类多种肿瘤的发生、发展密切相关。RET相关肿瘤的发病机制包括RET基因激活性点突变与RET基因融合突变。近年来,针对致癌性RET基因融合突变开发的精准靶向药物取得了突破性进展。综述了RET原癌基因与肿瘤发生、发展相关性研究及近年来临床诊疗方面的研究进展,旨在为RET基因突变癌症患者的精准化诊疗提供参考,并通过精准高效地抑制RET基因突变,提高疾病缓解率和控制率。     

抗生素产生菌诱变育种的研究进展

一种抗生素能否产业化决定于抗生素产生菌菌种的产素水平。因而如何提高抗生素产生菌的产素水平成为抗生素研究工作者长期不懈探索的重要课题。其中,诱变育种以其技术设备简单、省时省力等优点得到了微生物育种工作者的青睐,在诱变育种技术上取得了巨大进展,为抗生素工业化生产发挥了重要作用。综述了抗生素产生菌的诱变育种研究进展。     

植物诱变技术的研究进展

植物诱变技术是指利用外界因素加快物种遗传变异,在短期内获得有利用价值的突变体,为培育新种质、新品种及基因功能的研究等创造条件。相对于自然的选择,诱变技术具有高频率、广突变、周期短等特性。主要论述了常用的化学诱变、物理诱变、空间诱变和生物诱变等诱变手段,并详细介绍了上述诱变技术的诱变机理、生物学效应、常用的诱变方式及其在植物应用中的研究现状。针对现行各种诱变技术的不足提出了今后努力的方向。     

线粒体基因突变与糖尿病的相关性研究综述

糖尿病是以出现慢性高血糖为特征的。遗传因素在出现这种紊乱中可能占有重要角色。有研究表明核基因突变对胰岛素的分泌有影响,此外,在有些家庭中,糖尿病出现母系遗传,很可能是因为线粒体基因突变导致母系遗传。事实上,线粒体基因可能可以导致糖尿病,因为线粒体的氧化磷酸化在β细胞中血糖刺激胰岛素的分泌占有重要作用。已有大量研究表明线粒体基因突变与糖尿病的发病有关,在糖尿病患者的线粒体基因中发现大量的新发突变体,并且证实这些新发突变与糖尿病以及糖尿病并发症的发病有相关性。本文主要综述国内外近五年有关线粒体基因突变与糖尿病相关性的研究论文,从而探索线粒体基因突变与糖尿病的相关性,为糖尿病的发病机制提供新的见解。     

Estimating mutation rate: how to count mutations?

Mutation rate is an essential parameter in genetic research. Counting the number of mutant individuals provides information for a direct estimate of mutation rate. However, mutant individuals in the same family can share the same mutations due to premeiotic mutation events, so that the number of mutant individuals can be significantly larger than the number of mutation events observed. Since mutation rate is more closely related to the number of mutation events, whether one should count only independent mutation events or the number of mutants remains controversial. We show in this article that counting mutant individuals is a correct approach for estimating mutation rate, while counting only mutation events will result in underestimation. We also derived the variance of the mutation-rate estimate, which allows us to examine a number of important issues about the design of such experiments. The general strategy of such an experiment should be to sample as many families as possible and not to sample much more offspring per family than the reciprocal of the pairwise correlation coefficient within each family. To obtain a reasonably accurate estimate of mutation rate, the number of sampled families needs to be in the same or higher order of magnitude as the reciprocal of the mutation rate.     

SOCS1与肿瘤发生、发展和治疗的研究进展

SOCS1是细胞因子信号转导抑制因子(SOCS)蛋白家族的重要成员,近年来随着对SOCS1研究的深入,它的各种功能逐渐被发现。SOCS1的作用机制复杂,可以被体内多种细胞因子诱导,然后抑制下游的细胞因子和生长因子受体信号活化。SOCS1参与了体内多种急慢性炎症反应、先天性及获得性免疫反应、激素的调节以及多种肿瘤的生成和发展等,尤其是它与肿瘤的关系成为近期研究的热点。SOCS1基因目前被认为是一种新的抑癌基因,研究表明SOCS1基因甲基化、突变以及缺失导致的SOCS1表达减少在肿瘤的形成、发展过程中起重要作用。近年来对于恢复SOCS1的表达可以用来治疗肿瘤方面的研究逐渐增多,有些方法已经应用于临床,而且取得了一定的成果。本文就近年来SOCS1在肿瘤领域中的研究进展进行了综述。