花青素转录因子调控机制及代谢工程研究进展

花青素是广泛存在于植物中的一类重要的类黄酮化合物, 在植物生长发育和人类营养保健方面具有重要价值。花青素的生物合成途径已经解析得比较清楚, 但花青素的代谢调控网络还在不断完善。调控花青素生物合成的转录因子主要包括MYB、bHLH和WD40三大类, 这些转录因子通过激活或抑制CHS、ANS和DFR等花青素途径关键结构基因的表达水平, 进而决定花青素积累的部位与水平。该文结合国内外花青素生物合成与转录调控方面的研究进展, 简要介绍了花青素的生物合成途径, 归纳总结了模式植物中花青素代谢调控的分子机理, 尤其是MYB、bHLH和WD40三类主要转录因子的调控机理, 以及这些转录因子在观赏植物和水果等经济作物花青素代谢工程中的应用。该文将为系统阐明花青素的转录调控机制和利用代谢工程改良花青素的相关研究提供有益参考。     

旧世界和新世界——话说世界葡萄酒的生产与分布

正葡萄酒在世界上"古已有之",可追溯到8 000年前高加索地区的格鲁吉亚,后来逐步传播到希腊,进而传播到整个欧洲。15至16世纪,葡萄栽培和葡萄酒酿造技术传入南非、澳大利亚、新西兰、朝鲜和美洲。中国虽然在唐朝和元朝曾经有过葡萄酒文化的繁荣,但真正现代化的开端则始于清末张裕葡萄酿酒公司的建立。在葡萄酒业漫长的发展历程中,形成了所谓的"旧世界"和"新世界"国家。"旧世界"泛指欧洲老牌的葡萄酒生产国,而"新世界"则主     

植物铜转运蛋白的结构和功能

铜(Cu)是植物必需的微量营养元素, 参与植物生长发育过程中的许多生理生化反应。Cu缺乏或过量都会影响植物的正常新陈代谢过程。因此, 植物需要一系列Cu转运蛋白协同作用以保持体内Cu离子的稳态平衡。通常, Cu转运蛋白可分为两类, 即吸收型Cu转运蛋白(如COPT、ZIP和YSL蛋白家族)和排出型Cu转运蛋白(如HMA蛋白家族), 主要负责Cu离子的跨膜转运及调节Cu离子的吸收和排出。然而, 最近有研究表明, 有些Cu伴侣蛋白家族可能是从Cu转运蛋白家族进化而来, 且它们在维持植物细胞Cu离子稳态平衡中也具重要功能。该文对Cu转运蛋白和Cu伴侣蛋白的表达、结构、定位及功能等研究进展进行综述。     

植物Tnt1反转录转座子突变体库的特征及应用

植物反转录转座子是转座子中的一大类。目前, 在构建突变体库中应用较多的反转录转座子包括Tnt1、Tos17、Tto1和LORE1。该文比较了利用不同反转录转座子构建的植物突变体库的特征, 并对目前应用较为广泛的Tnt1突变体库进行了详细的分析和总结, 重点对豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula) Tnt1突变体库的构建及其在固氮、代谢和发育等方面的应用进行了系统概括。该综述将有助于全面了解蒺藜苜蓿Tnt1突变体库的特征, 并为豆科植物功能基因组学研究提供有益的参考。     

构树: 一种新型木本模式植物

构树(Broussonetia papyrifera)属于桑科(Moraceae)构属(Broussonetia)多年生乔木, 是一种具有重要价值的多功能树种。构树叶可做蛋白饲料, 树皮是造纸的优质原料, 根、茎、叶、果实及种子均可入药。构树具有分布广和适应性强的特性, 其有性繁殖和无性繁殖迅速, 雌雄异株, 严格异交, 世代周期短, 后代种子数量大, 株型多样, 基因组紧凑, 易转化, 表型性状和遗传多样性丰富, 可以作为研究木质素和纤维素合成、黄酮类和氮代谢、异形叶形成、植物性别分化机制以及植物抗性和环境适应性进化等植物学领域重大关键问题的模式材料。该文重点阐述构树作为模式植物的主要依据, 简要介绍构树的研究进展, 并对今后构树的研究框架进行初步设计。     

脯氨酸转运相关基因的研究进展

作为植物中普遍存在的一种逆境适应机制, 脯氨酸积累一直被认为是其合成和降解调控的结果。然而越来越多的研究表明, 脯氨酸转运也可能在其积累过程中起重要作用。在植物中, 有多个氨基酸转运蛋白家族, 如氨基酸通透酶家族(AAPs)、赖氨酸组氨酸转运蛋白家族(LHTs)和脯氨酸转运蛋白家族(ProTs)参与脯氨酸在各个器官间的运输。该文对参与脯氨酸运输的基因家族成员的表达模式、生理功能及表达调控进行了综述, 以期为脯氨酸运输与积累在植物抗逆方面的研究提供参考。     

复苏植物旋蒴苣苔J结构域蛋白编码基因BhDNAJC2的 克隆、表达与功能

热激蛋白(HSP)是一类在受到逆境刺激后大量表达的蛋白质, 能够帮助蛋白质正确折叠, 促使变性蛋白质降解, 缓解逆境胁迫对生物体的损伤。为揭示热激蛋白在耐旱的复苏植物中的保护作用, 该研究对复苏植物旋蒴苣苔(Boea hygrometrica)HSP40家族中J结构域蛋白BhDNAJC2的编码基因进行了克隆、表达与功能分析。Real-time PCR检测表明, 该基因受脱水、低温、热激等多种逆境条件和脱落酸(ABA)诱导表达。BhDNAJC2-YFP定位于细胞质、内质网和细胞核。过表达BhDNAJC2的拟南芥(Arabidopsis thaliana)株系在干旱、热激、盐胁迫和碱胁迫下均表现出明显的抗逆性。综上所述, BhDNAJC2可能在旋蒴苣苔抗旱、耐热及耐盐碱等胁迫反应中起关键作用。     

通量的初步研究

该文利用涡度协方差法和生理生态学方法（不同分量的累积和）获得的通量观测数据,对老山落叶松(Larix gmelinii)林(45°20′N, 127°34 ′E)的碳收支进行了分析。通过对每0.5 h所测数据进行的分析表明,能量平衡达到75％,说明涡度协方差法适应于本站的研究。较阴天气情况 下,林分光照利用效率显著高于晴朗天气,可能归因于阴天较多的散射光。以单位土地面积计算发现,通过涡度协方差法计算的落叶松林生态 系统的总初级生产力在20～50 μmol•m^-2•s^-1之间,远高于冠层叶片的总光合速率9.8～23.4μmol•m^-2•s^-1 (平均值16.2μmol•m^-2•s^-1 ),而 当综合考虑冠层光合和林下植物光合作用时,两种方法测定结果吻合性较好,说明林下植物对落叶松林碳平衡有重要影响。在估计森林生态系 统呼吸方面,以有风夜晚净生态系统交换量（NEE）来代表生态系统呼吸总量（3～9μmol•m^-2•s^-1）低估了生态系统呼吸总量,粗略估计较生 理生态学方法（不同呼吸分量的累积和）低估了50%左右（14.2μmol•m^-2•s^-1）。结果发现两种方法在估计森林碳平衡方面存在一定的差异, 呼吸量的估计差异应是今后研究的重点。     

芳香植物精油的抗菌性及在动物生产中的应用

芳香植物精油为具特征性气味的挥发性油状液体, 是从芳香植物中提取的一种重要次生代谢物质。芳香植物精油的抗菌活性由其化学成分和浓度决定, 其中酚类、含氧萜类和萜烯类在抗菌方面表现出较强的活性。芳香植物精油的抗菌机制主要涉及脂肪酸外膜的改变、细胞质膜的损坏、质子动力的消耗、代谢物及离子泄露。在畜牧业生产体系中, 抗生素的无序使用不仅可能引发“超级细菌”的产生, 其残留亦会造成畜产品不安全和环境污染。芳香植物精油作为一种天然植物抗菌剂, 毒性较低且无残留, 作为饲料添加剂可用于维持动物机体的健康, 有望成为重要的抗生素替代品。该文阐述了芳香植物精油的活性成分、抗菌作用机制及其在动物生产中的应用, 为抗菌机理研究和新技术开发利用提供了理论依据。     

转录因子调控植物萜类化合物生物合成研究进展

萜类化合物是植物次生代谢物中结构和数量最多的一类化合物, 它们在植物体内以及植物与环境和其它生命体的相互作用中发挥重要作用。转录因子通过调控代谢通路中基因的转录起始来调节次生代谢物质的产量。目前, 研究发现参与萜类合成的转录因子家族主要有6个, 包括AP2/ERF、bHLH、MYB、NAC、WRKY和bZIP。该文主要对其家族的结构特点、调控模式以及研究进展进行综述, 以期进一步丰富萜烯合成的网络调控, 为植物萜类相关的分子育种、优质栽培和病虫害生物防治等提供新的思路与方法。