植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成

纤维素地球上最丰富的生物大分子和最重要的可再生资源,1996年克隆了第一个植物纤维素合成酶基因,植物纤维素的生物合成需要多个纤维素合成酶与其他相关酶如Korrigan纤维素酶,蔗糖合成酶等来共同完成。本文介绍了植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成途径及其相关基因如蔗糖合成酶基因、KORRIG-AN基因等研究进展。     

植物细胞壁纤维素生物合成机理探索取得进展

美国Carnegie研究所在2009年6月14日发行的NatureCellBiology杂志的电子版上发表了有关探秘植物细胞膜纤维素生物合成机理的论文。这是该研究所的植物生物学部和荷兰Wageningen大学的研究人员共同的研究成果。     

植物细胞壁纤维素生物合成的调控

纤维素是自然界最丰富的生物多聚体,是生物质能源的主要组成物质。植物细胞壁中纤维素的生物合成主要由纤维素合成酶(Cellulose synthase,CesA)催化完成,纤维素的生物合成受到植物激素,信号分子,转录因子以及某些特殊蛋白质的调节。目前的研究集中在对纤维素合酶基因的转录及翻译后修饰的调控。总结了高等植物调控纤维素生物合成的研究近况。     

乙烯生物合成及其控制研究进展

综述近年来对乙烯生物合成重要中间产物Ｓ－腺苷甲硫氨酸（ＳＡＭ）及１－氨基环丙烷－１－羧酸（ＡＣＣ）各种分流途径的研究进展,重点介绍参与这些途径的关键酶及其基因的特性,并对控制乙烯生物合成的基因工程作一总结。     

紫杉醇生物合成相关酶类的研究进展

紫杉醇是红豆杉属植物次生代谢产物之一,是近20年来抗癌药物研究领域的重要发现。弄清楚紫杉醇合成途径和相关酶的反应可以从根本上大大提高紫杉醇的产量。综述近几年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究工作,包括已经得到相应cDNA克隆的紫杉二烯合成酶,细胞色素P450氧化酶和3个紫杉烷的乙酰转移酶,由于GGPP是紫杉醇合成的必需前体,HMGR和GGPP合成酶的相关情况也有简述。     

植物类胡萝卜素的生物合成及其调控

阐述植物类胡萝卜素的生物合成途径和影响植物类胡萝卜素生物合成的因素,重点介绍该途径中的主要酶及其基因研究的进展。     

植物乙烯生物合成研究进展

本文对植物体内乙烯生物合成途径中控制ＡＣＣ合成及代谢的三种酶：ＡＣＣ合酶,ＡＣＣ氧化酶和ＡＣＣ：Ｎ－丙二酰基转移酶的特性、基因家庭及其表达等方面的问题进行了评述。     

植物中多不饱和脂肪酸生物合成的基因工程

多不饱和脂肪酸 (ｐｏｌｙｕｎｓａｕｒａｔｅｄｆａｔｔｙａｃｉｄｓ ,简称ＰＵＦＡ ,即含有两个或两个以上双键的长链脂肪酸[1] ) ,过去二十几年的研究 ,揭示了它在生物体内有广泛作用 ,在营养学和医学上都很重要[1～ 6] ,其生理功能和生物合成的研究得到广泛重视。1　多不饱和脂肪酸的生理功能　　 (1 )是生物膜的重要组成成分 ,调节与膜有关的生理过程。ＰＵＦＡ ,特别是花生四烯酸 (2 0∶4Δ5,8,11,14 ,ａｒａｃｈｉｄｏｎａｔｅ,ＡＡ)是磷脂结构功能的主要部分。磷脂在所有细胞膜中均存在 ,是细胞和生物膜的关键组份 ,它们对生物膜结…     

毛白杨纤维素合成酶基因(PtoCesA1)克隆、序列分析及其植物表达载体的构建

以毛白杨形成层为材料克隆了毛白杨纤维素合成酶基因（PtoCesA1）,序列分析表明该基因序列为3215bp,与欧洲颤杨的PtCesA1基因同源性为97％具有开放的阅读框,编码区在52～2985碱基之间,编码区为2925bp。通过同义突变引入BamHI酶切位点,将全长基因克隆到植物表达栽体pBll21中,经酶切和PCR鉴定确认载体构建正确,为下一步ptoCesA1转基因功能研究打下了基础。     

植物体内一氧化氮合成途径研究进展

一氧化氮(NO)作为一种气体信号分子,在植物生理过程中发挥重要作用,它参与调节植物的生长、发育及对外界环境的应激反应.植物体内主要通过酶催化途径和非酶催化途径合成NO.酶催化途径合成NO的主要酶包括一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)和硝酸还原酶(nitrate reductase,NR),以及在某些植物的特定组织或器官或在特殊环境条件下存在的一氧化氮氧化还原酶(nitric oxide oxidoreductase,Ni-NOR)和黄嘌呤氧化还原酶(xanthine oxidoreductase,XOR).非酶催化合成途径主要是在酸性和还原剂存在条件下将亚硝酸盐还原成NO.该文主要结合研究方法,综述了植物体内NO合成途径的研究进展,为植物体内NO信号的作用机理的深入研究提供信息资料.     

植物萜类生物合成中的后修饰酶

萜类化合物由于其结构类型丰富多样而被称为"terpenome".除了参与植物生长发育、环境应答等生理过程,萜类化合物还应用于医药、有机化工等领域.萜类的生物合成大致可分为前体形成、骨架构建以及后修饰三部分,基本骨架通常由萜类合酶催化形成,进一步在后修饰酶的作用下产生数以万计的萜类化合物.结合我们对香茶菜二萜生物合成的初步研究结果,本文主要针对近年来植物萜类生物合成中的一些有代表性的后修饰酶包括P450单氧酶、双键还原酶、酰基转移酶和糖基转移酶,进行研究现状分析与展望.     

SHOU4 Proteins Regulate Trafficking of Cellulose Synthase Complexes to the Plasma Membrane

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参与植物细胞壁半纤维素木聚糖合成的糖基转移酶

木聚糖是双子叶植物次生细胞壁中最主要的半纤维素,含有木聚糖的次生壁是最丰富的植物生物质,广泛应用于能源、制浆、造纸和纺织业中,但其主要组分戊糖对细胞壁生物质利用具有较大影响。揭示木聚糖合成的分子机制,为遗传修饰细胞壁组成,更好地利用细胞壁生物质提供新的策略。近年来对模式植物拟南芥中多个木聚糖合成有缺陷的突变体的分析表明：GT43家族的IRX9、IRX9-L、IRX14、IRX14-L,GT47家族的FRA8、F8H、IRX10、IRX10-L,GT8家族的IRX8、PARVUS、QUA1、GUX1、GUX2等参与了木聚糖主链、还原末端序列和侧链的合成。本文主要对这些研究进展做一综述,并讨论了木聚糖合成的机制及亟待解决的问题,展望了其发展趋势。     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently.With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis path way are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosnthesis are discussed.     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently. With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis pathway are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosynthesis are discussed.     

病毒诱导基因沉默鉴定穿心莲内酯生物合成关键酶ApCPS功能

该研究采用病毒诱导基因沉默技术(VIGS),以生长到第8片真叶期的穿心莲植株为实验材料,沉默参与穿心莲内酯生物合成的ent-柯巴基焦磷酸合酶基因(ApCPS),用半定量和荧光定量PCR检测病毒诱导沉默后ApCPS及其上游基因的表达,用HPLC法检测ApCPS沉默后穿心莲内酯的积累变化,同时检测茉莉酸甲酯(MeJA)处理后ApCPS及上游基因的表达,以全面分析穿心莲内酯代谢以及ApCPS在穿心莲内酯生物合成中的作用机制,验证其在植物体内的功能。结果显示:(1)ApCPS基因被成功沉默,基因表达显著下调,进而引起上游牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPS)的表达下调,而3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(HMGR)和1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因(DXS)的表达未受影响。(2)ApCPS基因沉默15d后穿心莲内酯积累量显著下降,表明ApCPS是穿心莲内酯生物合成关键酶基因,且能够负反馈影响上游基因表达。(3)茉莉酸甲酯(MeJA)显著诱导ApCPS及上游基因HMGR、DXS和GGPS的表达,表明穿心莲内酯生物合成基因受到MeJA的广泛调控。该研究首次使用VIGS证明ApCPS参与到穿心莲内酯生物合成,为利用该技术鉴定穿心莲内酯生物合成途径中其他基因功能奠定了基础。     

植物原花青素生物合成及调控研究进展

原花青素是通过类黄酮途径生成的一类多酚类化合物.原花青素具有重要的生物学功能,不仅是植物应对生物和非生物胁迫的一种重要防御手段,还能影响植物外观、风味和品质,因此原花青素合成途径一直是作物性状改良的研究热点.该文主要在模式植物拟南芥研究的基础上,综述了原花青素生物合成研究的最新进展,讨论了原花青素遗传工程应用前景和主要...     

植物纤维素合成酶基因的研究进展

纤维素是植物细胞壁的主要成分。自然界中每年大约有1800亿吨的纤维素产物生成。纤维素的巨大经济价值使纤维素合成酶基因成为基因工程的热点之一。1996年, Delmer小组首次从植物中克隆出纤维素合成酶基因。近年来,在纤维素合成酶的结构、功能、定位和基因功能的研究方面成果斐然。本文概述了植物纤维素合成酶基因的研究进展。 Abstract:Cellulose is a major component in plant cell wall.About 180 billion tons of cellulose are produced per year in nature.The commercial importance of cellulose makes the genes coding it one of attractive targets for plant genetic engineering.A number of cellulose synthase genes have been first cloned from plant species by Delmer's group in 1996.Recently,research achievement has been obtained in accumulating to understanding the cellulose synthase function,location,and the gene function.The paper summarized the research progress of cellulose synthase genes in higher plants.