高等植物叶绿素生物合成的研究进展

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,其功能是捕获光能并驱动电子转移到反应中心.整个叶绿素生物合成过程(L-谷氨酰-tRNA→叶绿素a→叶绿素b)需要15步反应,涉及15种酶,迄今在模式植物拟南芥中已分离到27个编码这些酶的基因,完成了以拟南芥为代表的被子植物叶绿素生物合成全部基因的克隆.本文主要对近年来国内外有关植物叶绿素的生物合成过程及相关酶基因的克隆、生物合成途径中2个关键步骤(σ-氨基酮戊酸(ALA)合成和Mg离子插入原卟啉Ⅸ的调节)、影响叶绿素生物合成的主要因素(光、温度、营养元素等),以及叶绿素生物合成相关酶的其他生物学功能等的研究进展进行综述.     

高等植物脱落酸生物合成研究进展

介绍了近年来在高等植物体内脱落酸生物合成途径和调控方面的研究进展。     

高等植物脱落酸生物合成研究进展

介绍了近年来在高等植物体内脱落酸生物合成途径和调控方面的研究进展。     

乙烯生物合成途径及其相关基因工程的研究进展(综述)

在对植物激素乙烯生理功能作简要回顾的基础上着重对乙烯的生物合成途径中的关键酶,包括腺苷蛋氨酸合成酶、ACC合成酶及ACC氧化酶的性质和基因的研究进展作了综述,同时展现出了与调控内源乙烯生物合成有关的基因工程的整体轮廓。     

与授粉有关的因子调节的乙烯生物合成基因在兰花花器官中的表达

分析了与授粉有关的因子调节的ＡＣＣ合酶和ＡＣＣ氧化酶基因在朵丽蝶兰（ＤｏｒｉｔａｅｎｏｐｓｉｓｈｙｂｒｉｄａＨｏｒｔ．）花中的表达。生长素和乙烯均可诱导ＡＣＣ合酶和ＡＣＣ氧化酶的ｍＲＮＡ在花器官中积累。然而,去雄却不能诱导这两个基因在花器官中表达。生长素和乙烯所诱导的ＡＣＣ合酶和ＡＣＣ氧化酶的ｍＲＮＡ在花器官中的积累模式相似。原位杂交结果表明,生长素和乙烯处理后ＡＣＣ氧化酶的ｍＲＮＡ在柱头的表皮和薄壁细胞中积累。根据ＡＣＣ合酶和ＡＣＣ氧化酶基因表达的结果,对生长素、乙烯和去雄在兰花授粉后乙烯生物合成过程中的作用进行了分析。     

叶绿素生物合成的分子调控

介绍了叶绿素生物合成的分子调控研究进展,并对今后这一领域的研究作了展望。     

木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展

木质素是植物体内含量仅次于纤维素的一类高分子有机物质,在植物体的机械支持、水分运输及抵抗外界不良环境的侵袭方面起着重要的作用。然而,它的存在严重影响植物材料在造纸工业、纺织业、畜牧业生产中的应用。木质素代谢过程中存在多基因现象使得木质素的合成途径出现多样性,利用共抑制、反义抑制等转基因技术开发低木质素含量的优良新品种具有重要的意义。     

高等植物油菜素内酯的生物合成及信号转导研究进展

综述了近年来发现的植物油菜素内酯生物合成缺陷型及反应不敏感型突变体,BR生物合成的早期C 6氧化和晚期C 6氧化途径,参与合成的酶以及BR信号转导等方面的研究进展,并提出了这一问题今后研究的前景.     

油菜叶绿素b减少突变体Cr3529叶绿素生物合成的研究

利用吸收光谱和荧光光谱法测定了油菜叶绿素b减少突变体Cr3529子叶叶绿素生物合成途径中几种主要前体物质的含量.结果显示:突变体子叶中叶绿素生物合成第一个限速步骤的前体物质δ-氨基乙酰丙酸(ALA)含量与野生型油菜大致相同,饲喂ALA后的突变体及野生型油菜子叶中ALA含量均显著增加,但二者无显著差异;胆色素原含量在突变体中也未降低,而尿卟啉原Ⅲ含量仅为野生型的一半,粪卟啉原Ⅲ、原卟啉Ⅸ、镁原卟啉Ⅸ和原植基叶绿素的含量都明显低于野生型.结果证明,Cr3529突变体中叶绿素生物合成受阻于由胆色素原形成尿卟啉原Ⅲ的步骤,其叶绿素合成缺陷的机制和前体物质的累积与其它叶绿素b减少突变体明显不同.     

非典型氧化亚氮还原酶基因nosZ II研究进展

氧化亚氮(N_2O)是一种强力温室气体,能够破坏臭氧层。微生物含有的nosZ基因能够编码氧化亚氮还原酶,该酶可还原N_2O成为无害的N_2,因而对环境中nosZ基因的研究成为气候变化研究的一个热点。最近研究者对全基因组序列分析的结果揭示了一类新型nosZ基因(非典型nosZ Ⅱ基因)存在于更为广泛和多样的氮代谢微生物当中,这类nosZ编码的蛋白能够起到氧化亚氮还原酶的作用,并且广泛存在于多样的自然环境中。然而,针对含有非典型nosZ Ⅱ基因的微生物的相关研究还很不全面,这类微生物发挥作用的环境条件以及在N_2O还原过程中的特性仍然未知。本文主要综述了非典型nosZ Ⅱ基因与典型nosZ Ⅰ的主要差异、在环境中的分布情况以及未来研究方向的展望等。     

卫矛属一新变种——腥臭卫矛

报道了卫矛属(Euonymus)一新变种——腥臭卫矛(Euonymus sanguineus var.paedidus L.M.Wang)。该新变种与原变种石枣子(Euonymus sanguineus Loes.var.sanguineus)相似,但其独特的强烈腥臭花不仅明显可与石枣子区别,而且也有别于卫矛属中所有其他种类。另外,该变种叶柄极短,一般短于5mm,可以与原变种区别。对腥臭卫矛的分布与生境做了简略讨论。     

高等植物中异黄酮合成代谢及其调控

异黄酮是植物次级代谢过程中产生的酚类物质,豆科等植物中含量丰富,在动植物体内有着广泛的生理作用。本文综述了高等植物中异黄酮的合成代谢途径及其关键酶以及调控机理。     

沙棘种子形成发育过程中油脂合成积累关键基因的表达分析

为探讨沙棘种子油脂积累与相关基因表达的关系,以不同发育期间（6月25日、7月6日、7月17日、7月28日、8月8日和8月19日）的近缘高油品系‘新俄3号’和低油品系‘绥棘1号’种子为试材,利用氯仿甲醇法测定含油率,采用实时荧光定量PCR方法分析限速酶基因的表达模式,验证各基因在天然高低油种子间的表达差异。结果表明：（1）除7月17日外,其他时期‘新俄3号’的种子含油率均高于‘绥棘1号’;7月6日~7月28日期间油脂迅速积累,而且‘新俄3号’种子含油率增速大于‘绥棘1号’。（2）油脂迅速积累期的GPD1基因高表达,可能通过促进3 磷酸甘油合成进而加速‘新俄3号’种子油脂高积累;油脂积累过程中DGAT1和DGAT2基因在‘新俄3号’种子中的表达量一直高于‘绥棘1号’。研究认为,GPD1、DGAT1和DGAT2基因可能与‘新俄3号’种子油脂的相对高积累有关。本研究结果为进一步深入验证沙棘油脂合成限速酶基因功能奠定基础。     

油茶种子发育期油脂合成积累的源汇基因协同表达

为探讨油茶种子油脂的合成积累与源汇基因表达间的关系,以高油品系‘MY003’和低油品系‘MY008’的不同发育时期(6月2日、7月4日、8月5日、9月3日)种子为材料,利用氯仿甲醇法测定含油率,采用qRT-PCR技术分析油脂合成源基因(GPD1)和汇基因(DGAT1和DGAT2)在高低油种子间的表达差异及其对油脂合成积累的影响,为进一步研究油茶种子油脂合成积累的分子机制提供理论依据。结果显示:(1)油茶种子含油率均处于逐渐上升趋势(0.16%~24.1%),并在7月4日以后开始迅速上升,且‘MY003’种子含油率一直高于‘MY008’。(2)在‘MY003’种子中GPD1、DGAT1和DGAT2基因表达量均明显高于‘MY008’,DGAT1和DGAT2在源基因GPD1高水平表达后仍出现表达高峰;源基因GPD1在种子发育初期高表达,促进了TAG前体G3P的高效合成,而汇基因DGAT1和DGAT2在种子发育后期高表达,则促进了TAG的高效积累,GPD1与DGAT1、DGAT2之间呈正相关关系。研究表明,油茶种子油脂的合成积累来源于源基因GPD1和汇基因DGAT1与DGAT2的协同高表达。     

植物冷驯化相关基因研究进展

冷驯化是与提高植物抗冷性有关的生物化学及生理学过程,主要包括寒驯化（cool acclimation）和冻驯化（freezing acdimation）。在冷驯化过程中,植物体内许多基因在转录水平上的表达受到影响,已经克隆了大量的相关基因,它们组成复杂的分子调控网络。目前研究表明不依赖ABA的低温信号转导途径是植物冷驯化机制的重要组成部分,其中CBF/DREB1是该调控过程的关键转录因子,与植物通过冷驯化而提高冰冻耐受能力密切相关。进一步利用转基因技术,可以有效地改善作物的耐冷性状。     

高等植物赤霉素生物合成及其调节研究进展

主要介绍近年来高等植物中生物活性GAs的生物合成,拟南芥GA生物合成途径中关键酶基因（GA1－GA5）的克隆和GA3基因CYP701A3的母（Saccharomyces cerevisiae）中的成功表达。评述了活性GAs对赤霉不生物合成的反馈抑制作用和反馈调节中信号的传递和接收问题。高等植物中光周期对GA生物合成的调节主要是在20－氧化和／或3β－羟基化步骤。     

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。     

Heat Stress and Spermidine: Effect on Chlorophyll Fluorescence in Tomato Plants

Two tomato (Lycopersicon esculentum L.) cultivars: Robin (tolerant) and Roma (sensitive to heat stress) were studied. Chlorophyll fluorescence induction parameters (F_v/F_p, A_max, and Rfd) at 25 °C showed that the PS2 activity was similar for both cultivars. The parameters, measured at 38 °C, decreased in both cultivars, but more in cv. Roma. Exogenous application of 4 mM spermidine improved the plant heat-resistance in both cultivars, and especially in cv. Roma. Analysis of chlorophyll fluorescence changes during linear increase in temperature showed that cv. Robin plants have higher ability to hardening and higher resistance to thermal damage of the pigment-protein complexes structure and the activity of PS2 than cv. Roma.