一种判定CAM植物的简易方法

景天植物酸代谢(CAM)是首先在景天科植物中发现的一种适应于干旱环境的光合碳素代谢方式。向干旱地区,沙漠和盐碱地引种CAM植物,对于防止水土流失和这些地方的开发利用,具有很大的潜在意义。但是,CAM在除景天科外的许多科植物中也有发现,景天科植物并非都是CAM     

引入稳定性碳同位素概念讲授光合碳代谢途径的尝试

光合作用是植物生理学中比较重要的一个章节,也是植物生命活动中的核心过程之一,有C3、C4和景天酸(CAM)3种不同类型碳代谢途径,在许多植物生理学教科书中,对此介绍得比较明白.我们在教学过程中感到,尽管多次强调C3、C4和CAM 3种途径的主要异同点和相应植物类群的主要特征,但绝大多数学生仍然对此缺少感性认识,甚至有些迷茫.鉴于此,我们在讲授植物不同光合途径的过程中,引入稳定性碳同位素概念,这不仅使学生在学习过程中掌握了一门与植物生理学相关的技术方法,也增强了学生对3种碳代谢途径的理解.现介绍如下.     

植物次生代谢途径的遗传操作

植物次生代谢产物种类极其丰富,是人类的宝贵资源,这些产物及其合成途径相关酶具有空间特异性分布的特征。植物次生代谢途径的调控是个复杂的过程,受代谢产物水平、多酶复合物相互作用等多种因素的影响。通过遗传操作改造代谢过程,调控产物在植物体内的含量,是一条切实可行和具有广阔发展空间的途径。目前,改造植物次生代谢途径可以采取单基因操作和多基因操作两种策略进行。     

光合碳代谢研究的展望

自50年代Calvin循环发现以来,经历厂长期考验,迄今仍公认它是植物光合碳代谢中的基本或中心的途径。60年代和70年代相继发现和完成的C1循环,CAM途径和光呼吸途径则可以说是对Calvin循环的一种补充。Calvin循环中产生的糖磷酯经过一系列酶反应最终产生淀粉（在叶绿体内）或蔗糖（在细胞质中）现在这些代谢途径已研究得比较详尽。70年代乃至80年代则着重于对代谢途径调节控制的研究。从最近几年光合碳代谢的研究状况来盾,有如下几方面将得到进一步重视和加强。1代谢途径中关键酶的研究将继续深入现在普遍认为R0biSCO是植物光合作用中…     

植物次生物的代谢途径

系统地介绍了关于植物次生物代谢途径方面的研究成果,归纳了植物次生物的3个主要代射途径:酚类代谢途径、萜类代谢途径、生物碱代谢途径,并对其代谢机理进行了探讨。     

CAM途径和调节

景天酸代谢(简称CAM)是植物光合作用中固定CO_2的一种特殊方式。由于它有昼夜的苹果酸波动,早在1815年就被Heynes所发现。近十余年关于CAM研究的工作非常之多,而且涉及的内容非常广泛,包括CAM植物的生理、生态、生化、结构和分布等诸方面。作者曾对CAM的现代概念的形成作过     

热带亚热带植物展览温室

热带亚热带植物展览温室建于1965年,总面积1820平方米,以收集、保存、研究和展示热带、亚热带植物资源为目标,是开展植物多样性迁地保护和科学普及教育的重要场所。目前已收集展示棕榈科、仙人掌和多肉植物、蕨类植物、天南星科、兰科、凤梨科、百合科、山茶科、睡莲科等植物1100余种（含变种、     

植物丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）研究进展

丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）是C4植物和景天科酸代谢（CAM）植物光合作用的关键酶,催化形成固定CO2的初始分子受体磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。本文重点比较了植物的ppDK基因结构及分子进化关系,综述了PPDK在C4植物和C3植物中的功能、PPDK的调控机理、PPDK在胁迫条件下的功能以及转PPDK基因等在近年来的研究进展。     

植物MEP途径的代谢调控机制

萜类代谢途径是植物中最重要的次生代谢途径之一,对其有效的调控决定着植物的生长发育、抗性及品质等各个方面。植物中类萜合成的前体物在质体中是由2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-Methyl-D-Erythritol-4-Phosphate,MEP)途径合成的,MEP途径中的许多基因除了受到多基因编码和转录水平的调节外,还受到转录后调节机制的调节,而转录后调节是一种新发现的调节方式,其机制还不是很清楚。该文重点对近年来国内外有关植物MEP途径的多种调节方式,尤其是转录后调节的调节机制及其可能参与的信号分子方面的研究进展进行综述,为植物的MEP途径的代谢调控提供参考。     

高等植物中一碳化合物代谢研究进展

高等植物中一碳(C1)化合物的代谢主要包括甲醇代谢、甲醛代谢和甲酸代谢等,它们是高等植物一碳单位代谢的重要组成部分.由于C1化合物的代谢机制复杂、代谢规模非常小、参与代谢反应的酶和中间产物的含量低且不稳定等特点,相关研究报道很有限.现代生化和分子遗传学方法的综合使用使得人们对参与植物中C1化合物代谢的酶和基因有了一定程度的了解,该文主要综述了近年来有关高等植物中内源和外源C1化合物甲醇、甲醛和甲酸的来源和代谢途径方面的研究进展,并提出了该研究领域目前存在的问题和今后的研究方向.     

植物多胺代谢途径研究进展

多胺是一类小分子生物活性物质,广泛存在于生物体内,与植物的生长发育、衰老及抗逆性都有着密切的联系。目前,在植物中的多胺合成途径已经基本揭示,其生理作用在分子水平上逐步得到阐明。对多胺合成突变体和各种转基因植物的研究也使得人们更深入地了解了多胺以及其合成代谢相关酶在植物生长发育等生理过程中的重要作用。以下概述了植物多胺代谢途径,重点综述了代谢途径中各基因的功能及遗传操作的最新进展,并对将来的研究方向尤其是相关基因在植物抗逆境 (包括生物和非生物逆境) 基因工程方面的应用作了讨论。     

铁皮石斛叶片光合作用的碳代谢途径

 利用LI-6400光合测定系统测定了不同天气条件下铁皮石斛（Dendrobium officinale）叶片24h CO2吸收的动态以及CO2吸收对光强和温度的响应。晴天的白天和夜间铁皮石斛都能吸收CO2,中午CO2吸收速率为负值, CO2的交换方式具景天酸代谢途径(CAM)的特点。阴雨天,只有白天吸收CO2,夜间表现为暗呼吸,光合作用碳代谢的途径为C3途径。在多云的天气条件下,白天吸收CO2,并持续至日落后。夜间21∶00仍有CO2吸收,23∶00以后至次日凌晨处于暗呼吸状态。在500 μmol·m-2·s-1光照件下,20℃出现最大CO2吸收值。在夜间,25℃时CO2的吸收速率最高。有光和无光条件下,低温或高温引起CO2吸收速率下降均为非气孔因素所致。晴天上午,铁皮石斛叶片的表观量子产额为0.035,光合补偿点为2.9μmol·m-2·s-1,饱和光强为500μmol·m-2·s-1,强光下出现光抑制现象。叶片受到强光预先照射后,即使光照减弱光抑制效应仍保持一段时间,致使光合补偿点升高,表观量子产额下降,相同光强下的CO2吸收效率降低。结果表明：铁皮石斛为兼性CAM植物,随着环境条件的变化,其光合作用在景天酸代谢途径(CAM)与C3途径间变化。     

一种中间代谢途径代谢通量的定量分析方法

以¹³C标记的碳源,用二维核磁共振技术(¹H-¹³C,HMQC)测定代谢中产生的氨基酸标记模式,研究对中间代谢途径胞内代谢通量进行定量分析的方法.通过开发软件包,改进同位素分布的数学模型,提出了反应映射矩阵(RMM)等概念.由简化算法,提高程序的执行效率,建立了定量分析胞内代谢通量的平台.代谢模型涉及了糖酵解途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环、几种回补反应、发酵途径和氨基酸合成途径.     

植物次生代谢基因工程

植物次生代谢基因工程,是利用基因工程技术对植物次生代谢途径的遗传特性进行改造,进而改变植物次生代谢产物。植物次生代谢基因工程的出现是人类对次生代谢途径的深入了解和分子生物学向纵深发展的结果,同时它又促进了次生代谢分子生物学的发展。调控因子的应用和多基因的协同转化为植物次生代谢基因工程拓宽了思路。从次生代谢图谱、植物基因工程策略和植物转基因方法等方面对植物次生代谢的基因工程研究进展做一简要概述。     

新的C4及CAM光合途径植物

以稳定性碳同位素比(δ~(13)C)鉴别禾本科、莎草科、苋科和萝摩科共46种植物的光合作用途径,发现了36种新的C_4植物(δ~(13)C-10.43到-13.66‰)和1种CAM植物(δ~(13)C-15.24‰)。根据Hattersley区分C_4植物三种亚类型的不同δ~(13)C值,提出在36种C_4中有8种具δ_(13)C值-10.4到-10.9‰者是NADP-ME型,6种具δ~(13)C值-13‰左右的是NAD-ME型,其余种类可能是NADP-ME或PCK型。     

植物苯丙烷代谢途径

众所周知,固着生长的植物经常受到环境中各种生物和非生物胁迫的威胁。所以在漫长的进化过程中,植物必须将多样的环境信号整合到其发育过程中,以实现适应性形态的发生和代谢途径的精确调控,最终使植物完成整个生长周期。研究显示,苯丙烷代谢作为植物重要的次级代谢途径之一,其代谢产物,例如木质素、孢粉素、花青素和有机酸等,在调控植物适应性生长的过程中发挥着重要功能。特别是在药用植物中,苯丙烷代谢还与众多药用活性成分的合成息息相关,几乎所有包含苯丙烷骨架的天然药效成分均由苯丙烷代谢途径直接或间接合成,例如黄酮类、萜类和酚类等。此外,经苯丙烷代谢途径产生的一些次级代谢产物还能由植物根系外泌到周际土壤中,通过改变根系微生物的菌群生态,而影响植物生长和抵抗生物或非生物胁迫的能力。同时,苯丙烷代谢介导的这种植物-微生物互作也与药用植物的道地品质密不可分。本文综述了近年来植物苯丙烷代谢途径的最新研究进展,重点对该代谢途径中代谢产物的生理功能及表达调控机制进行了介绍,以期更深入地理解药用植物苯丙烷代谢与药材性状之间的潜在关系,旨在指导优良中草药的遗传育种,以进一步促进我国中医药事业的蓬勃发展。     

植物次生代谢基因工程研究进展

随着对植物代谢网络日渐全面的认识,应用基因工程技术对植物次生代谢途径进行遗传改良已取得了可喜的进展.对次生代谢途径进行基因修饰的策略包括:导入单个、多个靶基因或一个完整的代谢途径,使宿主植物合成新的目标物质;通过反义RNA和RNA干涉等技术降低靶基因的表达水平,从而抑制竞争性代谢途径,改变代谢流和增加目标物质的含量;对控制多个生物合成基因的转录因子进行修饰,更有效地调控植物次生代谢以提高特定化合物的积累.作者结合对大豆种子异黄酮类代谢调控和基因工程改良的研究,着重介绍了花青素和黄酮类物质、生物碱、萜类化合物和安息香酸衍生物等次生代谢产物生物合成的基因工程研究进展.     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)是一个广泛存在于开花植物中的酶, 在植物体内仅存在于特定的组织和细胞中, 其活性受自身磷酸化和一些相关代谢产物的调节。PEPCK的磷酸化在多种植物体内受光调控。ATP存在时, PEPCK催化OAA生成PEP, 而PEP是多种反应的前体物质。通过不同的代谢途径, PEPCK间接地参与贮油植物种子萌发和植物果实成熟的糖异生过程, C₄和CAM(景天科代谢)植物光合作用中的CO₂浓缩过程, 细胞内pH值平衡和植物体内氮代谢过程等, 从而调节植物的生长发育。该文综述了植物中已发现的PEPCK及其在植物生命活动过程中的自身活性调节和生理功能。     

东南亚兰科植物的物种多样性、生活习性及其传粉系统（附表）

兰科(Orchidaceae)植物广布于除两极和极端沙漠地区外的各种陆地生态系统,包括5个亚科800多属28 000多种。东南亚地区兰科植物种数约占世界的1/3,是兰科植物生物多样性热点区域之一。通过查阅文献及书籍等资料,该文系统整理了东南亚兰科植物物种种类及其扩散演化历史,并对其生活习性和传粉系统进行了归类。结果表明:(1)东南亚兰科植物8 855种,分属5亚科17族26亚族240属;(2)主要生活型为附生的有127属6 000种以上,地生97属2 000种以上,腐生13属约100种,藤本4属40余种;(3)根据整理出的东南亚79个属的兰科植物传粉系统发现,有44个属含有自动自交的物种,具报酬物的传粉系统有花粉(仅见于拟兰亚科)、芳香类物质(仅见于香荚兰亚科)和花蜜(5个亚科均有)等报酬物类型。欺骗性传粉系统广泛存在于各个亚科,包括食源性欺骗、性拟态、繁殖地拟态和信息素拟态等类型。东南亚兰科植物在物种、生活习性及传粉系统都展现出极高的多样性,对这些生物学特点的总结将为兰科植物的保育提供一定的理论基础和本底资料。     

氮代谢参与植物逆境抵抗的作用机理研究进展

近年来,植物所受到的诸如干旱、盐、高温、低氧、重金属胁迫和营养元素缺乏等环境胁迫越来越多,严重影响了植物的生长发育及作物的质量和产量。氮素是植物生长发育所需的必需营养元素,同时也是核酸、蛋白质和叶绿素的重要组成成分,其代谢过程与植物抵抗逆境的能力息息相关。氮代谢是指植物对氮素的吸收、同化和利用的全过程,是植物体内基础代谢途径之一。氮代谢主要从氮素吸收、同化及氨基酸代谢等方面参与植物的抗逆性,并通过调节离子吸收和转运、稳定细胞形态和蛋白质结构、维持激素平衡和细胞代谢水平、减少体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成以及促进叶绿素合成等生理机制来影响植物抵抗非生物胁迫的能力。因此,提高植物在逆境下的氮代谢水平是减轻外界胁迫对其损伤的一种潜在途径。该文从氮素同化的基本途径出发,分别阐述了氮代谢在干旱胁迫、盐胁迫和高温胁迫等多个方面的逆境抵抗过程中的作用机理,为氮代谢参与植物抗逆性研究提供了有利参考。