植物果实中维生素C合成代谢及其基因表达研究

维生素C(Vitamin C),又名抗坏血酸（Ascorbate acid,AsA）,是生物体中具有多效功能的必需化合物。整理了植物果实中维生素C的生理功能以及其中参与维生素C合成的L-半乳糖途径、D-半乳糖醛酸途径、L-古洛糖途径、肌醇途径和维生素C循环途径,并分析了相关基因的功能和表达。对参与维生素C合成与循环的16个基因：PMI、PMM、GMP、GME、GGP、GPP、GalDH、GLDH、GalUR、MIOX、GuLDH、MDHAR、DHAR、AO、APX、GR,及其在维生素C代谢途径中的作用进行了综述。植物果实中维生素C合成代谢途径多样,关键基因的表达会在不同程度上影响其合成代谢,了解植物果实中维生素C合成代谢及相关基因的功能和表达,可为生产富含维生素C的转基因水果和蔬菜奠定基础。     

高等植物维生素C和维生素E代谢调控

维生素C和维生素E是植物自身合成的抗氧化剂,对植物发育具有重要调控作用。本文对近年来高等植物维生素C和维生素E合成途径、代谢调控、关键酶基因的克隆和转化进行了论述,分析两种维生素之间的相互作用,对该领域未来的研究方向进行了展望。     

高等植物中维生素C 的功能、合成及代谢研究进展

植物体内合成的维生素C在植物抗氧化和自由基清除、光合作用和光保护、细胞生长和分裂以及一些重要次生代谢物和乙烯的合成等方面具有非常重要的生理功能。维生素C的生物合成途径及其代谢调控的基因工程研究最近取得了突破。     

高等植物中维生素C的功能、合成及代谢研究进展

植物体内合成的维生素C在植物抗氧化和自由基清除、光合作用和光保护、细胞生长和分裂以及一些重要次生代谢物和乙烯的合成等方面具有非常重要的生理功能.维生素C的生物合成途径及其代谢调控的基因工程研究最近取得了突破.     

拟南芥和作物中维生素C 生物合成与代谢研究进展

维生素C(vitamin C, Vc)是动植物体内含量较为丰富且发挥着重要功能的小分子物质。该文综述了近年来以模式植物拟南芥为实验材料研究Vc生物合成和代谢取得的进展, 并对作物中类似的研究进行了概述。总结的信息对于在作物中进一步 开展Vc合成与代谢研究并通过分子育种提高作物的抗逆性和营养价值具有参考意义。     

拟南芥和作物中维生素C生物合成与代谢研究进展

维生素C（vitaminC,Vc）是动植物体内含量较为丰富且发挥着重要功能的小分子物质。该文综述了近年来以模式植物拟南芥为实验材料研究Vc生物合成和代谢取得的进展,并对作物中类似的研究进行了概述。总结的信息对于在作物中进一步开展Vc合成与代谢研究并通过分子育种提高作物的抗逆性和营养价值具有参考意义。     

维生素C葡萄糖苷的研究现状及发展前景

维生素C葡萄糖苷是卫生署公布认可的美白添加剂之一,利用糖基转移酶的特异性转糖基作用进行生物转化合成是目前维生素C葡萄糖苷的唯一生产途径。对维生素c葡萄糖苷的生产方法进行了讨论,着重阐述了其制备（生物转化合成法）、纯化及结晶三大生产工艺的国内外研究现状,指出国内实现维生素C葡萄糖苷工业化生产的发展方向。     

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。     

植物维生素E合成及其生物技术改良

维生素E是一种抗氧化剂 ,对植物、动物和人类自身都具有十分重要的作用 ,而植物则是人类维生素E的主要来源 ,因此克隆植物中维生素E合成的相关酶基因 ,对维生素E含量进行改良 ,具有重要意义。对植物中维生素E的合成途径 ,相关酶基因的克隆以及用生物技术的方法对维生素E含量进行遗传改良进行了综述。     

植物挥发性有机物合成与代谢途径及其释放与感知调控机制的研究进展CSCD

植物释放的挥发性有机物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)是具有低沸点、易挥发的低分子量亲脂性化合物,在植物发育的整个过程中,它们通常通过不同底物的几个独立途径由不同的酶催化合成,并受关键基因及转录因子等调控代谢,随后在植物细胞内和细胞之间移动而被释放出来,最终作为植物内部信号被植物感知从而进行传递交流,影响着植物各种生理反应。本文对植物BVOCs参与合成及代谢途径的调控机制、释放的细胞生理和理化性质及植物对BVOCs的感知调控进行分析和解读,以期为BVOCs的合成与代谢、释放与被感知机制的进一步研究提供参考。     

不结球白菜维生素C积累与相关酶活性研究

对不结球白菜‘常州乌塌菜’、‘矮脚黄’和‘二青’生长过程中维生素C(AsA)含量和L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)、抗坏血酸氧化酶(AAO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性进行测定分析,结果显示,AsA含量的积累呈先升高后下降的模式,且‘常州乌塌菜’中的AsA含量显著高于‘矮脚黄’和‘二青’;GalLDH活性与AsA含量变化趋势基本一致,且3个品种中GalL-DH活性与AsA积累之间均呈极显著的正相关关系;AAO和APX活性的变化趋势则与AsA含量变化趋势相反,而‘常州乌塌菜’中AAO活性显著低于其它2个品种,但APX活性无显著差异;MDAR和DHAR的活性则主要表现在生长后期。结果表明,不结球白菜中AsA含量主要受GalLDH酶活性调节,同时AsA代谢酶AAO也对AsA积累起到了重要作用,而MDAR和DHAR酶活性对AsA积累的作用主要在生长后期。     

药用植物次生代谢工程研究概况

植物次生代谢工程,是通过基因工程技术改变植物体内的合成和代谢途径,以满足人类对天然植物次生代谢产物不断提高的需求。随着对药用植物次生代谢合成途径日渐全面的认识,采取有效的代谢工程策略对植物次生代谢途径进行遗传改良,已经取得了诸多研究成果。但是,对代谢途径的总体调控以及次生代谢途径之间的协调等方面,仍然了解甚少,而利用系统生物学方法开展预见性代谢工程将会成为未来的研究趋势。     

植物维生素E基因工程研究进展

维生素E(vitamin E)是一种脂溶性维生素,是生物体内最主要的抗氧化剂之一。本文综述了植物维生素E的合成途径及所涉及的相关基因,针对提高植物中维生素E含量的基因工程改造,提出三条途径,即提高代谢底物水平、提高植物生育酚总量和提高α 生育酚比例,分析了维生素E基因工程改造过程中需要考虑的因素,最后展望了未来作物维生素E的品质改良的研究方向。     

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。     

植物维生素E生物强化研究进展

维生素E是一种只能在光合组织中合成的脂溶性小分子有机化合物,是人体和动物营养不可缺少的重要维生素。由于植物中维生素E含量较低,人类大多处于慢性缺乏维生素E--“隐性饥饿”的状态,而动物饲料中则需要添加外源合成的维生素E以满足其营养需求。因此,提高植物中维生素E的含量是改善维生素E缺乏的重要途径之一。从维生素E的合成途径入手,详细地综述了维生素E合成关键酶基因的表达变化以及前体物质的含量变化对维生素E合成的影响,发现三烯生育酚和α-生育酚的生物强化效果较好,而生育酚总量提高受限;进而从遗传的角度探讨了维生素E合成受限的原因以及遗传上可能影响维生素E合成的其他代谢途径;最后结合可能影响维生素E合成的调控因子以及其前体物质的转运等方面为今后维生素E的生物强化提出了新的思路。     

丛枝菌根真菌N代谢与C代谢研究进展

N元素是植物需求量最大的元素,丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌可以与大部分植物形成共生关系,通过根外菌丝促进植物对N元素的吸收。C元素也是AM真菌完成其生命过程的必备元素,AM真菌依赖宿主植物提供所必需的C源。近年来对AM真菌的N代谢途径的研究有了新的进展,AM真菌中与代谢途径相关酶的发现,相关基因的克隆,更进一步验证了N元素在AM真菌中的代谢途径。对C代谢及与N代谢的关系也有所涉及。综述近几年文献,总结了AM真菌的最新研究进展。     

混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-酮基-L-古龙酸研究进展

利用混合菌发酵L-山梨糖生产2-酮基-L-古龙酸(2-KCA),再经化学转化合成维生素C(Vc),是我国工业生产Vc的主要途径,具有简化工艺,减少污染,降低能耗等诸多优点.从菌系组合、菌种选育、代谢途径与酶学特性、工程菌构建、伴生作用机制及发酵工艺等方面出发,综述混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-KGA的研究现状和最新进展,并提出进一步研究和探索的方向.     

黑穗醋栗叶片衰老过程中抗坏血酸含量及相关酶活性的变化特征

该试验以3个不同黑穗醋栗品种‘亚德’(Adelinia)、‘布劳德’(Brodtrop)和‘黑丰’(Heifeng)为材料,分析黑穗醋栗8个不同发育时期叶片(幼叶到衰老叶)中的抗坏血酸(AsA)含量、合成与代谢相关酶活性,以明确叶片生长发育及自然衰老过程中AsA含量与代谢合成相关酶之间的关系,为寻找黑穗醋栗最佳叶片采摘时期、AsA含量调控及延缓叶片衰老进程研究奠定基础。结果表明:(1)不同品种黑穗醋栗叶片中AsA含量和AsA相关代谢物水平存在明显的多样性;在叶片生长发育过程中,叶片总抗环血酸(T-AsA)和AsA含量在3个品种中变化趋势一致,均在成熟期叶中达到最高,其中‘亚德’成熟期叶片中AsA含量最高(98.33μmol/g),之后随着叶片的衰老而迅速下降,在衰老后期降至34.57μmol/g。(2)在叶片生长发育进程中,L-半乳糖途径中的关键酶L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)活性变化与AsA含量变化趋势一致;AsA-GSH循环再生代谢中,脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性在展叶期最高,之后随着叶片的衰老而降至最低,这与AsA含量变化趋势相似,而抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性变化与之正好相反;叶片H2O2含量则随着叶片的衰老逐渐增加,至衰老期达到最高。(3)GalLDH与T-AsA、AsA、氧化型抗坏血酸(DHA)、DHAR和MDHAR呈现极显著正相关关系,即叶片中GalLDH活性越高,叶片中AsA含量也越高;DHAR与T-AsA、AsA和DHA也存在极显著正相关关系。研究认为,黑穗醋栗叶片中AsA含量于成熟期达到最高,且品种间存在显著差异;GalLDH、DHAR可能是黑穗醋栗叶片AsA合成代谢的关键酶,可通过增强GalLDH和AsA-GSH循环系统相关酶活性来提高黑穗醋栗叶片中的AsA含量,进而延缓其衰老。     

植物类胡萝卜素生物合成及功能

详述了植物类胡萝卜素生物合成途径,并从突破类胡萝卜素合成途径中上游瓶颈限制、类胡萝卜素代谢各分支途径的改造、提高植物细胞对类胡萝卜素物质积累能力三个方面探讨了类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程中的研究现状,最后对植物类胡萝卜素代谢的研究前景进行了展望。     

植物维生素E合成相关酶基因的克隆及其在体内功能研究进展

维生素E（VE）的天然产物有8种类型,分别为α、β、γ、δ-生育酚（tocopherol）和α、β、γ、δ-生育三烯酚（tocotrienol）,对植物、动物和人类都具有十分重要的生理作用。医学证明,维生素E不仅与生殖系统,而且与中枢神经系统、消化系统、心血管系统和肌肉系统的正常代谢都有密切关系;它也是治疗冠心病、动脉粥样硬化、贫血、脑软化、肝病和癌症等的辅助药物。而绿色植物则是人类和动物VE的基本来源。近年来随着植物基因组学的发展和营养基因组学概念的提出,通过快速分离植物营养代谢（VE）相关酶的基因,最终解析和调控植物微量营养素代谢途径,利用代谢工程的方法大大提高植物营养价值之策略正在逐步完善。本文对有关植物中VE生物合成途径和相关酶基因克隆研究现状,以及VE在植物体内的作用和功能研究进展进行了综述,以期为VE作用机理的探寻和功能开发提供新思路。