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。     

植物维生素E基因工程研究进展

维生素E(vitamin E, VE)是一类由光合生物合成的、人类饮食中必不可少的两种抗氧化物质,分为生育酚和生育三烯酚两大类。除了生育酚类物质所具有的抗氧化作用外,生育三烯酚还有很强的降胆固醇、预防糖尿病、促进骨吸收、抗癌和神经保护的作用,因此,VE被广泛应用于医药、食品、化妆品等行业中。本文主要综述了植物维生素E生物合成相关酶的研究进展以及利用基因工程手段提高植物维生素E活性的新策略。其中,多基因共转化、多基因操纵子及质体转化等方法为提高植物维生素E活性提供了新的思路。     

植物维生素E代谢工程研究

维生素E是一种脂溶性维生素,仅在光合细菌和高等植物中合成,是人体中必不可少的一种营养物质,具有重要的生物学功能。维生素E合成代谢研究一直受到人们的关注,已通过生物信息学及转基因技术完成了维生素E合成代谢关键酶基因的分离及功能鉴定,近来研究重点转移到利用代谢工程方法提高植物维生素E含量与活性上来。综述了维生素E合成代谢途径及其代谢工程的研究现状,并对未来维生素E代谢工程研究提出了展望。     

β-胡萝卜素合成的代谢工程研究进展

β-胡萝卜素是自然界中最重要的商业化生产的植物色素之一,具有多种生理功能和生物活性。自上世纪60年代开始,随着系统生物学概念的提出以及对类胡萝卜素合成途径研究的不断深入,系统代谢工程在提高类胡萝卜素产量方面发挥了重要作用。文中在介绍β-胡萝卜素传统生产方法的基础上,重点介绍了如何运用系统代谢工程手段构建β-胡萝卜素高产菌株,并分析了进一步提高工程菌β-胡萝卜素产量所面临的主要问题及可能的解决方案,为β-胡萝卜素的高效生产提供了思路。     

天然维生素E的研究进展

维生素E是一类脂溶性、具抗氧化功能的维生素,按其来源可分为天然维生素E和人工合成维生素E.对天然维生素E的功能、生物合成途径以及相关酶基因的研究方面进行了综述.其中,维生素E合成相关酶基因已经克隆及定位,尤其VTE5的发现,为生育酚合成研究开辟了一条新途径.人们已经开始利用基因工程技术研究提高植物天然维生素E产量的方法.     

植物内源维生素E的抗氧化作用

所有需氧生物都必须依赖氧才能获得能量和维持生命,然而氧对所有需氧生物又都具毒害作用。近年来,生物氧代谢研究领域十分活跃,尤其是关于活性氧类物质在生物体内的产生及其清除的研究,积累了许多资料,使人们对氧毒害有了进一步的认识。     

天然维生素E的生物合成途径

概述了近些年来维生素E生物合成途径及其调控的研究进展.     

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。     

利用基因工程提高植物维生素E营养品质的策略

维生素E是一种对植物、动物和人类都具有重要作用的脂溶性维生素。而植物则是人类维生素E的主要来源。对维生素E的结构和合成途径进行了简单的介绍,并重点综述了利用基因工程提高植物维生素E营养品质的策略。这些策略主要包括导入编码影响维生素E总量相关酶的基因来提高维生素E的总量;导入编码影响维生素E组成相关酶的基因,提高α-生育酚在总生育酚中所占的比例,从而提高维生素E的活性。     

三烯生育酚研究进展

三烯生育酚和生育酚统称为维生素E,是重要的脂溶性维生素。维生素E只能在植物或者光合细菌中合成,是人类和动物必需且只能通过食物等摄取的重要维生素。一直以来,由于三烯生育酚与生育酚相比,生物活性较低且分布范围较小,人们对其研究相对较少。近些年的研究发现,由于三烯生育酚和生育酚的结构相似,因此三烯生育酚具有与生育酚相同的抗氧化等功能;但又由于三烯生育酚含有不饱和的植基侧链,使得三烯生育酚还具有一些不同于生育酚的功能,比如保护神经免受损伤、降低胆固醇、保护脑细胞免受损伤等。因此,三烯生育酚逐渐成为了研究热点。根据维生素E的生物合成途径,人们也开始了对三烯生育酚的生物强化研究,其合成途径中第一个关键酶基因HGGT的过表达是目前三烯生育酚含量提高的最有效途径;将来还需结合其合成调控的分子机制及其吸收利用问题,开发针对三烯生育酚的功能型产品。从三烯生育酚的合成途径、生物学功能、生物强化等方面进行了综述,并对今后的研究重点提出了展望。     

马铃薯维生素代谢研究应用进展

越来越多的人们逐渐意识到饮食与健康之间的紧密联系,粮食“量”与“质”协调发展的矛盾也开始凸显。马铃薯是全球第四大粮食作物,我国正在推进的“健康中国”建设和马铃薯主粮化战略给马铃薯育种和食品加工带来了更多的挑战和机遇。与其他粮食作物相比,马铃薯中维生素含量是最全面的,但市场上尚缺乏“量”与“质”俱佳的马铃薯品种和产品,因此这一领域存在着巨大的研究潜力。着重介绍了马铃薯维生素代谢研究的最新进展,探讨了在马铃薯营养代谢改良中的应用前景,以期为以健康为导向的营养强化研究做好技术储备,满足多样化的市场需求。     

Radical Exchange Reactions between Vitamin E, Vitamin C and Phospholipids in Autoxidizing Polyunsaturated Lipids

Antioxidant reactions of mixtures of vitamin E, vitamin C and phospholipids in autoxidizing lipids at 90°C have been studied by ESR spectroscopy. When the phospholipid contained a tertiary amine (e.g. phosphatidylcholine), the vitamin C and the vitamin E radicals were successively observed as these two vitamins were sequentially oxidised during lipid oxidation. In the presence of the primary amine contained in phosphatidylserine, the vitamin E oxidation was delayed for a few hours. In this case neither the vitamin C, nor the vitamin E radicals but a nitroxide radical derived from the phospholipid was observed. Similar results to those obtained with PS were obtained in the presence of either phospha-tidylethanolamine or soybean lecithin. The participation in the radical reactions of phospholipids possessing a primary amine can therefore explain the synergistic effect of these phospholipids in a mixture of vitamins E and C.     

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。     

药用植物裂环烯醚萜苷类化合物生物合成途径关键酶基因研究进展

裂环烯醚萜苷类化合物是植物体内产生的具有保肝、消炎、降血糖血脂等多重生物活性的次级代谢产物,在临床上应用广泛。该文依据近年来国内外有关裂环烯醚萜苷类化合物生物合成途径及关键酶基因的挖掘与调控机理研究进展,主要对药用植物裂环烯醚萜苷类化合物生物合成途径、关键酶(GPPS、GES、G10H、8HGO、IS、IO、7DLGT、DL7H、LAMT、SLS)与编码基因的研究进展进行综述,为进一步阐明其生物合成途径机制与关键酶调控作用、提高有效活性成分积累、减缓药用植物野生资源紧张等问题提供参考。     

Microbial-enhanced Selenium and Iron Biofortification of Wheat (Triticum aestivum L.) - Applications in Phytoremediation and Biofortification

Selenium (Se) is an essential trace element for humans and other mammals. Most dietary Se is derived from crops. To develop a Se biofortification strategy for wheat, the effect of selenate fertilization and bacterial inoculation on Se uptake and plant growth was investigated. YAM2, a bacterium with 99% similarity to Bacillus pichinotyi, showed many plant growth promoting characteristics. Inoculation with YAM2 enhanced wheat growth, both in the presence and absence of selenate: YAM2-inoculated plants showed significantly higher dry weight, shoot length and spike length compared to un-inoculated plants. Selenate also stimulated wheat growth; Un-inoculated Se-treated plants showed a significantly higher dry weight and shoot length compared to control plants without Se. Bacterial inoculation significantly enhanced Se concentration in wheat kernels (167%) and stems (252%), as well as iron (Fe) levels in kernels (70%) and stems (147%), compared to un-inoculated plants. Inoculated Se-treated plants showed a significant increase in acid phosphatase activity, which may have contributed to the enhanced growth. In conclusion; Inoculation with Bacillus sp. YAM2 is a promising Se biofortification strategy for wheat and potentially other crops.     

Dynamics of Vitamin E Action against LDL Oxidation

Vitamin E acts as an important antioxidant against oxidative modification of low density lipoprotein (LDL) which is accepted as an initial event in the pathogenesis of atherosclerosis. In spite of the numerous studies and reports, the action and role of vitamin E have not been fully elucidated yet. In this brief overview, the dynamics of action of vitamin E as an antioxidant have been discussed and it is emphasized that the total antioxidant potency is determined by the relative importance of many competing reactions which is determined by the reactivities and concentrations of substrates, radicals and antioxidant and by physical factors of the environment.