高光效基因植物表达载体的构建

通过一系列中间载体的构建 ,将来自C4作物 (甘蔗 )光合作用中的关键酶基因 (高光效基因 )RbcS和PEPCase基因插入到植物表达质粒中 ,获得了具有卡那霉素抗性的RbcS植物表达载体 pC2 0SNR和具有PPT除草剂抗性的PEPCase基因的正义 (pC30SNP)和反义 (pC30SNPr)植物表达载体。再将这 3个载体分别转入农杆菌LBA4 4 0 4和A2 81或EHA10 5中 ,获得了适于C3 植物转化的农杆菌重组工程菌株。为进一步利用C4植物高光效基因转化C3 植物 ,以期提高光合效率提供基础。     

Structure and Regulation of Phosphoenolpyruvate Carboxylase from Sorghum Leaves

Phosphoenolpyruvate carboxylase (ortho-phosphate: oxaloacetate carboxylase, EC 4.11.31, PEPCase), an enzyme widely occurringin bacteria, algae and plants, is an importantcarboxylating enzyme serving a variety of func-tions ranging from photosynthetic carbon dioxidefixation to nitrogen assimilation (Latzko andKelly 1983, O'Leary 1982). It is a key regula-tory enzyme in both C_4 and CAM photosyn-thesis. In C_4 plants, PEPCase is localized inthe mesophyll-cell cytoplasm and catalyzesthe conversion of PEP and bicarbonate to     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的功能及其在基因工程中的应用

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC,EC 4.1.1.31)是广泛存在的一种细胞质酶,催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)和HCO3-生成草酰乙酸(OAA),后者可转化生成三羧酸循环的多种中间产物.PEPC在植物细胞中参与植物的光合碳同化等重要代谢途径,并且在不同组织中具有多种生理功能.PEPC同时也参与调控植物种子的营养物质合成与代谢过程,控制糖类物质流向脂肪酸合成或蛋白质合成途径.以下介绍了植物PEPC的种类、蛋白质结构特点及其在植物组织中的调控方式,并重点论述了PEPC在生物基因工程中的应用方面的进展,随着对其功能机制和应用研究的深入,将有助于植物PEPC在高产优质农作物育种、能源植物和工业微生物等的开发利用等方面得到更好的发展与应用.     

C3植物中C4途径的研究进展

综述了C3植物中C4途径的发现及研究现状;阐述了C3植物中C4途径的几种作用机理;根据C3植物中C4途径的存在,探讨了改造C3植物的遗传特性;并展望了这一领域的研究前景。     

C_3-C_4中间植物

C_3—C_4中间植物是在解剖和生理生化方面(特别是光呼吸)介于C_3和C_4植物之间的一种植物类型。这类植物中一部分接近C_3植物,可将光呼吸放出的CO_2再固定,从而降低光呼吸;另一些则以C_3途径为主,而C_4途径同时起作用,从而降低光呼吸。C_3—C_4中间植物为研究C_4植物的进化和光呼吸如何降低提供了实验系统。     

东北草原区的C3,C4牧草及其生态分布的初步研究

本文用RuBPCase活性/PEPCase活性的比值,鉴定东北草原区牧草资源中C_3、C_4植物。供测定45种中35种为首次鉴定。辅助观察禾草类Kranz结构。在此基础上,对其中11种C_3、C_4优势牧草的地理分布、物候谱及其相对优势度与土壤pH值和含盐量之间的关系进行了研究。结果表明,C_3植物30种,隶属于10科24属,C_4植物15种,隶属于5科9属。与C_3植物相比,在高温、强光照和降水量大的季节,C_4植物显示其更高的相对生长优势,在纬度较低和盐碱化区域,C_4植物具有相对分布优势。C.4草相对优势度与土壤pH值和含盐量的相关系数分别为0.826和0.760,而C_3植物均为负值。     

德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应

以耐旱性较强的德国景天(Sedum hybridum)扦插苗为材料进行干旱胁迫处理(60d),并测定其叶片相对含水量、丙二醛含量、细胞伤害率、光合参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)、荧光参数(F_v/F_m、q~P、PHiPS2),以及苹果酸含量、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性等生理指标。结果显示,干旱胁迫导致德国景天叶片相对含水量、光合参数、荧光参数降低,细胞伤害率、丙二醛含量升高;干旱胁迫30d时,各项生理指标变化幅度较小,但40d后变化幅度显著增加,并且德国景天叶片的苹果酸含量和PEPCase活性显著升高,表明C_3光合途径不断减弱,景天酸代谢(CAM)途径被激活,参与了德国景天对干旱胁迫的响应,提高了其耐旱性;当干旱胁迫达60d时,因超过其耐受范围,德国景天受损严重,逐渐死亡。这说明德国景天在生理上表现出极强的耐旱性,并且具有兼性CAM植物的特征,通过CAM途径活化提高植株耐旱性是德国景天重要的耐旱机理。     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的多生理功能

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(简称PEPC)(正磷酸:草酰乙酸羧化酶,EC4.1.1.31)进行下列催化反,这一反应首先在C_3植物菠菜叶片中发现。后来的研究证明PEPC广泛存在于高等植物的所有组织、藻类及细菌中,但在动物组织中未测出此酶。一般认为,PEPC是一个胞质酶。但也有证据指出PEPC可能与叶绿体有联系。C_3植物组织的PEPC活性是C_4植物叶片的2～5％。从不同来源的植物以及组织中得到的纯化PEPC来     

洗涤剂用碱性纤维素酶的研究进展

迄今报道的绝大多数纤维素酶的最适pH都在酸性和中性范围 ,当添加到洗涤剂中 ,由于处于碱性环境而无活力 ,不能发挥作用。近年来 ,国内外对由碱性芽孢杆菌 (Bacillussp )产生的碱性纤维素酶 (CMCase,endo β1 ,4 glucanase,EC 3 2 1 4)进行了广泛的研究。对该酶产生菌株的筛选和培养条件、酶学性质 ,以及该酶基因的克隆和表达等方面的研究进行综述 ;并对我国目前未能实现该酶工业化原因进行了初步分析 ,并提出解决途径。     

植物谷胱甘肽过氧化物酶研究进展

氧化胁迫可诱导植物多种防御酶的产生,其中包括超氧化物歧化酶(SOD,EC1.15.L1)、抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.11)、过氧化氢酶(CAT,E.C.1.11.1.6)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPXs,EC1.11.1.9).它们在清除活性氧过程中起着不同的作用.GPXs是动物体内清除氧自由基的主要酶类,但它在植物中的功能报道甚少.最近几年研究表明,植物体内也存在类似于哺乳动物的GPXs家族,并对其功能研究已初见端倪.本文综述了有关GPXs的结构以及植物GPXs功能的研究进展.     

C3和C4植物光合途径的适应性变化和进化

 高等植物大多为C₃植物, C₄植物和景天酸代谢(Crassulacean acid metabolism, CAM)植物是由C₃植物进化而来的。C₄途径的多源进化表明, 光合途径由C₃途径向C₄途径的转变相对简单。该文分析研究了植物光合途径的进化前景, 指出C₄植物是从C₃植物进化而来的高光效种类, 且地质时期以来降低的大气CO₂浓度和升高的大气温度以及干旱和盐渍化是C₄途径进化的外部动力。C₃植物的C₄途径的发现说明植物的光合途径并非是一成不变的, C₃和C₄植物的光合特征具有极大的可塑性, 某些环境的变化会引起植物光合途径在C₃和C₄途径之间转变。C₃植物具有的C₄途径是环境调控的产物, 是对逆境的适应性进化结果, 因而光合途径的转变也适用于干旱地区植被的适应性生存机理研究。该文还利用国外最新的C₄光合进化模型介绍了植物在进化C₄途径中所经历的7个重要时期(从分子基础到形态基础、结构基础, 再到物质代谢水平、光合酶活水平, 直到C3和C4途径协调运转时期, 最后达到形态与功能最优化阶段), 并结合全球气候变化的特点对国内外相关领域的研究进行了分析, 总结了植物光合途径的适应性转变和进化的研究成果, 为今后的相关工作提出建议。     

植物谷胱甘肽过氧化物酶研究进展

氧化胁迫可诱导植物多种防御酶的产生, 其中包括超氧化物歧化酶(SOD, EC1.15.1.1)、抗坏血酸过氧化物酶(APX, EC1.11.1.11)、过氧化氢酶(CAT, E.C.1.11.1.6 )和谷胱甘肽过氧化物酶(GPXs,EC1.11.1.9)。它们在清除活性氧过程中起着不同的作用。GPXs是动物体内清除氧自由基的主要酶类,但它在植物中的功能报道甚少。最近几年研究表明, 植物体内也存在类似于哺乳动物的GPXs家族, 并对其功能研究已初见端倪。本文综述了有关GPXs的结构以及植物GPXs功能的研究进展。     

硅藻土及其混配剂对书虱的防治效果

采用拌粮法 ,用硅藻土单剂、配方 1 (硅藻土 +95 %马拉硫磷EC)、配方 2 (硅藻土 +2 . 5 %溴氰菊酯EC)、配方 3 (硅藻土 +80 %敌敌畏EC)、配方 4(硅藻土 +0 . 4%天惠虫清EC)、配方 5 (硅藻土 +5 %双氧威WP)、配方 6(硅藻土 +5 %抑太保EC)对嗜卷书虱Liposcelisbostrychophila进行防治研究 ,结果表明 :配方 4为优选配方 ,处理 2 4h后 ,3种浓度的致死率均达到 1 0 0 % ;配方 1、配方 2、配方 3、配方 5、配方 6对嗜卷书虱的致死率处理 48h后达到 1 0 0 % ;单用硅藻土处理 96h后达到 1 0 0 % ,各配方处理间差异极显著。     

光合作用的C_3、C_4途径及其调节(续)

三、C~4途径及其调节 1.C_4途径 C_4植物的光合碳代谢除C_3途径外还有C_4途径,二条途径是紧密联系的(图9)。C_4植物的光合作用碳同化包括三个主要步骤:(1)在叶肉细胞内发     

植物叶片暂时淀粉分解途径研究进展

植物叶片暂时淀粉主要分解途径包括如下过程:叶绿体中半结晶状淀粉粒在葡聚糖-水双激酶(GWD)和磷酸葡聚糖-水双激酶(PWD)作用下磷酸化,使淀粉粒结构松散;异淀粉酶(ISA3)作用于松散淀粉粒而释放出磷酸葡聚糖,再经磷酸葡聚糖磷酸酶(SEX4)水解去除磷酸而生成可溶性线性葡聚糖;葡聚糖在β-淀粉酶(BAM3)催化下水解生成麦芽糖后,再通过麦芽糖载体(MEX1)转运至细胞质.该文主要综述了以上转化过程中涉及的底物、生成物和催化酶类的研究进展情况,同时简述了植物叶片暂时淀粉分解的次要途径和抗逆性相关途径,并提出了该领域目前存在的问题和今后研究方向.     

荒漠植物不同功能群性状特征及其与土壤环境的关系

研究不同功能群植物性状差异及其与土壤环境关系对于充分掌握植物的环境适应策略至关重要。以艾比湖流域为研究区,利用荒漠植物的植物高度、叶片碳、氮、磷、硫、钾、钙、钠、镁含量等9个性状,将高、低土壤水盐环境下的植物划分为5个功能群,分析不同功能群的植物组成、性状差异及其与土壤环境的关系。结果表明：(1)不同土壤水盐环境下,其植物功能群组成不同;其中白刺、胡杨和罗布麻在两个土壤水盐环境下的功能群中均存在。(2)植物的功能性状在不同土壤水盐环境下也发生了适应性的变化。高土壤水盐环境下3个功能群的植物高度、叶片碳、氮、磷和钙含量显著高于低土壤水盐环境功能群(P<0.05);低土壤水盐环境下2个功能群的植物叶片硫、钠和镁含量高于高土壤水盐环境功能群。(3)土壤含水量(SVWC)、电导率(EC)、pH以及土壤磷含量对荒漠植物功能性状影响较大。在高土壤水盐环境下,EC、pH与植物高度,叶片钾、钙含量正相关,与叶片硫含量负相关;在低土壤水盐环境下,SVWC、EC与植物高度呈显著正相关(P<0.05)。研究有助于理解荒漠植物对极端环境的适应对策,为保护荒漠地区生物多样性提供理论依据。     

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.     

C3、C4和CAM途径的生态学意义

本文通过C_3,C_4和CAM植物在不同环境中的分布,从3个方面阐述了这3种碳同化途径在利用环境资源时的生态学意义——资源分隔: 1.光合途径的空间分异:(1)不同光合类型植物的气候带(水平和垂直带)和地理区域分布;(2)不同光合类型植物在微环境中的分布。 2.光合途径的时间分异。 3.光合途径在资源分隔中的重叠。     

植物谷胱甘肽还原酶的生物学特性及功能

谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR: EC 1.6.4.2)是植物体内一种重要的抗氧化酶类,其主要的生理功能是将氧化型谷胱甘肽(oxidaized glutathione disulfide,GSSG)还原成还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH),从而为活性氧（reactive oxygen species,ROS）的清除提供还原力,保护植物免受伤害.文中主要从Gr基因及其氨基酸序列的比较等方面分析了该酶的生物学特性;又对植物逆境响应,酶基因的缺失等方面的研究进行综述,阐释了GR酶在植物体内的作用原理、在逆境胁迫中抗逆表达调控途径及其作用机制;并对已有的研究成果进行总结分析,探讨了GR酶可能的起源及系统进化过程,为今后该酶的研究提供理论参考.     

植物中水杨酸合成途径及其调控的研究进展

水杨酸(SA)的生物合成途径包括以苯丙氨酸为合成前体的莽草酸途径和异分支酸(IC)途径,后者为SA合成的主要途径.在细菌中,IC在异分支酸裂解酶(IPL)的作用下直接生成SA,但在植物中并未发现该基因.最新研究证明avrPphB易感性3(PBS3)是植物中IC转化为SA的关键因子,并揭示了增强型易感病性5(EDS5)的...