植物乙烯生物合成过程中活性氧的作用

大量的研究结果表明,活性氧参与植物乙烯生物合成过程具有明显的普遍性,超氧阴离子自由基是参与乙烯生物合成过程的主要活性氧。近年来研究的焦点主要从乙烯生物合成的关键调控酶ACC合酶及ACC氧化酶的酶活性、酶动力学特性、酶蛋白空间结构、酶基因表达水平等方面来阐明活性氧调控植物乙烯生物合成的机制。最新的研究表明：植物在各种正常或应激的生长条件下首先诱导了活性氧产生水平的变化,活性氧在基因或蛋白质水平上影响ACC合酶和ACC氧化酶的活性水平,从而调节乙烯的生物合成。本文首次综述了活性氧影响植物乙烯生物合成过程的最新研究进展,并对活性氧在植物乙烯生物合成中具有诱导与抑制并存的“双重性”作用进行了探讨。     

乙烯生物合成及其控制研究进展

 综述近年来对乙烯生物合成重要中间产物S-腺苷甲硫氨酸(SAM)及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)各种分流途径的研究进展,重点介绍参与这些途径的关键酶及其基因的特性,并对控制乙烯生物合成的基因工程作一总结。     

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。     

乙烯生物合成基因工程在果蔬保鲜中的应用

水果和蔬菜的成熟、衰老与乙烯密切相关。乙烯生物合成过程受到多种因素的综合调控。通过基因工程调节乙烯生物合成相关酶的含量或活性以阻断或减少果蔬中乙烯的产生,从而延缓果蔬成熟或衰老,是果蔬保鲜最重要的策略之一。多种果蔬ACC合成酶、ACC氧化酶与微生物ACC脱氨酶、SAM水解酶的基因已被克隆;采用基因工程调控这些酶基因在果蔬中的表达,可能延长果蔬的贮藏保鲜时间。乙烯生物合成基因工程在果蔬保鲜中具有良好的应用前景,少数耐贮藏转基因果蔬已经实现商品化生产。     

拟南芥乙烯合成酶ACS基因家族研究进展

1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)合酶(ACC synthase,ACS)是乙烯生物合成的限速酶。ACS酶活性是ACC和乙烯调控植物生长发育的基础,其酶活性调节主要涉及转录启动、翻译后修饰、酶高级结构形成、生化特性等方面。简要总结拟南芥ACS酶活性研究进展。     

活性氧对外源IAA诱导的ACC合酶活性的影响(英)

本文试图从活性氧的角度阐明外源IAA诱导ACC合酶活性的机制。绿豆 (PhaseolusradiatusL .)幼苗的乙烯产生及ACC合酶活性从萌发的第 5天开始上升 ,到第 10天达到高峰 ,接着下降。 10 μmol/L的外源IAA能明显促进绿豆幼苗乙烯的产生及ACC合酶的活性 ,同时也促进了超氧阴离子自由基 (O-·2 )、过氧化氢 (H2 O2 )的产生。显示外源IAA诱导的ACC合酶的活性与其诱导的活性氧的产生具有某种相关性。外源O-·2 处理能明显提高绿豆幼苗的乙烯产生速率及ACC合酶的活性 ,而外源H2 O2 无论对乙烯产生或ACC合酶的活性均没有明显的作用。外加O-·2 的清除剂SOD对绿豆幼苗乙烯的产生及ACC合酶活性的提高有一定的抑制作用 ,而外源过氧化氢酶却没有明显的作用。为此我们可以得出结论 :外源IAA诱导的绿豆幼苗ACC合酶活性的提高可能是由于其诱导的O-·2 产生的升高引起的 ,这可能也是高等植物中调控乙烯生物合成的机制之一 ;而IAA诱导的H2 O2 产率的升高并不是其诱导ACC合酶活性升高的原因。     

活性氧对外源IAA诱导的ACC合酶活性的影响

本文试图从活性氧的角度阐明外源IAA诱导ACC合酶活性的机制.绿豆(Phaseolus radiatus L.)幼苗的乙烯产生及ACC合酶活性从萌发的第5天开始上升,到第10天达到高峰,接着下降.10 μmol/L的外源IAA能明显促进绿豆幼苗乙烯的产生及ACC合酶的活性,同时也促进了超氧阴离子自由基(O(-)/(*)2)、过氧化氢(H2O2)的产生.显示外源IAA诱导的ACC合酶的活性与其诱导的活性氧的产生具有某种相关性.外源O(-)/(*)2处理能明显提高绿豆幼苗的乙烯产生速率及ACC合酶的活性,而外源H2O2无论对乙烯产生或ACC合酶的活性均没有明显的作用.外加O(-)/(*)2的清除剂SOD对绿豆幼苗乙烯的产生及ACC合酶活性的提高有一定的抑制作用,而外源过氧化氢酶却没有明显的作用.为此我们可以得出结论:外源IAA诱导的绿豆幼苗ACC合酶活性的提高可能是由于其诱导的O(-)/(*)2产生的升高引起的,这可能也是高等植物中调控乙烯生物合成的机制之一;而IAA诱导的H2O2产率的升高并不是其诱导ACC合酶活性升高的原因.     

控制番茄果实成熟的基因工程

乙烯是植物的一种催熟激素,其合成前体是蛋氨酸(Met),它通过三步反应形成乙烯: 乙烯通过分子克隆与异源系统表达,已鉴定了腺苷甲硫氨酸(AdoMet)合成酶[反应(1)],1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合成酶[反应(2)]与ACC氧化酶[反应(3)]的编码基因。该途径的限制步骤是ACC合成酶催化的反应(2)。应用基因工程的方法已将ACC合成酶、Acc     

园艺作物成熟和衰老的分子生物学

对园艺作物乙烯和果实成熟、乙烯生物合成途径中二个关键酶ACC合成酶和ACC氧化酶的分子特性,基因克隆和表达及转基因研究等方面问题进行了评述。     

贮藏温度和气体组成对苹果乙烯生物合成的影响

苹果果实贮藏在高变温条件下(10℃开始,以后降至0℃)的空气中,随着乙烯形成酶(EFE)和ACC合成酶活性的增高,果实内乙烯浓度迅速上升,ACC和MACC积累。低温(0℃)抑制乙烯生成,ACC和MACC也有积累,但保持较高的EFE,促进ACC合成酶不断上升。低温气调(CA)(3％CO_2,3％O_2)显著抑制乙烯生成和相应的酶活性。高变温情况下,先提高CO_2浓度至12％,然后,随温度变化CO_2降至6％,形成双变气调。双变气调对乙烯生物合成的抑制作用与CA相同。     

乙烯和1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶基因参与玫瑰花发育过程中细胞程序化死亡的调控

作为植物有性繁殖器官--花的花瓣通常生命周期短,其中有一个敏感的、严格控制的细胞程序化死亡过程.为了揭示细胞程序化死亡过程中发生的反应或者其组成成分,解释玫瑰花发育过程中的细胞程序化死亡过程的机理,测定了在整个花发育过程中玫瑰花瓣的乙烯释放速率、ACC合酶基因的转录产物(mRNA)、ACC合酶活性以及ACC含量.结果显示在花发育过程前期(阶段1、2)检测不到乙烯产生,在花瓣完全绽开时花瓣中乙烯开始产生.在花发育后期(阶段4、5)花的衰老与乙烯释放速率的升高同时发生.在花发育前期没有ACC合酶基因的转录产物积累,该基因在花瓣完全绽开时开始表达,在花发育后期逐渐增强.ACC合酶活性与ACC含量的变化趋势与乙烯的一致.在玫瑰花发育后期乙烯诱导和调控花瓣的细胞程序化死亡.ACC合酶基因、ACC合酶以及ACC都是玫瑰花瓣程序化死亡过程中的重要调控因子.     

植物腺苷甲硫氨酸脱羧酶研究进展

多胺对植物生长发育的调控以及生物或非生物逆境胁迫反应中起着重要的作用.腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosylmethionine decarboxylase,SAMDC)是植物体多胺生物合成途径中一个关键酶,催化腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)形成脱羧的SAM,为多胺生物合成提供氨丙基供体.现对植物中SAMDC的种类、SAMDC基因的特征以及功能研究现状进行了综述.     

花生种子和荚果中的自由态和结合态ACC

在花生种子萌发过程中出现特征性的乙烯高峰(黄学林和傅家瑞1983),而ACC又是乙烯生物合成的直接前体(Adams和Yang 1979)。花生种子不但含有较多的ACC,而且更富结合态ACC(MACC),后者已被鉴定为丙二酰ACC(Hoffman等1983)。本文系探求花生种子萌发中自由态与结合态ACC的变化。     

植物激素乙烯生物合成与乙烯感受的分子机理

乙烯是分子结构最简单的植物激素,其生物合成途径的最后两个酶是ACC合成酶和ACC氧化酶。这两个酶基因已从许多植物中克隆,两个酶均由多基因家族编码。通过对乙烯不敏感突变体和结构性三重反应突变体的遗传分析表明,乙烯感受以及信号传递途径是由ETR1、CTR1和EIN3等成分组成,最终导致乙烯调节基因的表达。     

果实成熟乙烯相关基因工程研究进展(综述)

果实成熟是一个复杂的生理生化过程,而乙烯是引发果实成熟的主要因素.本文简述乙烯合成过程中S-腺苷甲硫氨酸水解酶、ACC合成酶与ACC氧化酶、ACC脱氨酶基因和乙烯受体突变体的特性及克隆;同时,评述利用基因工程技术控制果实成熟的应用前景.     

水稻OsEBP-89基因的诱导表达

OsEBP-89基因是水稻中一个EREBP(ethyleneresponsive elements binding protein)类转录因子.Northern杂交检测出OsEBP-89基因的表达受激素及其类似物ACC、2,4-D、ABA、BR、JA、GA和6-BA的诱导,此外也受盐胁迫的诱导.通过序列比较在OsEBP-89基因启动子区找到一个类似乙烯应答元件(ethvlene responsive element,ERE),称为IVC box.实验表明IVC box能够和水稻未成熟胚乳核蛋白特异性结合;用IVC box和35S(-46)mini-promoter/GUS的融合结构转化水稻,在转基因水稻愈伤细胞中GUS基因的表达能被ACC诱导.然而,OsEBP-89基因5′调控区失去了IVC box及其上游序列后,受ACC诱导而表达的能力有所降低,但降低的幅度不大.推测OsEBP-89基因可能有不止一个受乙烯调控的位点.     

乙烯生物合成及其控制研究进展

综述近年来对乙烯生物合成重要中间产物Ｓ－腺苷甲硫氨酸（ＳＡＭ）及１－氨基环丙烷－１－羧酸（ＡＣＣ）各种分流途径的研究进展,重点介绍参与这些途径的关键酶及其基因的特性,并对控制乙烯生物合成的基因工程作一总结。     

O2、ACC和CO2对番木瓜ACC氧化酶活性的影响（英文）

研究了番木瓜果皮l-氨基环丙烷-l-羧酸(ACC)氧化酶的部分纯化,底物(O2和ACC)浓度、辅助因子(CO2和Fe2+)和抑制剂(Co2+和α-氨基异丁酸)对体外乙烯产生速率的影响.通过DEAE-Sepharose和Phenyl-Sepharose柱层析后,番木瓜果皮ACC氧化酶被纯化了19.5倍.在乙烯产生中,ACC氧化酶对O2的Km值主要取决于ACC的浓度,随着ACC水平的增加而下降;当O2的浓度增加时,酶对ACC的Km值降低.CO2显著地增加酶的活性以及对O2和ACC的Km值.Fe2+提高酶的活性,Co2+抑制酶的活性;Fe2+能够拮抗Co2+对酶活性的抑制作用.这些动力学资料表明ACC氧化酶遵循一种顺序结合机制,首先与02结合,然后与ACC结合.     

O2、ACC和CO2对番木瓜ACC氧化酶活性的影响

研究了番木瓜果皮l-氨基环丙烷-l-羧酸(ACC)氧化酶的部分纯化,底物(O2和ACC)浓度、辅助因子(CO2和Fe2+)和抑制剂(Co2+和α-氨基异丁酸)对体外乙烯产生速率的影响.通过DEAE-Sepharose和Phenyl-Sepharose柱层析后,番木瓜果皮ACC氧化酶被纯化了19.5倍.在乙烯产生中,ACC氧化酶对O2的Km值主要取决于ACC的浓度,随着ACC水平的增加而下降;当O2的浓度增加时,酶对ACC的Km值降低.CO2显著地增加酶的活性以及对O2和ACC的Km值.Fe2+提高酶的活性,Co2+抑制酶的活性;Fe2+能够拮抗Co2+对酶活性的抑制作用.这些动力学资料表明ACC氧化酶遵循一种顺序结合机制,首先与02结合,然后与ACC结合.