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     

菠萝ACC氧化酶基因AcACO1的克隆与表达分析

乙烯是重要的植物激素,在植物生长发育和胁迫响应中具有重要的调节功能。1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)是植物乙烯生物合成途径中的一个关键酶。根据转录组数据,从菠萝中成功克隆到1个编码ACO的基因Ac ACO1,测序结果证实该基因全长1 094 bp,包含一个957 bp的开放阅读框,编码318个氨基酸。AcACO1蛋白具有典型的植物ACO结构特征,含有DIOX_N和2OG-FeⅡ_Oxy两个保守结构域。1 850 bp的AcACO1启动子区域含有众多应答激素和环境胁迫信号元件。实时荧光定量分析结果表明,乙烯利、低温和赤霉素均能诱导AcACO1的表达。     

1-甲基环丙烯采后处理对樱桃番茄果实成熟过程的影响

研究了不同浓度(0、0.035、0.07和0.11μL/L)的乙烯受体竞争性抑制剂1-甲基环丙烯(1-MCP)采后处理对绿熟期樱桃番茄的乙烯合成、果实软化、果实色素(叶绿素、茄红素、β-胡萝卜素)含量消长的影响.0.07 μL/L及其以上浓度的1-MCP降低了前期乙烯合成,同时推迟了乙烯释放高峰,但0.035 μL/L浓度的1-MCP处理并不能抑制内源乙烯合成.1-MCP显著延迟了果实软化和叶绿素降解,但并不影响这两个过程的启动.茄红素合成的启动和积累均受到了1-MCP抑制,而1-MCP并不推迟β-胡萝卜素合成的启动,只抑制其积累.这些结果提示了乙烯调节成熟生理过程的不同机制.对于绿熟期的樱桃番茄,0.07～0.11μL/L的1-MCP是实用的有效处理浓度.1-MCP有效浓度可能用于了解果实的乙烯受体水平和乙烯敏感性.     

ACC脱氨酶的作用机理和转基因的应用

ACC脱氨酶是一种抑制乙烯生物合成的胞内酶,目前在植物体内尚未发现该酶.其作用机理涉及植物体内乙烯生成的蛋氨酸循环途径,在植物的保鲜、寿命延长、以及对Cu、Fe、Zn、Co、Ni、Pb、Cd等重金属的吸附等方面起着重要的作用.就ACC脱氨酶的基因特征、在蛋氨酸循环途径中作用机理、以及转基因应用等方面进行了系统的阐述,并对今后进一步研究提出了适宜的建议.     

含ACC脱氨酶的根际细菌提高植物抗盐性的研究进展

盐胁迫是抑制植物生长的主要非生物因素之一,高浓度的盐分不利于植物体的生长和发育,严重时会导致植物细胞及植物体死亡.已有大量实验结果显示含ACC脱氨酶的根际细菌可以缓解高盐对植物的危害.ACC脱氨酶可以降解乙烯的直接前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC),从而降低胁迫乙烯的合成量.胁迫乙烯是阻碍植物生长的主要原因.首先介...     

硫对水稻幼苗乙烯产生的影响

水稻幼苗缺硫培养12—15天,叶和根中的乙烯产生量明显降低,缺硫培养时间延长,根的乙烯产生量继续降低,叶的乙烯产生量升高。在缺硫幼苗中供给 SO_4~(2-)和0.1mmol/l 的半胱氨酸,乙烯产生量分别在36和12小时后升高到加硫幼苗的水平。供给0.1mmol/l 蛋氨酸,6小时后的乙烯产生量已高于加硫的幼苗。测定培养13天的幼苗叶片中游离氨基酸表明,缺硫幼苗其蛋氨酸和胱氨酸的含量降低。     

β-1,3-葡聚糖酶在植物抗真菌病基因工程中的研究进展

β-1,3-葡聚糖酶是植物抗真菌病的重要抗性物质之一,植物β-1,3-葡聚糖酶可由病原物(如Mg)、化学因子(如水杨酸、乙烯、赤霉素)或物理因子(如紫外线照射、机械损伤)等多种生物因子和非生物因子诱导产生.将外源β-1,3-葡聚糖酶基因导入植物,可提高植物的抗真菌病害的能力;而将β-1,3-葡聚糖酶基因与其他防卫蛋白基因同时导入植物,将更大程度的提高植物的抗真菌病能力,是植物抗真菌病防治的有效新途径.文章中主要对β-1,3-葡聚糖酶的生物学特性、植物β-1,3-葡聚糖酶基因在转基因植株中的独立表达及其与其他抗真菌病基因的协同表达等进行了综述.     

高CO_2低O_2处理对苹果乙烯生成的抑制作用

乙烯是植物体内含有的五大激素之一。它除了对植物的生长发育等多种生理代谢活动有重要影响外,还对果实具有催熟作用,素有成熟激素之称。为此,在果蔬贮藏保鲜中,有关乙烯的生物合成及其调节作用的研究占有十分重要的地位。近年来,Adams等确认,1-氨基环内烷-1-羰酸(ACC)是植物体内形成乙烯的直接前体,ACC向乙烯的转化是一个需氧过程。低氧抑制乙烯生成的     

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.     

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。     

γ-氨基丁酸对烟草MAPK和ACS1基因表达的分叉调节

为探讨γ-氨基丁酸(GABA)在植物生长发育中的调控机理,以含有3种不同浓度的GABA的1/2 MS培养基培养烟草(Nicotiana tabacum)品种‘SR1'种子,结果表明:低浓度GABA(1 mmol/L)促进了烟草幼苗的生长,主根的长度比对照高30%,同时该浓度处理提高了MAPK基因的表达水平;较高浓度(10-100 mmol/L)GABA抑制了主根的伸长,表现出乙烯反应的效应.在叶和根中,ACS1基因表达水平的提高受不同浓度GABA的调节.MAPK和ACS1基因对GABA信号的不同表达模式可能与不同的信号途径有关.     

1-甲基环丙烯对百合采后切花某些生理指标的影响

百合切花经1-甲基环丙烯(1-MCP)处理后瓶插寿命延长,花朵发育和衰老进程延缓,乙烯峰出现时间推迟.经1-MCP处理的亚洲百合的乙烯峰值和细胞膜透性降低,而麝香百合可溶性蛋白质含量则不受影响.     

三七内切-β-1,4-葡聚糖酶基因PnCel1的表达及功能分析

内切-β-1,4-葡聚糖酶(endo-1,4-β-glucanases,EGases)广泛参与植物细胞壁的编辑,在组织伸长、果实成熟和脱落等过程中起重要作用。该研究采用RT-PCR方法,从三七(Panax notoginseng)中克隆了1个EGases基因(PnCel1),并对其进行表达和功能分析。结果显示:(1)外源茉莉酸甲酯、水杨酸、赤霉素、脱落酸和乙烯利处理显著诱导PnCel1的表达,而根腐病菌茄腐镰刀菌(Fusarium solani)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)以及交链格孢(Alternaria alternata)、木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)侵染三七后显著抑制PnCel1的表达。(2)亚细胞定位分析表明,PnCel1-GFP融合蛋白定位于洋葱表皮细胞的细胞壁中。(3)采用染色体步移技术克隆出PnCel1的启动子序列[(-1)~(-828)bp],进而成功构建PnCel1启动子驱动的β-葡萄糖醛酸酶植物表达载体(pBI121-PPnCel1-GUS)并转入烟草(Nicotiana tabacum L.),经PCR筛选鉴定获得阳性转基因烟草7株。(4)GUS活性检测结果表明,5种植物激素能诱导PnCel1的启动子活性,但茄腐镰刀菌等4种病原菌侵染明显降低了PnCel1启动子的转录活性,且PnCel1启动子受三七WRKY转录因子PnWRKY5/9/12/15/27的负调控。(5)PnCel1过表达转基因烟草与野生型烟草相比,对茄腐镰刀菌的易感性增加,木质素含量降低,表明PnCel1可能参与改变细胞壁的结构。研究表明,植物激素能上调三七根中PnCel1的表达,而病原菌侵染降低了PnCel1的表达水平,并抑制PPnCel1的活性,推测三七PnCel1可能通过改变细胞壁结构而增加三七对根腐病菌的易感性。     

巴西橡胶树4-羟基-3-甲基-2-(E)-丁烯基-4-磷酸还原酶基因(Hb-HDR)的克隆及表达分析

4-羟基-3-甲基-2-(E)-丁烯基-4-磷酸还原酶(4-hydroxy-3-methyl-2-(E)-butenyl-4-diphosphatereductase,HDR)是异戊烯基焦磷酸合成途径之一甲基赤藓糖磷酸(methylerythritol phosphate,MEP)途径中的最后一个酶,催化4-羟基-3-甲基-(2E)-丁烯基-4-磷酸生成异戊烯基焦磷酸.根据植物HDR的同源序列设计引物,通过RT-PCR结合RACE的方法在橡胶树中获得了与其相应的HDR基因,命名为HbHDR.序列分析表明HbHDR长1 627 bp,编码462个氨基酸,属于LYTB家族,该氨基酸序列与烟草、长春花、胡黄连、拟南芥、银杏和火炬松的HDR同源性为79.1%、78.4%、76.5%、75.3%、72.2%和70.9%.半定量RT-PCR结果显示,乙烯诱导胶乳HbHDR的表达.     

一种异常氨基酸——-1-氨基-环丙烷-1-羧酸的合成

<正> 1 氨基—环丙烷-1-羧酸(ACC)是一种存在于苹果、梨等果汁中的异常氨基酸,是一类新型的植物生长调节剂,广泛应用于植物生理、园艺和农牧业等方面,在实践上也有着重大的经济价值,因而有关ACC的应用文章日益增多。ACC的合成方法有4—5种,我们采用来源方便的丙二酸二乙酯作为基本原料,并对Engeld的方法作了重大改进,成功地合成了ACC。在环化步     

猕猴桃果实乙烯受体基因Ad-ETR1的克隆及其表达

以"布鲁诺"美味猕猴桃(Actinidia deliciosa cv.Bruno)果实为材料,根据其它植物乙烯受体氨基酸保守区序列,设计简并引物,通过RT-PCR扩增出1个657bp大小的cDNA片段(Ad-ETR1)该片段编码219个氨基酸,与其它植物乙烯受体及其基因的氨基酸及核苷酸同源性在72%～90%之间.Northern杂交结果表明,猕猴桃果实成熟衰老进程中Ad-ETR1 mRNA的积累趋于增加.这种积累的最大值出现在乙烯进入跃变之后;乙烯处理可以促使Ad-ETR1 mRNA最大值提前出现,乙酰水杨酸(ASA)处理则显著抑制Ad-ETR1表达.     

中间锦鸡儿CiNAC1基因促进转基因拟南芥叶片的衰老

NAC转录因子家族是植物特有的、最大的转录因子家族之一,参与植物生物胁迫和非生物胁迫应答、激素信号转导、植物次生生长、细胞分裂和植物衰老等多种过程,在植物生长发育过程中起着重要的作用。以中间锦鸡儿Ci NAC1基因的过表达拟南芥纯合体株系为材料,以野生型为对照,对Ci NAC1基因功能进行分析。结果发现,乙烯处理后,Ci NAC1基因过表达株系与野生型拟南芥相比,叶片衰老提前、叶绿素含量降低、离子渗透率升高。实时荧光定量PCR检测发现,乙烯处理后Ci NAC1基因过表达株系中与叶绿素降解相关的基因SGR1、SGR2、PPH,以及与衰老相关的基因SAG13、SAG29、ORE1、SINA1、VNI2和乙烯信号途径中的重要转录因子EIN3的表达量均明显高于野生型拟南芥。表明Ci NAC1基因在乙烯诱导的叶片衰老过程中发挥重要作用。     

通过表达ACC脱氨酶基因控制番茄果实的成熟

乙烯在跃变型果实的成熟过程中起着触发呼吸跃变和促进果实成熟的作用。细菌来源的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶能降解乙烯的直接前体ACC,从而抑制植物体内乙烯的合成。我们用PCR方法从假单孢杆菌中克隆到ACC脱氨酶基因并通过农杆菌介导的方法将其转入番茄(Lycopersicun esculentum)中。再生植株经Southern blot检测证明,ACC脱氨酶基因已整合到番茄基因组中并稳定表达。转基因番茄果实成熟期的推迟时间与体内乙烯的抑制程度有相关性。转基因番茄植株乙烯的合成降低80%左右,果实在离体条件下可保鲜75d左右。研究ACC脱氢酶基因在植物体内的作用可阐明高等植物体内乙烯的作用机理并为培育耐贮藏果蔬品种打下基础。     

1-甲基环丙烯对低温贮藏的香蕉果实后熟的影响

香蕉果实先在6℃下贮藏不同时间后转入常温用1-甲基环丙烯(1-MCP)处理或先以1-MCP处理后转入6℃下贮藏不同时间,然后在常温下用乙烯利处理,结果表明, 经1-MCP处理过的果实对乙烯不敏感,后熟过程受抑;而未经1-MCP处理的果实能够后熟,并有明显的呼吸及乙烯峰出现.