昆虫对植物次生性物质的适应策略

植物次生性物质是植食性昆虫在取食过程中遇到的主要障碍之一,也是天敌昆虫寻找寄主或猎物的主要信息来源。当今,昆虫学中的一些重要理论问题,如寄主植物的识别,食性的形成,植物求救信号的释放,天敌对寄主或猎物的识别和寻找机制等等,均与植物次生性物质有关。在长期的演化过程中,昆虫适应了植物次生性物质的种种不利作用,改变了这类物质对植物本身的防御作用,使其能充分地利用各分类阶元的植物次生性物质作为寻找寄主植物、昆虫寄主或猎物以及取食的信号。昆虫与植物次生性物质的这种关系是当今协同演化理论得以产生的主要依据之一。关于昆…     

次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义

次生物质是植物次级低谢的产物,它在植物与昆虫协同进化中起着主导作用。本文通过介绍次生物质在植物化学防御中的作用,昆虫对次生物质的适应及其利用等内容,阐述了次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义。     

植物抗虫性次生物质的研究概况

综述了国内外与植物抗虫性有关的次生物质的主要类型和植物次生物质对昆虫的寄主选择、取食和产卵等作用的研究进展,对次生物质在生态系统中的作用也作了介绍,并展望了植物次生物质的应用前景。     

植物次生代谢产物简介

阐述了植物次生代谢产物的基本概念、主要功能,主要类型和生成次生代谢产物的主要途径,最后简单介绍了植物细胞大规模培养法生产有用次生代谢产物的现状。     

基于植物内生菌及其次生代谢活性物质多样性的研究

据相关研究表明,植物内生菌属于新型微生物资源,并且种类较多,分布广泛,譬如在最近几年,科学家逐渐发现在植物内生菌中发现了紫杉醇等生物活性物质以及在一些产物中还发现了与次级代谢产物中相同的产物,因此对临床研究具有重要价值和潜在价值。对此研究的主题为:基于植物内生菌及其次生代谢活性物质多样性的研究。本为将从植物内生菌的多样性,植物内生菌次生代谢活性物质的多样性等方面进行逐一研究,现将文章综述如下。     

植物次生代谢基因工程

植物次生代谢基因工程,是利用基因工程技术对植物次生代谢途径的遗传特性进行改造,进而改变植物次生代谢产物。植物次生代谢基因工程的出现是人类对次生代谢途径的深入了解和分子生物学向纵深发展的结果,同时它又促进了次生代谢分子生物学的发展。调控因子的应用和多基因的协同转化为植物次生代谢基因工程拓宽了思路。从次生代谢图谱、植物基因工程策略和植物转基因方法等方面对植物次生代谢的基因工程研究进展做一简要概述。     

四种植物次生物质对橘小实蝇抗敌百虫品系的抗药性影响

为明确各种植物次生物质对橘小实蝇Bactrocera dorsalis （Hendel）抗药性的影响,本研究以室内选育的橘小实蝇对敌百虫高抗品系为研究对象,使用不同剂量的芸香苷、槲皮素、2-十三烷酮、单宁酸等4种植物次生物质分别连续饲喂3代该品系成虫和幼虫,采用药膜法测定毒力,获得抗性倍数和抗性增长率,分析明确植物次生物质种类、剂量与橘小实蝇抗药性发展之间关系。研究结果表明4种物质中较高浓度芸香苷处理橘小实蝇对敌百虫的抗性明显增强,总体呈现处理代次越多抗药性增强程度越大的趋势。F1代0.05%、0.25%芸香苷剂量处理抗性倍数分别为198.05、172.13,明显高于对照（110.61）,抗性增长率分别为1.79、1.56;F2代0.01%、0.05%、0.25%剂量处理抗性倍数由对照的89.49分别增大至137.20、146.38、171.48,其抗性增长率分别为1.53、1.64、1.92;F3代0.01%、0.05%、0.25%剂量下抗性倍数由对照的61.33分别增大至128.12、137.23、211.36,其抗性增长率明显增大（2.09、2.24、3.45）。部分浓度单宁酸处理增强或者降低了橘小实蝇对敌百虫的抗性,F1代0.002%浓度处理时抗性增长率为1.60,而F2代0.25%、F3代0.05%、0.25%浓度处理时抗性增长率降低至0.68、0.70和0.67。槲皮素、2-十三烷酮多个浓度处理多代均未对橘小实蝇抗敌百虫品系的抗药性产生影响。本研究显示一些植物次生物质可对橘小实蝇抗药性产生正面或者负面的影响,其作用与物质种类、浓度、接触时间等有关。     

植物次生代谢产物的生态学意义

概述了植物次生代谢产物的生态学意义,包括增强植物抵御病虫害的侵袭、适应生存环境以及促进植物自身的生存和繁衍等方面的重要作用     

细胞色素P450介导的昆虫抗药性的分子机制

细胞色素P450(简称P450) 对杀虫剂的代谢作用直接影响到昆虫对杀虫剂的耐受性和杀虫剂对昆虫的选择性,由P450介导的杀虫剂代谢解毒作用的增强是昆虫产生抗药性的常见而重要的机制。P450介导的杀虫剂代谢抗性具有普遍性、交互抗性与进化可塑性的特点,涉及P450基因重复与基因扩增、基因转录上调以及结构基因的变异等多样化的分子机制,并且多重机制的共同作用可以导致高水平抗药性。这些研究发现说明,无论是昆虫抗药性机制的研究,还是抗药性监测与治理都要有动态的、因地制宜的理念。     

天敌昆虫抗药性研究进展

天敌昆虫抗药性研究在协调害虫化学防治和生物防治中有着重要的理论和现实意义,其研究的最终目的在于更好地推进抗性天敌在害虫综合治理(IPM)中的应用。抗药性天敌昆虫具有潜在的巨大价值。鉴于此,本文系统地综述了天敌昆虫抗药性最新研究进展,包括杀虫剂对天敌昆虫的影响、天敌昆虫抗药性现状、抗药性机理和限制天敌昆虫抗药性发展因素等。文章最后还对抗药性天敌昆虫的应用前景进行了展望。     

蚊虫抗药性分子机理

蚊虫由于特殊的行为、生理及与人类生活密切相关,从而成为人类许多疾病的媒介,如疟疾、登革热、日本脑炎、丝虫病等,大多由库蚊Culex、伊蚊Aedes或按蚊Anopheles传播。世界上每年大量的化学杀虫剂用于农业和公共卫生,直接或间接给蚊虫带来选择压力而引发抗性。抗性机制基本可以分为两大类:代谢抗性(如非特异性羧酸酯酶,P450单加氧酶,谷胱甘肽S-转移酶的扩增)和靶标抗性(如乙酰胆碱酯酶、GABA受体和电压门控钠离子通道的突变)。文章对这些机理的研究进展进行综述。     

Bioprocess considerations for production of secondary metabolites by plant cell suspension cultures

Plant cell culture provides a viable alternative over whole plant cultivation for the production of secondary metabolites. In order to successfully cultivate the plant cells at large scale, several engineering parameters such as, cell aggregation, mixing, aeration, and shear sensitivity are taken into account for selection of a suitable bioreactor. The media ingredients, their concentrations and the environmental factors are optimized for maximal synthesis of a desired metabolite. Increased productivity in a bioreactor can be achieved by selection of a proper cultivation strategy (batch, fed-batch, two-stageetc.), feeding of metabolic precursors and extraction of intracellular metabolites. Proper understanding and rigorous analysis of these parameters would pave the way towards the successful commercialization of plant cell bioprocesses.     

Glycosyltransferases: key players involved in the modification of plant secondary metabolites

Glycosyltransferases are members of the multigene superfamily in plants that can transfer single or multiple activated sugars to a range of plant molecules, resulting in the glycosylation of plant compounds. Although the activities of many glycosyltransferases and their products have been recognized for a long time, only in recent years were some glycosyltransferase genes identified and a few functionally characterized in detail. Glycosylation is thought to be one of the most important modification reactions towards plant secondary metabolites, and plays a key role in maintaining cell homeostasis, thus likely participating in the regulation of plant growth, development and in defense responses to stress environments. With advances in plant genome projects and the development of novel technologies in analyzing gene function, significant progress could be made in gaining new insights into the properties and precise biological roles of plant secondary product glycosyltransferases, and the new knowledge will have extensive application prospects in the catalytic synthesis of glycoconjugates and metabolic engineering of crops. In this review, we summarize the current research, highlighting the possible biological roles, of plant secondary metabolite glycosyltransferases and discuss their potential applications as well as aspects to be further studied in the near future.     

Glycosyltransferases:key players involved in the modification of plant secondary metabolites

Glycosyltransferases are members of the multigene superfamily in plants that can transfer single or multiple activated sugars to a range of plant molecules,resulting in the glycosylation of plant compounds.Although the activities of many glycosyltransferases and their products have been recognized for a long time,only in recent years were some glycosyltransferase genes identified and a few functionally characterized in detail.Glycosylation is thought to be one of the most important modification reactions towards plant secondary metabolites,and plays a key role in maintaining cell homeostasis,thus likely participating in the regulation of plant growth,development and in defense responses to stress environments.With advances in plant genome projects and the development of novel technologies in analyzing gene function,significant progress could be made in gaining new insights into the properties and precise biological roles of plant secondary product glycosyltransferases,and the new knowledge will have extensive application prospects in the catalytic synthesis of glycoconjugates and metabolic engineering of crops.In this review,we summarize the current research,highlighting the possible biological roles,of plant secondary metabolite glycosyltransferases and discuss their potential applications as well as aspects to be further studied in the near future.     

药用植物微生物组及其与药用植物次生代谢产物的关系

药用植物是中药的原料,是中药产业的源头,其生长发育受遗传和环境等诸多因素的影响。以往研究强调植物基因型及生态因子对药用植物产量和品质的影响。近几年,随着人类微生物组研究的推进,植物微生物组作为植物整体的重要组成部分在药用植物的生长发育、品质形成甚至药效等方面的作用也日益受到重视,有关植物微生物组的多样性,微生物组在植物生长发育中的作用已有较详细的综述,而有关药用植物微生物组及其与药用植物次生代谢产物间关系的综述较少。本文重点总结了自2010年以来药用植物微生物组的研究进展,包括药用植物微生物组物种组成、功能及其与药用植物次生代谢产物产生的关系等,并对其在药用植物提质增效及其生态种植中的潜在应用进行了展望。     

Metabolic engineering of plant secondary metabolite pathways for the production of fine chemicals

The technology of large-scale plant cell culture is feasible for the industrial production of plant-derived fine chemicals. Due to low or no productivity of the desired compounds the economy is only in a few cases favorable. Various approaches are studied to increase yields, these encompass screening and selection of high producing cell lines, media optimization, elicitation, culturing of differentiated cells (organ cultures), immobilization. In recent years metabolic engineering has opened a new promising perspectives for improved production in a plant or plant cell culture.     

昆虫钠离子通道基因突变及其与杀虫剂抗性关系的研究进展

昆虫电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel)存在于所有可兴奋细胞的细胞膜上,在动作电位的产生和传导上起重要作用,是有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的靶标位点。在农业和医学害虫控制过程中,由于有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的广泛使用,抗药性问题日益突出。其中,由于钠离子通道基因突变,降低了钠离子通道对有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂的亲和性,从而产生击倒抗性(knock-down resistance, kdr),已成为抗性产生的重要机制之一。本文综述了昆虫钠离子通道的跨膜拓扑结构、功能、进化及其基因的克隆;更重要的是总结了已报道的40多种昆虫40个钠离子通道基因非同义突变,以及钠离子通道基因选择性mRNA剪接和编辑,以及它们与杀虫剂抗性的关系;也评述了钠离子通道基因突变引起蛋白质结构的改变,从而对杀虫剂抗性的影响机制。这些研究对于进一步鉴定与杀虫剂抗性相关的突变及抗性机制,开发有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂抗性分子监测方法具有重要意义。     

杀虫剂抗性: 遗传学、基因组学及应用启示

杀虫剂抗性已成为害虫防治工作需要解决的一个重要问题,也是一种人为的、自然选择的重要的进化现象,开展抗药性的研究不仅为抗性的监测、治理和农药工业的发展提供科学参考,还可以揭示生物进化的一些基本规律。在过去的10年,昆虫对许多化学杀虫剂抗药性的分子基础得到了进一步阐明,已从果蝇Drosophila melanogaster中克隆了杀虫剂的靶标基因,还查明了一些害虫的与抗性相关联的基因突变。最近,随着经注释的昆虫基因组的出现,由复杂多基因酶系如酯酶、细胞色素P450酶及谷胱甘肽S-转移酶介导的抗性的机制有了突破性的进展,有关杀虫剂抗性的进化以及抗性基因的传播模式也逐步得到揭示。基因组技术在揭示昆虫其他可能的抗药性机制以及在发现新的杀虫剂靶标方面将发挥更大的作用。