植物细胞次生壁形成的研究进展

综述了近年有关植物细胞次生壁形成的研究进展,包括目前次生壁研究采用的主要实验系统、研究技术与方法、次生壁分子结构、次生壁形成与细胞骨架变化、激素、钙离子和钙调素等在次生壁形成中的作用以及次生壁形成与细胞程序性死亡的关系等。     

植物细胞的初生壁与次生壁

最近,在审阅《植物杂志》的一篇来稿：“植物教材中对细胞壁的描述值得商榷”（作者：郑春明）时,感到应该写篇短文谈谈有关“植物细胞的初生壁与次生壁”的问题。 该文作者认为：在现行大中专植物形态解剖学教材中,对植物细胞壁的描述存在三个明显的错误（详见该文）。为什     

毛竹茎纤维次生壁形成过程的超微结构观察

利用透射电镜观察了毛竹（Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｕｂｅｓｃｅｎｓ Ｍａｚｅｌ）茎纤维发育过程中次生壁的形成过程。纤维发育早期,细胞具有较大的细胞核和核仁;细胞质浓稠,具有核糖体、线粒体和高尔基体等细胞器。随着纤维次生壁的形成,细胞壁加厚,细胞质变得稀薄,内质网和高尔基体的数量明显增加,并且两者共同参与了运输小泡的形成;在质膜内侧可观察到大量周质微管分布。随着次生壁的进一步加厚及木质化,细胞壁     

植物次生代谢基因簇研究进展

类似于原核生物的操纵子,在真核生物（如酵母、真菌、昆虫等）基因组中也出现了彼此功能相关的非同源基因成簇存在的现象。这些基因形成基因簇,可参与多种次生代谢途径。近年来,植物中也发现了越来越多的参与次生代谢产物合成的基因簇,它们已成为植物生物学研究的热点。本文总结并分析了植物中已鉴定的次生代谢基因簇。这些基因簇存在于玉米（Zea mays L.）、水稻（Oryza sativa L.）、拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.） Heynh.）、番茄（Solanum lycopersicum L.）等植物的基因组中,分别参与合成苯并噁唑嗪酮类、萜类和生物碱类等次生代谢产物。本文通过解析这些基因簇的组成及结构特点,对其特征进行总结,探讨了基因簇形成的分子机理及其调控机制,对植物次生代谢基因簇在合成生物学及代谢工程学中的研究方向和应用前景进行了展望。     

木质部细胞分化和脱分化的机理

木质部细胞的分化过程包括了密切不可分的细胞程序死亡和次生壁构建两个过程。现在的研究主要是将两个过程分开来研究,各自在细胞生物学和分子生物学上取得了不少进展,有关次生细胞壁方面的研究时间长,成果也较大。有关木质部细胞脱分化的研究相对较少,但也已取得了可喜的进展。     

木质部细胞分化的研究进展

本文主要从研究木质部细胞分化常用的实验系统,木质部分的诱导,木质部细胞的编程性死亡以及次生壁的构建4个方面阐述了木质细胞分的研究进展,并对目前研究的热点也是难点问题进行了展望,希望引起同行的兴趣。     

杜仲次生木质部分化过程中的细胞编程死亡

通过电子显微镜观察、DNA断裂检测及类似半胱氨酸蛋白酶（caspase-like proteases,CLPs)降解检测等技术,对杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.）次生木质部分化过程的细胞编程死亡进行了研究。分化中的次生木质部细胞总DNA凝胶电泳检测到DNA ladder,并通过TUNEL检测进一步确定了DNA被降解。Western blot结果表明：caspase-8和caspase-3状蛋白酶（caspase-8-和caspase-3-like proteases,CLPs)及多聚ADP-核糖聚合酶（poly(ADP-ribose) polymerase,PARP)在次生木质部分化过程中被降解。这些研究结果表明,杜仲次生木质部的细胞分化是一个典型的编程性死亡（Programmed cell death,PCD)过程,CLPs可能参与了此过程。     

高等植物雄性不育的细胞生物学研究进展

高等植物的雄性不育有多种类型,发生的原因复杂。对高等植物雄性不育机理的探索一直是一个活跃的研究领域。近年来采用多种细胞生物学方法对植物雄性不育的研究取得了一些新的成果,从绒毡层细胞结构与功能的分析以及Ca^2＋、ATP酶的分布特征、细胞骨架的排列方式、细胞程序性死亡等不同的细胞生物学研究角度探索了雄性不育花药的败育过程。雄性不育的细胞生物学研究结果起到了将分子水平研究与个体水平研究结果相联系的纽带作用,有助于全面地了解高等植物中各种雄性不育的发生机理。     

细胞色素P450与植物的次生代谢

细胞色素Ｐ４５０是动植物及微生物体内的一类重要的混合功能的血红素氧化还原酶类，是一个基因超家族。它可催化多种化学反应，在防御生物免受外界侵害方面有重要作用。植物Ｐ４５０广泛参与次生代谢产生有植保素功能的物质和对除草剂、杀虫剂等外毒素的生物转化解毒代谢。许多植物Ｐ４５０已被分离纯化，更多的植物Ｐ４５０的基因被克隆和外源表达。对植物Ｐ４５０的表达调控也取得了一些进展，但在抗虫和抗除草剂的农作物基因工程方面尚在起步阶段。     

Ultrastructural Study of Secondary Wall Formation in the Stem Fiber of Phyllostachys pubescens

Ultrastructural changes in secondary wall formation of Phyllostachys pubescens Mazel fiber were investigated with transmission electron microscopy. Fiber developed initially with the elongation of cells containing ribosomes, mitochondria and Golgi bodies in the dense cytoplasm. During the wall thickening, the number of rough endoplasmic reticulum and Golgi bodies increased apparently. There were two kinds of Golgi vesicles, together with the ones from endoplasmic reticulum formed transport vesicles. Many microtubules were arranged parallel to the long axis of the cell adjacent to the plasmalemma. Along with the further development of fiber, polylamellate structure of the secondary wall appeared, with concurrent agglutination of chromatin in the nucleus, swelling and disintegration of organelles, while cortical microtubules were still arranged neatly against the inner side of plasmalemma. Lomasomes could be observed between the wall and plasmalemma. The results indicated that the organelles, such as Golgi bodies together with small vesicles, rough endoplasmic reticulum and lomasomes, played the key role in the thickening and lignification of the secondary wall of bamboo fiber, though cortical microtubules were correlative with the process as well.     

植物次生细胞壁生物合成的转录调控网络

植物次生细胞壁包含纤维素、半纤维素和木质素, 赋予细胞壁机械强度及疏水性, 这种特性对植物直立生长、水分和营养物质运输以及抵御生物和非生物胁迫十分重要。该文总结了调控次生细胞壁生物合成的转录因子及其调控机制, 包括NAC转录因子调控次生壁合成的一级开关作用, AtMYB46/AtMYB83及其下游调控因子的二级开关作用, 以及其它转录因子对次生壁生物合成的调控作用, 并对未来研究内容和方法进行了展望, 以期为深入系统理解次生细胞壁生物合成的转录调控网络提供参考。     

文法推断RNA二级结构的研究进展

生物序列可看成是一种语言,通过计算语言学的方法理解生物序列的内涵是近年来研究的热点,本文综述了文法推断RNA二级结构的基本原理,研究历史和现状,阐述了文法推断RNA二级结构的理论模型和算法,列举了一些有代表性的预测方法,总结了存在的问题并展望了研究的趋势。     

缺血性脑卒中二级预防研究进展

脑卒中具有发病率高、致残率高、复发率高、病死率高、治疗效果差的"四高一低"特点,是一种严重危害人类健康的全球性问题,被称为人类健康的第一号杀手!随着医学的进步,卒中死亡率下降,卒中复发率随之增加。然而,脑卒中是可预防性疾病,有效地预防措施不仅可以降低脑卒中的复发率,而且能降低与脑卒中有关的医疗费用,减轻家庭与社会的经济负担,因此,脑卒中的预防已成为世界各国研究的热点和焦点。本文就脑卒中二级预防做一综述。     

植物次生代谢物途径及其研究进展

植物次生代谢是植物在长期进化过程中与环境相互作用的结果,由初生代谢派生。萜类、生物碱类、苯丙烷类为植物次生代谢物的主要类型,其代谢途径多以代谢频道形式存在,具有种属、生长发育期等特异性。从植物次生代谢物的分类、代谢途径及代谢调控基因工程等方面展开论述,重点介绍了次生代谢物的生物合成途径,以及利用基因工程等技术对植物次生代谢途径进行遗传改良等方面的研究进展,为全面认识植物代谢网络、合理定位次生代谢及其关键酶、促进野生植物资源可持续利用等提供理论依据。     

植物类Caspase及其调控细胞程序性死亡的研究进展

植物细胞程序性死亡（PCD）在植物生长发育和逆境适应中发挥重要作用。半胱氨酸蛋白酶（caspase）调控动物PcD的启动、执行及信号转导。通过人工合成底物、动物caspase抑制剂等方法已证实在植物中存在类caspase,可分为metacas．pases、VPEs（vacuolar processing enzymes）和saspases等。本文综述了植物类caspase的种类、结构、定位、功能及其调控PCD的研究进展,提出植物PCD中类caspase作用的调控途径,为深入研究植物PCD提供参考。     

Genome-wide Expression Profiling in Seedlings of the Arabidopsis Mutant uro that is Defective in the Secondary Cell Wall Formation

Plant secondary growth is of tremendous importance, not only for plant growth and development but also for economic usefulness. Secondary tissues such as xylem and phloem are the conducting tissues in plant vascular systems, essentially for water and nutrient transport, respectively. On the other hand, products of plant secondary growth are important raw materials and renewable sources of energy. Although advances have been recently made towards describing molecular mechanisms that regulate secondary growth, the genetic control for this process is not yet fully understood. Secondary cell wall formation in plants shares some common mechanisms with other plant secondary growth processes. Thus, studies on the secondary cell wall formation using Arabidopsis may help to understand the regulatory mechanisms for plant secondary growth. We previously reported phenotypic characterizations of an Arabidopsis semi-dominant mutant, upright rosette （uro）, which is defective in secondary cell wall growth and has an unusually soft stem. Here, we show that lignification in the secondary cell wall in uro is aberrant by analyzing hypocotyl and stem. We also show genome-wide expression profiles of uro seedlings, using the Affymetrix GeneChip that contains approximately 24 000 Arabidopsis genes. Genes identified with altered expression levels include those that function in plant hormone biosynthesis and signaling, cell division and plant secondary tissue growth. These results provide useful information for further characterizations of the regulatory network in plant secondary cell wall formation.