高等植物中维生素C 的功能、合成及代谢研究进展

植物体内合成的维生素C在植物抗氧化和自由基清除、光合作用和光保护、细胞生长和分裂以及一些重要次生代谢物和乙烯的合成等方面具有非常重要的生理功能。维生素C的生物合成途径及其代谢调控的基因工程研究最近取得了突破。     

拟南芥和作物中维生素C生物合成与代谢研究进展

维生素C（vitaminC,Vc）是动植物体内含量较为丰富且发挥着重要功能的小分子物质。该文综述了近年来以模式植物拟南芥为实验材料研究Vc生物合成和代谢取得的进展,并对作物中类似的研究进行了概述。总结的信息对于在作物中进一步开展Vc合成与代谢研究并通过分子育种提高作物的抗逆性和营养价值具有参考意义。     

拟南芥和作物中维生素C 生物合成与代谢研究进展

维生素C(vitamin C, Vc)是动植物体内含量较为丰富且发挥着重要功能的小分子物质。该文综述了近年来以模式植物拟南芥为实验材料研究Vc生物合成和代谢取得的进展, 并对作物中类似的研究进行了概述。总结的信息对于在作物中进一步 开展Vc合成与代谢研究并通过分子育种提高作物的抗逆性和营养价值具有参考意义。     

植物果实中维生素C合成代谢及其基因表达研究

维生素C(Vitamin C),又名抗坏血酸（Ascorbate acid,AsA）,是生物体中具有多效功能的必需化合物。整理了植物果实中维生素C的生理功能以及其中参与维生素C合成的L-半乳糖途径、D-半乳糖醛酸途径、L-古洛糖途径、肌醇途径和维生素C循环途径,并分析了相关基因的功能和表达。对参与维生素C合成与循环的16个基因：PMI、PMM、GMP、GME、GGP、GPP、GalDH、GLDH、GalUR、MIOX、GuLDH、MDHAR、DHAR、AO、APX、GR,及其在维生素C代谢途径中的作用进行了综述。植物果实中维生素C合成代谢途径多样,关键基因的表达会在不同程度上影响其合成代谢,了解植物果实中维生素C合成代谢及相关基因的功能和表达,可为生产富含维生素C的转基因水果和蔬菜奠定基础。     

高等植物维生素C和维生素E代谢调控

维生素C和维生素E是植物自身合成的抗氧化剂,对植物发育具有重要调控作用。本文对近年来高等植物维生素C和维生素E合成途径、代谢调控、关键酶基因的克隆和转化进行了论述,分析两种维生素之间的相互作用,对该领域未来的研究方向进行了展望。     

高等植物中一碳化合物代谢研究进展

高等植物中一碳(C1)化合物的代谢主要包括甲醇代谢、甲醛代谢和甲酸代谢等,它们是高等植物一碳单位代谢的重要组成部分.由于C1化合物的代谢机制复杂、代谢规模非常小、参与代谢反应的酶和中间产物的含量低且不稳定等特点,相关研究报道很有限.现代生化和分子遗传学方法的综合使用使得人们对参与植物中C1化合物代谢的酶和基因有了一定程度的了解,该文主要综述了近年来有关高等植物中内源和外源C1化合物甲醇、甲醛和甲酸的来源和代谢途径方面的研究进展,并提出了该研究领域目前存在的问题和今后的研究方向.     

外源维生素C及冬眠对中华鳖稚鳖生长、维生素C合成和肝脏维生素C含量的影响

本文研究了饲料中维生素C(Vc)对中华鳖稚鳖冬眠前后Vc合成能力及肝脏中Vc含量的影响。将体重为29.41g±5.44g的稚鳖180只,按其饲料中Vc含量(0、500、2500mgVc/kg饲料)分为Vc0、Vc500和Vc2500共3组,每组6个平行,每平行10只鳖。实验开始前称重得各组初始平均体重。25℃±1℃下用实验饲料饲喂4周后,缓慢降温至7℃,人工诱导其进入冬眠,此时为冬眠期开始,每组取6只鳖,称重后快速处死,取其肝脏和肾脏。其余鳖全部称重。冬眠8周末取样,处理同上。用高效液相色谱(HPLC)法测定肝脏Vc含量和肝脏、肾脏古洛糖酸内酯氧化酶(GLO)活力。结果发现中华鳖自身能够合成Vc,且合成部位在肾脏。饲喂4周不同Vc水平的饲料后,各组间特定生长率差异不显著。冬眠8周后,各组体重均有所降低,组间冬眠期间特定生长率无显著性差异。冬眠开始时,稚鳖肝脏Vc蓄积量有随外源Vc浓度升高而递增的趋势,但差异未达到显著性水平;经历冬眠后各组稚鳖肝脏Vc含量降低,Vc500组下降不显著,而Vc0与Vc2500组显著下降;肾脏GLO活力在不同Vc梯度组间及冬眠前后均无显著差异。以上结果表明:中华鳖冬眠过程中要消耗较多的肝脏Vc,外源Vc和冬眠对肾脏Vc合成能力影响不显著。     

植物维生素E合成相关酶基因的克隆及其在体内功能研究进展

维生素E（VE）的天然产物有8种类型,分别为α、β、γ、δ-生育酚（tocopherol）和α、β、γ、δ-生育三烯酚（tocotrienol）,对植物、动物和人类都具有十分重要的生理作用。医学证明,维生素E不仅与生殖系统,而且与中枢神经系统、消化系统、心血管系统和肌肉系统的正常代谢都有密切关系;它也是治疗冠心病、动脉粥样硬化、贫血、脑软化、肝病和癌症等的辅助药物。而绿色植物则是人类和动物VE的基本来源。近年来随着植物基因组学的发展和营养基因组学概念的提出,通过快速分离植物营养代谢（VE）相关酶的基因,最终解析和调控植物微量营养素代谢途径,利用代谢工程的方法大大提高植物营养价值之策略正在逐步完善。本文对有关植物中VE生物合成途径和相关酶基因克隆研究现状,以及VE在植物体内的作用和功能研究进展进行了综述,以期为VE作用机理的探寻和功能开发提供新思路。     

植物生物碱代谢生物学研究进展

目前,植物生物碱作为植物的化学防御武器,在植物的生态适应过程中发挥积极作用的观点已得到了普遍的接受。生物碱代谢生物学的研究近年来取得了长足的进步,主要集中在生物碱合成和贮存部位、转运途径、代谢调控因子、生物合成途径和关键酶及其编码基因等方面,现就这方面的进展作一简要综述,并提出了该领域尚存在的问题和前景展望。     

植物生物碱代谢生物学研究进展

 目前,植物生物碱作为植物的化学防御武器,在植物的生态适应过程中发挥积极作用的观点已得到了普遍的接受。生物碱代谢生物学的研究近年来取得了长足的进步,主要集中在生物碱合成和贮存部位、转运途径、代谢调控因子、生物合成途径和关键酶及其编码基因等方面,现就这方面的进展作一简要综述,并提出了该领域尚存在的问题和前景展望。     

Ascorbic Acid in Plants: Biosynthesis and Function

ABSTRACT

Ascorbic acid (vitamin C) is an abundant component of plants. It reaches a concentration of over 20 mM in chloroplasts and occurs in all cell compartments, including the cell wall. It has proposed functions in photosynthesis as an enzyme cofactor (including synthesis of ethylene, gibberellins and anthocyanins) and in control of cell growth. A biosynthetic pathway via GDP-mannose, GDP-L-galactose, L-galactose, and L-galactono-1,4-lactone has been proposed only recently and is supported by molecular genetic evidence from the ascorbate-deficient vtcl mutant of Arabidopsis thaliana. Other pathways via uronic acids could provide minor sources of ascorbate. Ascorbate, at least in some species, is a precursor of tartrate and oxalate. It has a major role in photosynthesis, acting in the Mehler peroxidase reaction with ascorbate peroxidase to regulate the redox state of photosynthetic electron carriers and as a cofactor for violaxanthin de-epoxidase, an enzyme involved in xanthophyll cycle-mediated photoprotection. The hypersensitivity of some of the vtc mutants to ozone and UV-B radiation, the rapid response of ascorbate peroxidase expression to (photo)-oxidative stress, and the properties of transgenic plants with altered ascorbate peroxidase activity all support an important antioxidative role for ascorbate. In relation to cell growth, ascorbate is a cofactor for prolyl hydroxylase that posttranslationally hydroxylates proline residues in cell wall hydroxyproline-rich glycoproteins required for cell division and expansion. Additionally, high ascorbate oxidase activity in the cell wall is correlated with areas of rapid cell expansion. It remains to be determined if this is a causal relationship and, if so, what is the mechanism. Identification of the biosynthetic pathway now opens the way to manipulating ascorbate biosynthesis in plants, and, along with the vtc mutants, this should contribute to a deeper understanding of the proposed functions of this multifacetted molecule.     

高等植物脯氨酸代谢研究进展

很多植物在胁迫条件下可以通过增加合成、减少降解而在体内累积大量脯氨酸,这对于调节渗透平衡、防止渗透胁迫对植物造成伤害、清除自由基、保护细胞结构具有重要意义。脯氨酸合成、降解相关酶的编码基因大都已经克隆到,但对脯氨酸在植物发育中的具体作用、胁迫条件下脯氨酸累积的分子机理了解还比较少。概述了植物控制脯氨酸合成、降解相关酶的编码基因的研究进展情况。     

高等植物脱落酸生物合成的酶调控

高等植物ABA的生物合成开始于细胞质内的甲瓦龙酸 (MVA)或位于叶绿体内的丙酮酸_硫胺素焦磷酸 (TPP) ,经一系列反应最后在质体或胞质中形成的。除胁迫或植物发育中生理变化引起的诱导外 ,ABA的合成还受到一系列酶的调控 ,其中 ,玉米黄质环氧化酶 (ZE) ,9_顺环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)和醛氧化酶 (AO)可能起到重要的调节作用。本文介绍近年来ABA生物合成酶调控的研究进展。     

植物中抗坏血酸的生物学功能研究进展

抗坏血酸是水溶性抗氧化有机小分子,在植物中广泛存在,并可作为某些氧化还原酶的辅酶。本文主要综述了抗坏血酸在植物中的合成、转运和所参与的多种生理作用,如细胞周期调控、成花诱导、光合结构保护、碳代谢和胁迫响应等,并对今后植物中抗坏血酸的相关研究提出展望。     

植物抗坏血酸的合成和代谢以及相关酶基因的调控

本文对植物抗坏血酸的生物合成与代谢途径以及相关酶基因调控的研究进展作介绍。     

高等植物体中植酸合成、代谢及其生理作用

本文对植酸及其存在形式、代谢、调控及在高等植物内的生理作用作了介绍。     

苯乳酸生物合成的研究进展*

苯乳酸是一种天然无毒且具有广谱抑菌作用的新型生物防腐剂,可由多种不同的微生物代谢产生,大多数乳酸菌都能够代谢生成苯乳酸。苯乳酸应用广泛,不仅能够应用于食品行业抑制多种病原菌,还可以广泛应用于医药和化工业。对苯乳酸的特性和应用以及其生物合成进行了综述,以期对苯乳酸及其生物合成有较系统的了解。     

苯乳酸生物合成的研究进展*

苯乳酸是一种天然无毒且具有广谱抑菌作用的新型生物防腐剂,可由多种不同的微生物代谢产生,大多数乳酸菌都能够代谢生成苯乳酸。苯乳酸应用广泛,不仅能够应用于食品行业抑制多种病原菌,还可以广泛应用于医药和化工业。对苯乳酸的特性和应用以及其生物合成进行了综述,以期对苯乳酸及其生物合成有较系统的了解。     

BOTANICAL BRIEFING: The Function and Metabolism of Ascorbic Acid in Plants

Ascorbate is a major metabolite in plants. It is an antioxidantand, in association with other components of the antioxidantsystem, protects plants against oxidative damage resulting fromaerobic metabolism, photosynthesis and a range of pollutants.Recent approaches, using mutants and transgenic plants, areproviding evidence for a key role for the ascorbate–glutathionecycle in protecting plants against oxidative stress. Ascorbateis also a cofactor for some hydroxylase enzymes (e.g. prolylhydroxylase) and violaxanthin de-epoxidase. The latter enzymelinks ascorbate to the photoprotective xanthophyll cycle. Arole in regulating photosynthetic electron transport has beenproposed. The biosynthetic pathway of ascorbate in plants hasnot been identified and evidence for the proposed pathways isreviewed. Ascorbate occurs in the cell wall where it is a firstline of defence against ozone. Cell wall ascorbate and cellwall-localized ascorbate oxidase (AO) have been implicated incontrol of growth. High AO activity is associated with rapidlyexpanding cells and a model which links wall ascorbate and ascorbateoxidase to cell wall extensibility is presented. Ascorbate hasalso been implicated in regulation of cell division by influencingprogression from G1 to S phase of the cell cycle. There is aneed to increase our understanding of this enigmatic moleculesince it could be involved in a wide range of important functionsfrom antioxidant defence and photosynthesis to growth regulation. Ascorbic acid; ascorbate oxidase; cell division; cell wall; growth; oxidative stress; photosynthesis; ozone; vitamin C