植物类胡萝卜素的生物合成及其调控

阐述植物类胡萝卜素的生物合成途径和影响植物类胡萝卜素生物合成的因素,重点介绍该途径中的主要酶及其基因研究的进展。     

植物类胡萝卜素生物合成及其相关基因在基因工程中的应用

近年来类胡萝卜素生物合成基因的分离与功能鉴定,为应用基因工程技术改变植物体内类胡萝卜素成份和提高类胡萝卜素含量提供了新的基因资源.有关类胡萝卜素合成的生物化学及其在体内调控研究的新进展,使通过遗传操作调控植物体内类胡萝卜素生物合成途径成为可能.该文综述了类胡萝卜素生物合成途径及其相关基因的研究现状,并结合作者的工作介绍了应用转基因技术改变植物体内类胡萝卜素成份与含量的最新成功的事例.     

植物类胡萝卜素生物合成及功能

详述了植物类胡萝卜素生物合成途径,并从突破类胡萝卜素合成途径中上游瓶颈限制、类胡萝卜素代谢各分支途径的改造、提高植物细胞对类胡萝卜素物质积累能力三个方面探讨了类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程中的研究现状,最后对植物类胡萝卜素代谢的研究前景进行了展望。     

下期(11期)论文推荐

由于类胡萝卜素含量和组成的改变,能够导致植物生理和生化方面的变化。因此,植物类胡萝卜素代谢的调控机制是多元化、多层次的。天津大学农业与生物工程学院季静等研究人员对植物类胡萝卜素生物合成途径进行了综述,对近几年通过基因工程方法提高植物类胡萝卜素积累研究进行了概括。"植物类胡萝卜素生物合成及功能的研究进展"是较为综合系     

异戊二烯类植物激素赤霉素和脱落酸的代谢调控

赤霉素和脱落酸在植物生理过程中具有重要的调控作用,其生物合成途径迄今已基本阐明。赤霉素与类胡萝卜素的生物合成途径具有共同前体牻牛儿基牻牛儿基二磷酸,而脱落酸则直接来自于类胡萝卜素。参与这两种植物激素和类胡萝卜素代谢过程的大多数酶基因已经从不同植物中获得克隆;各种调控方式也随着分子生物学的研究工作而得到鉴定。本文就近年来对赤霉素和脱落酸等代谢调控机制及其与植物类胡萝卜素代谢之间关系的研究工作做简要回顾。     

类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程

类胡萝卜素具有多种生物功能,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用,如它们是合成维生素A的前体,能够增强人体免疫力和具有防癌抗癌的功效。人体自身不能合成类胡萝卜素,必须通过外界摄入;但类胡萝卜素在许多植物中含量较低,并且很难用化学方法合成。随着类胡萝卜素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控类胡萝卜素的生物合成已成为可能。本文综述了微生物和高等植物类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的克隆,以及运用这些基因通过异源微生物生产类胡萝卜素和提高作物类胡萝卜素含量的基因工程研究进展。     

类胡萝卜素生物合成相关基因的克隆及其遗传工程的研究进展

类胡萝卜素具有重要的生物学功能,尤其对人体健康有着更重要的作用,近年来一直是研究的热点。综述了类胡萝卜素生物合成途径及相关基因的分离,以及运用这些基因提高微生物和植物中类胡萝卜素含量的遗传工程研究进展。     

类胡萝卜素的生物合成途径及生物学功能研究进展

类胡萝卜素具有重要的生物学功能,一直是研究的热点。综述近十年来对植物类胡萝卜素的生物合成途径,并对其生物学功能参与光系统的组装、非光化学猝灭、基因表达、抗氧化性和维持膜的稳定性等五个方面的研究进展作一介绍。     

利用基因工程改良植物类胡萝卜素的合成

类胡萝卜素(carotenoids)是植物体内存在的一类重要天然色素物质的总称,其生物功能广泛.类胡萝卜素是人类饮食结构中重要的组成部分,并且在医药、化妆品及食品与饲料工业等方面扮演着重要的角色.类胡萝卜素还是一些维生素合成的前体,具有多种保健功能,可以提高人体免疫力,并具有抗癌的功效.目前有大量关于提高植物体内类胡萝卜素含量及定向改变其种类的研究,对类胡萝卜素代谢途径及其调控的理解是这些研究的基础.主要阐述植物天然类胡萝卜素的生物合成及利用基因工程对类胡萝卜素改良的研究进展.     

新型白化型除草剂靶标酶对羟苯基丙酮酸双加氧酶及其耐性转基因植物研究进展*

对羟苯基丙酮酸双加氧酶(ρ-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD;EC 1.13.11.27)催化生物体内对羟苯基丙酮酸与O2作用形成尿黑酸的反应,是植物体中质体醌和生育酚生物合成途径的关键酶。当其活性受到抑制时,植物体中作为类胡萝卜素生物合成途径中最终电子受体和光合链电子传递体的质体醌的生物合成受阻,进而导致类胡萝卜素合成减少,光合链电子传递受阻,致使植物体出现白化症状。目前已经开发了多种以HPPD为靶标的除草剂,该类除草剂及抗除草剂转基因植物研究具有广阔的前景。对这一新型白化型除草剂靶标酶以及耐该类除草剂转基因植物的研究进展作了简要综述。     

类胡萝卜素生物合成途径及其控制与遗传操作

类胡萝卜素在真菌和植物细胞胞液／内质网上是由乙酰CoA经甲羟戊酸途径合成的,在细菌与植物质体中由磷酸甘油醛与丙酮酸经1-脱氧木酮糖-5-磷酸途径合成。形成的异戊烯基焦磷酸经多次缩合生成第一个类胡萝卜素八氢番茄红素,再经脱氢、环化、羟基化、环氧化等转变为其它类胡萝卜素。类胡萝卜素生物合成中涉及的酶都是膜结合的或整合入膜中的。类胡萝卜素合成是通过底物可利用性与环化分支方式进行控制的。白色体到叶绿体的转变以及花与果实成熟时类胡萝卜素合成增加是在基因转录水平调节的。进行类胡萝卜素合成酶基因的转化,可增加转化体类胡萝卜素的积累。     

辣椒果实类胡萝卜素生物合成研究进展

辣椒是全世界广泛栽培的蔬菜作物之一,成熟的辣椒果实中含有α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、玉米黄质、叶黄素、隐黄质、辣椒红素及辣椒玉红素等多种不同的类胡萝卜素;由于类胡萝卜素生物合成途径存在差异调控方式,最终在辣椒果实中积累不同成分和含量的类胡萝卜素,从而导致不同辣椒果实颜色的形成。同时,辣椒果实含有的各种类胡萝卜素因具有重要保健及经济价值,也越来越受到育种家重视。本文系统概述了辣椒果实颜色与类胡萝卜素组分、类胡萝卜素生物合成途径、关键酶基因的功能及相关转录调控机制等方面的研究进展,总结了当前研究中存在的问题,并提出相应的研究展望,对今后高类胡萝卜素辣椒新品种选育、人为调控类胡萝卜素生物合成、改善辣椒果实品质具有重要的意义。     

高等植物脱落酸生物合成途径及其酶调控

脱落酸(ABA)生物合成一般有两条途径:C15直接途径和C40间接途径,前者经C15法呢焦磷酸(FPP)直接形成ABA;后者经由类胡萝卜素的氧化裂解间接形成ABA,是高等植物ABA生物合成的主要途径.9-顺式环氧类胡萝卜素氧化裂解为黄质醛是植物ABA生物合成的关键步骤,然后黄质醛被氧化形成一种酮,该过程需NAD为辅因子,酮再转变形成ABA-醛,ABA-醛氧化最终形成ABA.在该途径中,玉米黄质环氧化酶(ZEP)、9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)和醛氧化酶(AO)可能起重要作用.     

高等植物脱落酸生物合成途径及其酶调控

脱落酸（ABA）生物合成一般有两条途径：C15直接途径和C40间接途径, 前者经C15法呢焦磷酸（FPP）直接形成ABA;后者经由类胡萝卜素的氧化裂解间接形成ABA, 是高等植物ABA生物合成的主要途径。9-顺式环氧类胡萝卜素氧化裂解为黄质醛是植物ABA生物合成的关键步骤, 然后黄质醛被氧化形成一种酮, 该过程需NAD为辅因子, 酮再转变形成ABA-醛, ABA-醛氧化最终形成ABA。在该途径中,玉米黄质环氧化酶（ZEP）、9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）和醛氧化酶（AO）可能起重要作用。     

植物叶色形成调控机制研究进展

彩叶植物具有色彩鲜艳、观赏期长等特点,有助于提高城市绿化的观赏性.叶绿素、类胡萝卜素和花青素等天然色素的含量变化使叶片产生绿色、黄色、白色和紫红色等颜色,3种色素在光反应、响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用.本文对影响叶绿素、类胡萝卜素和花青素生物合成途径遗传调控和外部环境因子综述,为解释叶片呈色机制提供理论基础.现有...     

植物类胡萝卜素代谢工程与应用

类胡萝卜素是人类所需要的重要营养成分之一,不仅具有抗氧化、预防肿瘤和心血管等疾病的作用,而且还是人体合成维生素A的前体。全球大约有280万～330万学龄前儿童出现维生素缺乏（vitaminAdeficiency,VAD）的临床症状;近2亿儿童处于半缺乏状态。通过对植物类胡萝卜素生物合成途径的解析,以及对参与这一代谢过程的酶及其调控机制的深入了解,目前已经可以通过基因工程在主要农作物中组织特异性地促进类胡萝卜素的合成与积累。从理论上已经可以利用转基因植物来减少VAD的出现。该文简要回顾近年来这一领域的研究进展。     

八氢番茄红素脱氢酶的研究进展北大核心CSCD

类胡萝卜素是一类超过700种的萜烯基团类不饱和化合物的总称,根据结构可分为胡萝卜素族和叶黄素族,具有较高的营养价值。八氢番茄红素脱氢酶是类胡萝卜素生物合成途径中的首要限速酶,它参与催化无色的八氢番茄红素转变成有色类胡萝卜素,发挥着中心调控作用。不同生物源的八氢番茄红素脱氢酶在功能上呈现多样性,在大多数蓝细菌,藻类和高等植物的类胡萝卜素生物合成途径中,由Crt P,Crt Q和异构酶Crt H或PDS,ZDS和异构酶Z-ISO、Crt ISO共同参与番茄红素的形成,而在大多数微生物中只有Crt I-type一种酶来完成八氢番茄红素的脱氢反应,且根据脱氢步骤的不同分别可生成链孢红素、番茄红素或脱氢番茄红素。本文阐述了不同生物源八氢番茄红素脱氢酶的基因分离与鉴定,功能多样性及表达调控机制等最新研究进展,并进行了进化分析,为八氢番茄红素脱氢酶的深入研究及利用基因工程策略生产类胡萝卜素的应用提供重要信息。     

类胡萝卜素代谢工程

类胡萝卜素能预防癌症和慢性病,并有很强的肿瘤抑制活性,对人体健康有着重要作用,其药用潜力引起人们极大关注。迄今已发现600多种天然类胡萝卜素,但绝大部分都是痕量中间产物,很难用化学法生产。大量类胡萝卜素生物合成基因的克隆为在细菌、酵母和植物中异源生产结构多样类胡萝卜素提供了基础。     

β-胡萝卜素的生物合成与发酵促进剂

本文论述了β－胡萝卜素的生物合成途径及某些发酵助剂对微生物产β－胡萝卜素的影响。据对甘些植物和真菌产生β－胡萝卜素的研究,认为β－胡萝卜素及相关类胡萝卜素是一类自己酰ＣＯＡ开始的次生代谢产物。通过大量的研究实例表明,添加合适的发酵促进剂是提高β－胡萝卜素产量和降低生产成本非常有效的工艺学途径。     

合成微生物技术促进类胡萝卜素产品的高效合成

类胡萝卜素是一类重要的天然色素,因其具有多种生物功效,应用非常广泛。首先对类胡萝卜素的天然合成途径进行了介绍,总结了类胡萝卜素相关产品应用及目前的生产方式,着重介绍了番茄红素、β-胡萝卜素和虾青素等产品微生物发酵法的制备方法在菌株和途径构建上的最新研究成果。重点对类胡萝卜素生物合成产业化面临的主要问题进行了分析讨论,并提出一些建议供相关产业进行参考。