植物基因表达的代谢调控

通过分析代谢物、激素和环境因素对植物几种基因表达的影响,就植物基因表达的代谢调控进行了讨论,提出了开展有关这方面研究的一些设想。     

植物叶片衰老过程中的基因表达与调控

衰老是一种器官或组织逐步走向功能衰退和死亡的变化过程〔１〕。它除了代表器官或组织生命周期的终结之外,在发育生物学上也有着重要的意义。叶片的衰老是植物的一个重要发育阶段。在这段时期内,植物在成熟叶片内积累的物质,包括大量的氮、碳有机化合物和矿物质,将被分解并运送至植物其它生长旺盛的部分,其中大部分被转移到种子内,为下一代的生长做好准备〔１１〕。对于产生种子的作物,包括绝大多数农作物,这种转移使营养重新分配,对植株保持正常的生长发育与繁殖是十分必要的〔３〕。衰老过程中,叶片细胞在组成成分上有很大的变…     

植物基因表达调控的机制：核因子作用

植物基因表达调控的机制：核因子作用邵宏波（四平师范学院生物工程研究所四平１３６０００）１引言真核生物的转录启始是由顺式作用的ＤＮＡ基序（ｅｔｓ－ａｃｔｉｎｇＤＮＡｍｏｔｉｆ）与反式作用的蛋白质因子（ｔｒａｎｓ－ａｃｔｉｎｚｎｒｏｔｅｉｎｆａｃｔｏｒ）...     

植物氮代谢硝酸还原酶水平调控机制的研究进展

氮代谢是植株体内最基本的物质代谢之一,硝酸还原酶是植物氮代谢的关键酶。主要对植物氮代谢在硝酸还原酶水平上调控的研究新进展,尤其是其合成／降解及活性调控机制进行了较为系统的综述。硝酸还原酶合成的调控主要发生在转录水平和翻译水平上,硝酸还原酶降解的调控主要发生在翻译后水平上,同时NO3^-及光在硝酸还原酶转录水平调控上的作用重大,硝酸还原酶编码基因转录的mRNA的稳定性强弱影响植物的氮代谢,而影响mRNA稳定性的因素很多,机理复杂;磷酸化／去磷酸化在硝酸还原酶活性调控中占举足轻重的地位,研究也比较深入。钝化蛋白也能够影响硝酸还原酶活性,许多小分子物质对硝酸还原酶活性有影响。     

植物基因的特异表达与调控

许多基因的表达调节是在转录水平上进行的。基因特异表达的顺式和反式作用因子的研究为探讨基因表达调节机制积累了必要的资料,对基因表达精细的细胞定位具有重要的理论意义和应用意义。     

植物组蛋白赖氨酸化修饰参与基因表达调控的机理

组蛋白共价修饰作为表观遗传修饰的重要部分,主要包括乙酰化和甲酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和SUMO化等,它们形成一个复杂的网络共同调控基因的表达,其中组蛋白甲基化修饰成为研究的热点,甲基化主要发生在赖氨酸残基上。近年来,随着有关植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰研究的不断深入,发现其通过改变自身赖氨酸残基的甲基化状态和甲基化程度,形成转录激活或者转录抑制标记,调控基因的表达,在植物开花和逆境胁迫的响应过程中起着至关重要的作用。H3组蛋白的赖氨酸甲基化修饰能够调控FLC基因和有关抗性基因的表达,具体表现为:H3K4的三甲基化促进FLC的表达,H3K27的三甲基化则抑制FLC的表达;H3K4me3作为转录激活标记,可激活PtdIns5P基因的表达,启动响应干旱的脂质合成信号通路,响应干旱胁迫;相反,H3K27me3作为一种转录抑制标记,低水平的H3K27me3诱导COR15A和ATGOLS3基因表达,它们分别编码叶绿体低温保护蛋白Cor15am和肌醇半乳糖合成酶GOLS,以抵抗寒冷胁迫。文章主要综述了植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰参与DNA甲基化、开花过程以及应答逆境胁迫的分子机制。     

植物的糖信号及其对碳氮代谢基因的调控

介绍了植物蔗糖和已糖转运蛋白（SUT,HXT）及各自糖转运功能与调控,总结了不同糖类的胞内信号转过程及其对碳,氮代谢基因表达调控的最新研究进展,同时分析了蛋白激酶如已糖激酶（HXK）,SNF1相关激酶（SnRK1)等在植物糖信号转导中的作用,以及糖信号与氮信号的互作及对同化物分配的调控。     

植物次生代谢,离体培养条件下次生代谢生物积累及其调控研究进展

简述了高等植珠的几大类次生代谢产物及其合成途径,采用了大量研究实例以说明运用细胞工程生产代谢物的可能性,指出提高植物培养细胞中次生代谢物产量的各种调控途径。     

脱落酸（ABA）诱导基因表达的调控元件

本文详细介绍了脱落酸（ABA）诱导诱导基因表达的各种调控元件及各调控元件间的相经作用和关系,综述了近年来对ABA诱导基因表达的调控元件的研究进展。     

植物细胞次级代谢产物生产条件的调控

概述了培养基成分,供氧情况,诱导子,PH值和生物反应器的类型对植物细胞次生代谢物的产量及质量的影响。介绍了此研究领域的发展趋势及存在问题。     

Ti质粒T区基因4的分离及其在高等植物中的表达

根癌农杆菌Ti质粒的T区DNA上带有致瘤基因,其基因4编码细胞分裂素合成酶。以pGV 354(pBR 322质粒中插有Ti质粒C 58 T区DNA的HindⅢ15-HindⅢ22大片段)重组质粒出发,我们分离了基因4,并通过基因载体pGV 3850引入了高等植物。结果证明基因4能促使烟草、向日葵,石刁柏等转化组织分化长芽。DNA分子杂交表明,转化的烟草中有正常植物所没有的基因4同源片段存在。     

羟泰米酚对着床前小鼠子宫雌激素受体基因表达的调节作用

给怀孕第三天小鼠注射羟泰米粉,可使子宫雌激素受体基因表达明显发迹与给药前比较,６和１２小时组ＥＲｍＲＮＡ显著减少,与不同时间各自的对照组比较,这二个时间组的数值也显著降低;同时还观察到２４小时组ＥＲｍＲＮＡ明显增加,与以往分析雌激素受体蛋白水平的结果比较,可以看出ＥＲｍＲＮＡ与胞浆ＥＲ的动态变化具有一致性。     

N-氨甲酰基氨基酸水解酶在毕赤酵母中的表达

N-氨甲酰氨基酸水解酶是乙内酰脲酶系的组成部分,催化N-氨甲酰氨基酸水解为相应氨基酸。节杆菌BT801的N-氨甲酰氨基酸水解酶是该菌乙内酰脲酶系中惟一具立体专一性的酶,也是整个反应体系的限速酶。通过PCR从携带乙内酰脲酶系完整操纵子的亚克隆质粒pUC18-169上扩增得到N-氨甲酰氨基酸水解酶基因(hyuC)片段,连接到载体pPIC3.5K上,经BglⅡ酶切线性化,通过PEG法转化导入毕赤酵母GS115感受态细胞,利用G418抗性筛选得到插入多拷贝目的基因的转化子。酶活性分析表明所得转化子具     

花椰菜花叶病毒(CaMV)的基因表达调控

花椰菜花叶病毒（CaMV）是一种具有重要经济价值和生物学意义的植物双链DNA病毒,它有7个开放阅读框（ORF）,其中6个呆各自编码一种蛋白产物。35S启动子区域含有3个转录因子专一的结合位点;RNA多腺苷化位点具有AAUAAA特征序列,它和其上游序列对35SRNA的加工和翻译有影响作用;下游ORFI在转录激活因子存在时可被翻译。由此表明,CaMV的表达调控表现在不同调控机制工作的基础之上。     

RNA原位杂交技术及其在植物基因表达研究中的应用

原位杂交 ( In situ Hybridization)是一种在细胞水平上研究基因表达调控的最直接有效的分子生物学技术。这一技术最初应用于动物染色体上的基因物理定位 〔1〕和特定 m RNA在组织中的空间定位〔2〕,后来又作为诊断工具检测感染病毒的细胞 〔3〕。到 80年代后期 ,原位杂交技术开始应用于植物基因表达调控的研究 〔4～ 6〕。植物基因的时空表达研究是探讨植物生长发育机制的重要手段。由于 RNA原位杂交技术能够精确确定基因表达的时空分布 ,而得到了越来越广泛的应用 ;从营养器官生长发育〔7～ 9〕、生殖器官生长发育〔10～ 13〕、自交不…     

高等植物性别分化研究的某些进展

高等植物性别分化研究的某些进展邵宏波（四平师范学院生物工程研究室吉林四平１３６０００）关键词高等植物,性别分化,基因表达ＳＯＭＥＡＤＶＡＮＣＥＳＩＮＴＨＥＳＥＸＵＡＬＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＴＩＯＮＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＨＩＧＨＥＲＰＬＡＮＴＳ￥Ｓｈａｏ...     

C-myc基因表达调控的研究

本文利用cDNA探针,以Southern杂交在C-myc 5′上游区域发现了一段活跃转录的序列(文中称“旁侧基因”)。对该基因克隆及进一步分析表明,能与cDNA杂交的序列存在于距C-myc 5′端约2.4kb的Sma Ⅰ片段中。Northern杂交显示,该旁侧基因在不同组织均有表达,产物为5.8kb,推断该基因为15～3.5kb。以旁侧基因部分序列为探针,在不同种属的基因组中检测出单拷贝序列,提示该基因在进化上的保守性。RNase Mapping分析发现此旁侧基因与C-myc转录方向相同,转录终止在C-myc5’上游约2.4～3.4kb区域。根据基因领域效应及本文结果,我们推测,在正常细胞中,由于旁侧基因的领域效应,使C-myc保持相对静止状态,而在肿瘤细胞中,染色体转位或原病毒插入,破坏了旁侧基因的领域效应,使C-myc表达增高。     

CELL POSITION-DEPENDENT RECIPROCAL FEEDBACK REGULATION OF TYPE I COLLAGEN GENE EXPRESSION IN CULTURED HUMAN SKIN FIBROBLASTS

In order to investigate possible cell positional effects on the gene expression of human dermal fibroblasts, the authors cultured the cells on non-coated polystyrene culture dishes, type I collagen-coated dishes, or collagen gels formed by type I collagen, or suspended them in type I collagen gels and measured collagen synthesis by the cells. The production rate of type I collagen was similar whether cells were cultured on non-coated polystyrene or on type I collagen-coated dishes, but it was suppressed significantly when the cells were placed within the collagen gel matrix. Time-dependent expression of genes for α1(I) and α2(I) collagen chains was measured by Northern blot analysis. A significant increase in mRNA levels for these chains was observed when the cells were cultured for three days on type I collagen-coated dishes or on collagen gels. On the other hand, a significant decrease in the mRNA levels was observed after 2 days and later, when the cells were cultured within type I collagen gel matrix. These results indicate that human dermal fibroblasts recognize their position on or in type I collagen (extracellular matrix) and respond by changing their expression patterns of type I collagen chain genes. The results of the kinetics of gene expression also suggest that upregulation and downregulation of type I collagen genes are controlled by different mechanisms.     

紫杉醇生物合成途径及调控研究进展

本文综述了紫杉醇的生物合成途径、代谢调控及基因工程方面的研究进展,总结了代谢调控与基因工程方法提高红豆杉属植物细胞培养紫杉醇合成量的研究状况,并在探讨生物合成途径理论的基础上,对紫杉醇生物合成的限速步骤进行了阐述,指出解决侧链合成的根速步骤问题会显著提高紫杉醇的生物合成量。