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。     

bZIP转录因子调控植物次生代谢产物生物合成的研究进展

植物次生代谢产物是通过次生代谢产生的一类小分子有机化合物,是植物适应环境的表现,次生代谢产物也是重要药物和化工原料的来源。bZIP转录因子是普遍存在于真核生物中的一类多基因家族,可有效调控植物次生代谢产物的生物合成。本文概述了植物bZIP转录因子的结构和类型,重点阐述了bZIP转录因子调控萜类、黄酮类和生物碱等植物次生代谢产物生物合成的研究进展,并对研究前景进行了展望。深入探讨bZIP转录因子的调控机制,有助于利用基因工程技术优化植物次生代谢途径,提高次生代谢产物的含量,在新药创制、工农业生产等方面具有广泛的应用前景。     

植物次生代谢及其与环境的关系

人类对植物次生代谢产物（天然产物）的早期研究源于它们的应用价值,近些年来人们越来越认识到植物次生代谢产物广泛的生物学效应,开始重新评价这些化合物在植物生命活动以及生态系统中可能扮演的角色。植物的次生代谢是植物在长期进化中与环境（生物的和非生物的）相互作用的结果,次生代谢产物在植物提高自身保护和生存竞争能力、协调与环境关系上充当着重要的角色。介绍了植物次生代谢及其产物的特点,概述了植物次生代谢与温度、水分、光照、养分、CO2浓度、UV-B辐射、环境污染等非生物环境以及与化学防御、化感作用、菌根共生、微生物病害的关系。研究植物次生代谢与环境的关系,可以从更深的层次发掘植物与环境的内在联系,为全面、深入认识植物与环境的相互关系提供新的研究途径,同时也有利于人类更有效、合理地利用植物的次生代谢产物。     

次生代谢产物与植物抗病防御反应

次生代谢产物是由植物次生代谢产生的许多结构不同的小分子有机化合物,它们广泛参与植物的生长、发育、防御等生理过程。次生代谢产物在植物的抗病防御反应中发挥着重要作用,可以作为生化壁垒防御病原物侵染,还可以作为信号物质参与植物的抗病反应;在植物与病原物互作中,植物合成新的抗菌物质植保素,原有的抗菌物质也会增加。植物次生代谢产物的积累受到病原物、发育,环境等多种因素的调节。本文重点介绍次生代谢产物在植物抗病防御中的相关作用以及影响其合成的各种因素。     

几种重要植物次生代谢防御反应物质的生物合成途径及分子调控机制研究进展

参与植物防御反应相关的次生代谢产物主要有酚类、萜类和生物碱类.近几年,随着转录组学、蛋白组学及新的分子生物学技术的广泛应用,极大地推进了植物次生代谢防御反应物质调控机制的研究进展.我们从这几类次生代谢物质的合成途径及其参与植物防御反应的分子调控机制两大方面进行概述,重点介绍这三类具有防御作用的次生代谢产物的生物合成途径、参与介导植物防御反应的相关信号分子及其转录调控机制,为正确认识植物次生代谢防御反应提供理论据.     

虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的研究进展

昆虫对植物的取食活动可以激活植物的防御反应,诱导植物通过调控自身的代谢网络合成防御性次生代谢产物,抵御外界不良刺激。虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物及其机制研究已成为近年来的研究热点之一。现对虫害诱导的植物防御性次生代谢产物、昆虫危害产生的各类激发子、植物对激发子的识别、虫害应答相关的信号转导通路及其对次生代谢物质积累的调控进行了综述,可为虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的机制研究提供参考,为植物虫害防治研究、植物次生代谢物质的生产和利用提供理论依据。     

真菌次生代谢产物多样性及其潜在应用价值

从生物间的协同进化和微生物次生代谢产物的功能意义原理出发,本文侧重介绍了与植物和昆虫密切相关的一些真菌及其次生代谢产物在医药和农用新药物开发应用中的潜在价值。     

植物组织培养生产有用次生代谢产物的研究进展

本文论述了植物组织培养生产次级代谢的研究进展,对一些主要问题进行了讨论和展望,包括：影响主次生代谢产物的因素、提高产量的途径、生物反应器技术的应用等。     

丁香属次生代谢产物及其与系统演化和地理环境的关联

环境塑造的植物次生代谢产物富于变化,也可能带有系统演化的信息。由于完整或具有系统学代表性的专属植物收集存在较大困难,使得次生代谢产物与系统学的关联研究尚不多见。通过文献汇总获得了存在于丁香属(Syringa)植物根、茎、叶和花中的10类377个次生代谢产物,主要涉及甲戊二羟酸途径、脱氧木酮糖磷酸酯途径以及莽草酸途径。在...     

乙烯对植物次生代谢产物合成的双重调控效应

植物次生代谢产物是人类重要的药物及化工原料来源, 其产生与植物正常的生长发育及对环境的适应密切相关, 并受到多种因素的调控。乙烯作为一种植物内源激素, 广泛参与植物的生长、发育、抗逆和次生代谢产物合成等重要生理过程的调控。该文综述了乙烯的信号转导机制及其调控作用; 重点归纳了乙烯对植物次生代谢产物形成所表现出的双重调控效应, 即在一定浓度范围内, 乙烯对植物次生代谢产物的合成起促进作用, 低于或超过该浓度范围则起抑制作用; 并对今后该领域的研究方向进行了展望。     

Ri质粒介导的毛状根体系建立及其在植物次生代谢产物合成中的研究进展

发根农杆菌Ri质粒可诱导植物产生毛状根体系,该体系具有遗传性状稳定且增殖速度快的特点,可用于药用植物次生代谢产物的生产研究,为利用生物反应器技术进行药用植物有效成分工业化水平的发酵培养开辟了新途径。本文主要综述了发根农杆菌Ri质粒介导的植物毛状根体系遗传转化机理,并对毛状根体系在药用植物次生代谢产物生产中的研究现状进行了深入分析,为从基因水平上调控植物次生代谢产物的合成提供新思路。     

药用植物次生代谢的生物学作用及生态环境因子的影响

药用植物的很多有效成分为植物的次生代谢产物,包括生物碱、萜类、酚类、甙类等。这些次生代谢产物在植物的生理调节、自身保护、生存竞争、协调与环境关系等生命活动的许多方面均起着重要作用。各种生态环境因素包括光、温度、土壤、空气以及生物因素均影响到药用植物的次生代谢过程。对药用植物次生代谢成分与生态环境因素的关系进行研究有利于揭示药用植物药用有效成分地域性差异的原因,可为药用植物的育种、栽培提供理论依据。     

植物次生供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。     

植物细胞培养生产次生代谢物新进展

第七届国际植物组织及细胞培养大会于1990年6月24日至29日在荷兰阿姆斯特丹召开。大会分为四个大的专题,即基因操作与快速繁殖;形态发生及初生代谢;次生代谢产物;生物技术与发展中国家。其中次生代谢产物这一专题有大会报告34篇,展出墙报199篇,笔者之一参加了这一专题的讨论。本文就这一领域的进展情况作一简要介绍。     

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。     

内生菌对植物次生代谢产物的转化

近年研究发现许多药用植物中的活性成分产量低下或副作用大、不利于人体吸收,而内生菌存在于健康植物的组织或器官中,可以对植物次生代谢产物进行转化且具有条件温和、专一有效、收效率高等特点。本文主要对近几年内生菌对植物次生代谢产物转化的研究进行综述和展望,以期为内生菌资源的开发和利用提供参考价值。     

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     

地衣次生代谢产物及其生物活性研究进展

地衣是一类独特的生物有机体,其体内合成了多种特殊的次生代谢产物,主要为缩酚酸、缩酚酸环醚、缩酚酮、二苯并呋喃等类化合物。这些次生代谢产物具有多样的生物活性,包括抗氧化、抗辐射、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、植物生长抑制和昆虫拒食等活性。本文对近40年来有关地衣化学及生物活性方面的研究进行综述,为地衣资源的进一步研究和开发提供参考。     

植物次生代谢途径的遗传操作

植物次生代谢产物种类极其丰富,是人类的宝贵资源,这些产物及其合成途径相关酶具有空间特异性分布的特征。植物次生代谢途径的调控是个复杂的过程,受代谢产物水平、多酶复合物相互作用等多种因素的影响。通过遗传操作改造代谢过程,调控产物在植物体内的含量,是一条切实可行和具有广阔发展空间的途径。目前,改造植物次生代谢途径可以采取单基因操作和多基因操作两种策略进行。     

丛枝菌根真菌对植物次生代谢的影响

丛枝菌根(AM)是自然界中分布最为广泛、最为重要的一类菌根,许多研究已经观察到丛枝菌根真菌与植物次生代谢的相关性,丛枝菌根真菌能够直接或间接地影响植物的次生代谢过程。植物的次生代谢产物主要分为萜类物质、酚类物质和含氮化合物(主要是生物碱)三大类群,该文简要介绍了丛枝菌根真菌对这3类植物次生代谢产物的影响。丛枝菌根真菌与萜类物质代谢关系的研究比较细致和深入,有些工作已经从细胞及分子水平探讨其间的作用机制,如Blumenin、类胡萝卜素等。丛枝菌根真菌与酚类物质代谢关系的研究也比较深入,其中具有特殊功能的酚类物质——植保素、细胞壁酚酸、类黄酮/异类黄酮等倍受关注。目前有关丛枝菌根真菌与生物碱关系的研究相对较少,不过现有的研究表明,菌根的形成有助于生物碱积累。