UGPase和反义4CL基因对转基因烟草纤维素和木质素合成的调控

用根癌农杆菌介导法将源于紫穗槐的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）基因、反义4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）基因以及两者的双价基因分别转移至烟草中。PCR和Southern杂交检测证实外源基因已整合到转基因烟草基因组中。测定全纤维素和Klason木质素含量的结果显示,增强UGPase基因的表达可提高转基因植株的纤维素含量,但对木质素含量没有影响;抑制4CL基因的表达可显著降低转基因植株的木质素含量,但对纤维素含量没有影响;转移双价基因的转基因植株中纤维素含量增加而木质素含量降低。     

光对水稻(Oryza sativa)幼苗乙醇酸氧化酶活性的影响

水稻黄化幼苗用白光照射3～5小时后可诱导出乙醇酸氧化酶活性。绿色水稻幼苗在黑暗中乙醇酸氧化酶活性逐渐下降以至消失,再给以照光又恢复酶活性。亚胺环己酮对光的诱导及再诱导均有抑制作用。在黑暗中真空渗入乙醇酸于黄化幼苗可诱导出乙醇酸氧化酶活性,渗入乙醇酸加FMN能使酶活性迅速增强。弱的白光以及红、绿,蓝光均有诱导作用。因此认为光的诱导作用是使黄化幼苗形成乙醇酸——作为诱导物,以诱导乙醇酸氧化酶的新合成。光也可以加速叶组织内FMN的合成,从而提高乙醇酸氧化酶的活性。     

毛脉酸模根中一新的色原酮苷类化合物

从毛脉酸模根(Rumex gmelini Turcz.)75%乙醇提取物中分离得到1个新色原酮苷和5个已知化合物,应用波谱学方法及文献对照分别鉴定为2,5-dimethyl-7-hydroxychromone-7-O-β-glucopyranoside (1),nepodin-8-O-β-D-glucopyranoside (2),10-hydroxyaloin A (3),10-hydroxyaloin B (4),5-methoxyl-1(3H)-benzofuranone-7-O-β-D-glucopyranoside (5),phenylethyl-O-α-L-arabinopyranosy-(1→6)-O-β-D-glucopyranoside (6). 其中化合物1为新化合物,3～6首次从酸模属中分离得到,化合物2首次从该植物中分离得到.     

以掷孢酵母作为伴生菌产生VC前体KGA的研究

以掷孢酵母作为伴生菌与氧化葡萄糖酸杆菌组成新混菌体系,通过测定生长代谢曲线,对其产酸性能和特点进行了研究。结果表明：相同条件下,新菌系产酸能力高于现有菌系,酸量增加5-7mg/ml,发酵周期缩短6-8h,酸转化率提高3-4%,最高产酸点pH值下降约0.5个单位,表现出较大的产酸潜力和可修饰性。     

水杨酸和茉莉酸甲酯对丹参幼苗叶片显微结构、光合及非结构糖积累的影响

研究了水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理对丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)幼苗叶片显微结构、叶片光合能力及幼苗中非结构糖积累的影响.结果显示:SA处理增加了丹参幼苗叶片气孔密度;叶肉细胞排列紧密、体积减小,叶肉细胞内叶绿体数目减少,但叶绿体体积增大,叶绿体基粒片层结构的数目增加;叶片中叶绿素a、b含量、叶气孔导度、蒸腾速率以及净光合速率均增加;同时,幼苗根中和叶片中酸性转化酶活性降低,幼苗地上部分蔗糖含量及可溶性糖总量显著高于对照.MeJA处理减少了叶片气孔密度,气孔发育畸形;叶肉细胞间隙增大,栅栏细胞层数减少,叶肉细胞内叶绿体数目减少,叶绿体体积减小,叶绿体基粒片层结构被破坏;叶片中叶绿素a及类胡萝卜素含量、叶片的净光合速率低于对照,叶气孔导度、蒸腾速率增强;同时,幼苗根中及叶中酸性转化酶活性增加,幼苗根中蔗糖含量及可溶性糖总量显著低于对照.可见,SA处理能促进植物叶片显微结构发育,增强叶片光合能力,抑制蔗糖降解并促进蔗糖积累;而MeJA处理则破坏了植物叶片显微结构,降低了叶片光合能力,促进了蔗糖降解并减少蔗糖积累.     

茉莉酸信号转导突变体ber15的分离和基因克隆表明油菜素内酯的合成影响茉莉酸信号转导

bestatin是一种氨肽酶抑制剂,能够激活茉莉酸信号转导途径而诱导抗性相关基因的表达,从而为用化学遗传学手段解析茉莉酸途径提供了一个有效的工具。ber15是我们鉴定到的一个对bestatin不敏感的拟南芥突变体,随后的研究表明该突变体对外源茉莉酸的敏感性也明显降低,表明相应的野生型基因BER15在茉莉酸信号转导中起重要作用。图位克隆结果表明BER15编码一个细胞色素P450单加氧酶,是植物激素油菜素内酯合成途径中的一个关键酶。对BER15基因功能的深入研究将会为了解油菜素内酯的合成与茉莉酸信号途径间的互作关系提供证据。     

茉莉酸对小麦幼苗UV-B抗性的生理学效应研究

以小麦品种‘西农88’(Triticum aestivum L.,cv.Xinong 88)为材料,研究了外源施加不同浓度茉莉酸(1、2.5、5、10 mmol/L)对UV-B辐射(1.5 kJ·m-2·d-1)下小麦幼苗光合色素、抗氧化酶、丙二醛、游离脯氨酸、紫外吸收物、花青素、根系活力等生理指标以及对其生长的影响,探讨了茉莉酸在UV-B辐射胁迫中的可能作用及其作用机制.研究结果表明,外源茉莉酸对小麦幼苗生理指标产生显著影响,并且表现出浓度效应,其中较低浓度的茉莉酸(1 mmol/L和2.5 mmol/L)能明显提高小麦幼苗的UV-B抗性.表现为低浓度茉莉酸显著提高UV-B辐射下小麦幼苗叶片中的总叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.并且外源施加的茉莉酸还能够增加小麦幼苗的游离脯氨酸含量,降低脂质过氧化水平,提高花青素含量,增强根系活力.可见,茉莉酸通过提高小麦幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物含量以及保护性色素含量,从而缓解膜脂过氧化程度和提高防御物质含量,进而增强植物抵抗UV-B辐射胁迫的能力,保证小麦幼苗正常生长.     

高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个酶.在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位.结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生.讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料.     

不同碳源生物转化合成L-亮氨酸的代谢计量分析

目的:建立黄色短杆菌利用不同碳源生物合成L-亮氨酸的代谢网络模型,并进行代谢网络计量分析.方法:通过对所构建的L-亮氨酸代谢网络模型进行途径分析,确定以果糖、葡萄糖、蔗糖或木糖为碳源时L-亮氨酸生物合成的基元模型、最大理论产率和不同模型的呼吸熵.结果:通过途径分析得到了L-亮氨酸生物合成的基元模型.以果糖、葡萄糖、蔗糖和木糖为碳源时L-亮氨酸的最大理论产率均为66.7%,其对应的最大呼吸熵分别为18、16、19、18.结论:L-亮氨酸理论得率与碳源种类无关;呼吸熵增加,能够有效提高L-亮氨酸合成代谢流,限制菌体量的过量生成.与其他碳源相比,蔗糖能够避免碳架溢流出现,合成L-亮氨酸能量代谢需求低;而葡萄糖能够较好地满足菌体生长和产酸的需求.     

利用代谢组学研究血流剪切力对内皮细胞类二十烷酸代谢产物的影响

本文旨在研究血流剪切力对内皮细胞多不饱和脂肪酸产生的类二十烷酸代谢产物的影响,以阐明不同模式的血流剪切力对内皮细胞功能的影响及机制。首先,分别给予人脐静脉内皮细胞对照静止(Static)、层流型剪切力(laminar shear stress,LSS)、振荡型剪切力(oscillatory shear stress, OSS)处理6 h后,用新鲜的M199培养液孵育内皮细胞3 h,利用超高效液相色谱-质谱联用技术检测孵育培养液中内皮细胞分泌的类二十烷酸代谢产物的水平。结果显示:在不同的血流剪切力作用下,类二十烷酸代谢的水平有显著改变。我们筛选出OSS组相对于LSS组显著上调的10种代谢物,包括由环氧合酶产生的代谢产物PGD2、PGE2、PGF2α以及PGJ2,由脂氧合酶或自发氧化作用产生的11-HETE、15-HETE、13-HDoHE,以及由细胞色素P450氧化酶和可溶性环氧化物水解酶产生的12,13-EpOME、9,10-EpOME、9,10-DiHOME,并从离体和在体水平验证了类二十烷酸代谢酶mRNA表达水平升高。以上结果表明OSS可能通过上调代谢酶基因的转录水平促进类二十烷酸代谢产物的升高,从而在动脉粥样硬化发生与发展中起关键作用。本研究利用代谢组学技术从整体上研究了类二十烷酸代谢产物对血流剪切力的响应,为血流动力学的系统生物学研究做出了重要的补充。