十字花科植物中主要硫代葡萄糖苷合成与调节基因的研究进展

硫代葡萄糖苷(简称硫苷)是十字花科植物中的一类重要次生代谢产物,硫苷及其降解产物具有重要的生物活性。近年来随着对模式植物拟南芥基因组序列测定的完成和功能解析的进行,人们对硫苷的生物代谢途径有了较为深入的了解,硫苷合成的调控基因也成为研究热点,尤其是在硫苷合成不同阶段分别起着重要作用的MYB、MAM、CYP79/CYP83、AOP等基因家族。现就十字花科植物中硫苷的生物学功能、主要合成与调节基因等研究进展进行了综述,并对其在十字花科作物育种上的应用前景进行了展望。     

植物黄酮醇生物合成及其调控研究进展

植物黄酮醇具有广泛生物活性,其生物合成及其调控研究日益增多,逐渐成为热点。对黄酮醇生物合成关键酶（FLS、F3H、F3′H、F3′5′H、UGT）和调控因子（如MYB等转录因子）相关的生化与分子生物学研究进展进行总结,重点对相关结构基因和转录因子对黄酮醇积累发挥关键作用的试验证据进行归纳,探索调控黄酮醇物质积累的有效途径及靶标分子,以期为利用基因工程定向积累具有重要生物学功能的黄酮醇物质提供参考。     

甜瓜性别分化的研究进展

 甜瓜（Cucumis melo L.）是植物性别分化研究的重要模式植物,近年来虽然其性别分化的机制研究取得了一定的成果,但其性别分化的调控机制尚未完全阐明。本文综述了近几年在甜瓜性别遗传规律、性别决定基因、内源激素、分子标记等方面的研究进展,并加以讨论。     

中国结球甘蓝抗病抗逆遗传育种近年研究进展

近年来，结球甘蓝枯萎病、黑腐病、根肿病等主要新型流行病害和极端低温等灾害性天气对生产的影响日益严重，培育抗病抗逆新品种对于甘蓝产业的可持续发展具有重要意义。从抗病材料鉴定与筛选、种质资源创新、抗性基因/QTL定位与克隆、优质多抗新品种培育等方面对中国甘蓝抗病抗逆遗传育种研究进行综述，指出目前存在的主要问题并对育种前景进行了展望。     

光质和光敏色素在植物逆境响应中的作用研究进展

光敏色素是植物感受外界光环境变化最重要的光受体之一,不仅参与调控植物生长发育,还介导植物对各种生物和非生物胁迫的响应。已有研究表明,光敏色素缺失会导致植物对病原菌、害虫等生物胁迫以及低温、高温、干旱、盐等非生物胁迫的抗性发生改变;改变光质（如调节红光远红光比率）可提高植物对上述逆境胁迫的抗性,并且通过水杨酸、茉莉酸和脱落酸等激素信号途径诱导植物的抗性。在系统综述近年来光敏色素在逆境响应中的作用以及防御机制研究进展的基础上,讨论了在园艺植物生产中通过利用光质和对光敏色素信号途径相关基因进行遗传改良,提高作物抗性,促进作物增产和改善作物品质的重要性。     

植物中Gibberellin 2-oxidases基因研究进展

赤霉素2–氧化酶(Gibberellin 2-oxidases,GA2oxs)是赤霉素代谢过程中的关键酶,根据底物特异性其可分为C20-GA2oxs和C19-GA2oxs两类,其中C20-GA2oxs直接作用于GA合成前体(GA12,GA53),C19-GA2oxs负责分解活性GA(GA1,GA4)及其前体(GA20,GA9)。GA2oxs由多基因编码,参与维持植物生长发育多个过程,受外源环境与内源因素严格而精密调控。研究表明GA2oxs通过调节植物体内赤霉素水平影响植物的生长发育,如株高、种子萌发、开花和结实等。主要综述了GA2oxs基因时空表达模式,生理功能,转录调控等方面的研究进展,为了解其对植物生长发育的调控机制提供参考,同时也有助于在生产实践中更好地利用其开展基因工程研究,定向培育植物新品种。     

光质对辣椒幼苗生长、光合特性及氮代谢的影响

光是植物生长发育的必需条件,为探究光质对辣椒幼苗生长发育的影响,以兴蔬215为试材,分别给予红蓝光(RB=3∶1)、红蓝紫光(RBP=3∶1∶1)、红蓝绿光(RBG=3∶1∶1)、红蓝近红外光(RBF=3∶1∶1)4种不同光质处理,以白光处理为对照(CK),测定并分析了不同光质对辣椒幼苗形态、叶片叶绿素含量、光合特性、叶绿素荧光和氮代谢的影响。结果表明,RBP处理下辣椒幼苗的株高和地上部干、鲜质量最高,同时地下部干、鲜质量均显著高于对照及其他处理。RB、RBG和RBP处理均不同程度地提高了辣椒幼苗叶片的净光合速率,其中RB处理较对照增加幅度最大。RB处理的非光化学淬灭系数(NPQ)显著高于对照及其他处理,RBP处理的单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、被单位反应中心捕获的光能(TR_o/RC)、单位反应中心用于电子传递的能量(ET_o/RC)显著高于对照和其他处理。RBF处理下的硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性显著高于对照。综上,RBP处理显著提高了辣椒幼苗叶片吸收、捕获光量子的能力,增加用于电子传递的能量,优化光能分配,增强电子传递的能力,进而提高了辣椒幼苗地上部和地下部干物质积累;结合形态指标和叶绿素荧光的综合表现,在红蓝光基础上增加紫光对辣椒幼苗生长最为有利。     

黄瓜霜霉病抗性相关基因的初步研究

 以黄瓜高抗霜霉病自交系为材料,构建了两个抑制差减文库,经反向Northern杂交筛选、测序和序列比对,筛选到3个未知功能抗病相关基因。荧光实时定量RT-PCR分析结果表明,未知功能抗病相关基因2I15（GD254229）、3C19（GD254243）和1O08（GD254207）在抗病自交系接种霜霉病病原菌后,可早期高丰度特异上调表达,而在感病自交系中特异上调表达丰度较低或被特异抑制表达。水杨酸（SA）可诱导1O08特异上调表达,抑制2I15和3C19的表达;茉莉酸（JA）处理可诱导1O08特异上调表达,而抑制2I15的表达。ABA处理可显著诱导3C19和1O08特异上调表达,而抑制2I15的表达。机械伤害、高盐、冷害和热激等其它非生物胁迫可显著抑制或诱导这些基因的表达,因此推测,所筛选到的功能未知基因可能具有参与生物和非生物胁迫反应的作用     

葫芦科作物功能基因组学研究进展

近些年,植物基因组学研究发展迅速,已进入功能基因组研究的新阶段,一些新的技术和方法不断涌现.西瓜、甜瓜和黄瓜是葫芦科重要的经济作物,其功能基因组学研究虽然起步较晚,但也取得了初步成果.综述了近几年植物功能基因组学主要研究方法如表达序列标签（EST）、TILLING技术、DNA芯片和RNA干涉（RNAi）等在西瓜、甜瓜和黄瓜上的应用概况,并展望了未来葫芦科作物功能基因组研究的发展趋势.     

植物转座子类型及其插入突变对园艺植物花发育影响的研究进展

转座子是一类广泛存在于原核生物和真核生物基因组内重复可移动的遗传元件，根据其结构和转座机制分为反转录转座子和DNA转座子。反转录转座子以mRNA分子为中间体、反转录为cDNA后再整合到基因组，其转座模式是“复制—粘贴”。DNA转座子以DNA为中间体，其转座模式是“剪切—粘贴”。两类转座子都包含有自主和非自主转座元件。作为基因组的主要构成元件，植物转座子在基因组和基因进化、结构重排、表达调控等方面发挥关键作用，进而改变植物的基因型和表现型。综述了近年来有关植物转座子结构特征、转座机制以及功能等方面的研究进展，特别是转座子插入突变改变基因活性而控制园艺植物花发育的研究进展，并对今后研究前景进行了展望，旨在为深入了解植物转座子园艺学功能提供参考。     

柑橘超量表达CsNBS-LRR通过SA信号途径增强对溃疡病抗性

克隆了柑橘CsNBS-LRR基因，分析该基因在柑橘溃疡病菌（Xcc）、水杨酸、茉莉酸甲酯诱导下的表达特征，通过在晚锦橙中超量表达验证其功能。结果表明，CsNBS-LRR的开放阅读框为3 633 bp，编码1 210个氨基酸。其在感病品种晚锦橙中受Xcc诱导下调表达，而在低感品种四季橘中上调表达；在四季橘中受水杨酸诱导明显上调表达，而晚锦橙中上调幅度较小；两品种CsNBS-LRR受茉莉酸甲酯诱导均不明显；超量表达载体转化晚锦橙获得4个阳性植株；抗性评价表明超量表达CsNBS-LRR明显提升了转基因植株对柑橘溃疡病的相对抗性（病情指数为野生型的75% ~ 88%）；转基因植株中水杨酸含量和水杨酸合成途径中关键基因转录水平明显提高；水杨酸信号途径中的PR基因转录水平也升高。综上所述，CsNBS-LRR是柑橘抗溃疡病的1个抗病基因，它可能通过对水杨酸途径的调控一定程度上增强柑橘对溃疡病抗性。     

枳感染柑橘衰退病病毒后的应答基因分析

 枳（Poncirus trifoliata L.）高抗柑橘衰退病病毒（Citrus tristeza virus,CTV）,但相关抗性机理仍不为人所知。以嫁接健康枝条的无毒枳作为对照,用Affymetrix柑橘基因芯片分析了感染CTV后枳叶片中基因的表达变化情况。结果共检测到表达量差异倍数≥ 2的基因295个,其中216个表达上调,79个表达下调。BLAST2GO分析发现,差异表达的基因中与抗逆反应相关的基因最多,乙烯、茉莉酸、赤霉素、脱落酸、生长素、水杨酸等植物激素代谢和调节相关基因为数不少,一些编码细胞壁形成或组分相关蛋白的基因差异表达明显。本研究可为揭示枳抗CTV的机理提供了转录组学线索。     

苹果BR信号转录因子基因MdBZR1的克隆及表达分析

从矮化苹果砧木Malling 9（M9）中分离1个BR信号转录因子BRASSINAZOLE-RESISTANT 1（BZR1）基因,命名为MdBZR1,其开放阅读框为888 bp,编码295个氨基酸,有5个保守结构域：核定位信号结构域NLS（MARRKPSWRERENNRRTERRR）、氮（N）端结构域（NLPKHCDNNEVLKALCLQ AGWTVEDDGT）、BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 2（BIN2）磷酸化结构域（STKISPYSSLNPSPIPS YOVSPSSSSYPSPTR）、PEST结构域（PTAATIPECDESDASTVDSGQ）和碳（C）端保守结构域（VKPWIGEK IHEVGLDDLELTLGNGKA）。系统进化树分析显示,MdBZR1与美国National Center for Biotechnology Information（NCBI）数据库中注释的苹果BZR1基因亲缘关系最近。MdBZR1在M9不同组织均有表达,在顶梢中的表达水平最高;外源BR和生长素处理促进苹果幼苗（M9和平邑甜茶）株高增长,MdBZR1表达量增加;GA处理虽也促进株高增长,但对MdBZR1的表达影响不显著。此外,半矮化砧穗组合长富2号/MM106和乔化砧穗组合长富2号/长富2号接穗中MdBZR1的表达量明显高于矮化砧穗组合长富2号/M9。因此,MdBZR1很可能对苹果树株高具有重要调控作用。     

结球甘蓝叶片卷曲过程中6个生长素相关基因的克隆与表达分析

生长素在结球甘蓝球叶向上、向内自然卷曲的过程中发挥着重要的调控作用。为挖掘重要的影响结球甘蓝叶片卷曲的生长素相关基因,通过对结球甘蓝莲座期叶片与结球期叶片的转录组进行对比分析,筛选出6个显著差异表达的生长素相关基因,分别为调控生长素动态平衡的Bo ILL6、Bo ASA1基因,控制极性运输的Bo SF21、Bo PIN4基因,参与信号转导的Bo ARF8、Bo GH3.5基因。对上述6个基因进行同源克隆,分别获得全长c DNA序列,序列分析发现6个基因均含有生长素相关的结构域。分子进化树分析发现各基因与芜菁的对应基因遗传关系最近,拟南芥次之。荧光定量PCR检测结果显示,Bo ILL6、Bo ASA1与Bo SF21的表达量变化最为显著,结球期叶片相对莲座期叶片的表达量差异均高达12倍以上,变化趋势与转录组数据分析结果基本一致,说明这3个基因可能与结球甘蓝叶片的卷曲发育密切相关。     

番茄果实中类胡萝卜素合成与调控的研究进展

番茄是果实成熟研究中的模式植物，在番茄果实成熟过程中，类胡萝卜素种类与含量变化是影响果实着色和品质的重要因子，其相关研究也备受关注。本文综述了近年来国内外学者在番茄果实类胡萝卜素合成与调控等方面的研究进展，阐述了番茄果实中类胡萝卜素的种类、分布与含量，番茄果实在发育过程中类胡萝卜素的含量变化规律，以及参与类胡萝卜素合成的关键酶和转录因子等的研究进展，并对未来该热点问题的发展方向进行了展望。     

辣椒素生物合成相关基因研究进展

辣椒素是一种仅在辣椒属植物中合成的十分重要的次生代谢产物,其生物合成受遗传和环境的双重影响。辣椒中辣椒素含量的高低决定辣度的大小。辣椒素类物质是由香草基胺与C9-C11支链脂肪酸合成,前者来源苯丙氨基酸途径,后者来源于缬氨酸或亮氨酸。参与辣椒素合成途径中目前已知的酶有:苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸水解酶(Ca4H)、对香豆酸水解酶(C3H)、咖啡酸转甲氧基酶(COMT)、氨基转移酶(pAMT)、支链氨基酸转移酶(BCAT)、β-酮脂酰-ACP合酶(KAS)、酰基运载蛋白(ACL)、酰基-ACP-硫酯酶(FAT)、去饱和酶、酰基CoA合成酶(ACS)和辣椒素合成酶(capsaicin synthase,CS)等。目前,参与辣椒素类物质生物合成的PAL、Ca4H、COMT、pAMT、KAS、ACL、FAT、ACS和CS基因已经克隆出来,相应功能也做了初步的研究。综述了辣椒素生物合成相关基因的克隆和特性研究的最新进展,并探讨了辣椒素基因研究存在的问题和今后研究的方向。     

MADS-box转录因子在果实成熟及品质形成中的调控作用研究进展

近年来关于MADS-box转录因子的研究已陆续从花器官的形成扩展至植物生长发育的全过程,其中参与果实成熟与品质调控是研究的热点之一。综述了MADS-box转录因子参与调控果实品质形成的研究进展,讨论了该基因家族在果实品质调控研究方面存在的主要问题,明确了其未来研究的主要方向。     

转录因子HY5在植物光形态建成和氮代谢中的调控作用

HY5(ELONGATED HYPOCOTYL5)是亮氨酸拉链类转录因子,是促进光形态建成的重要调控因子,参与光、激素等调控的植物根系生长、种子发芽后下胚轴伸长、色素生物合成等生长发育进程。HY5也能够促进植株地上部光合产物的运输,并能作为信号分子从地上部移动到根系,促进根系对硝酸盐的吸收运转,维持植株的碳氮平衡,实现地上部与地下部之间的信号交流。本文从植物光形态建成、内源激素信号转导、氮代谢及碳氮平衡等方面综述了近年来转录因子HY5调控作用的研究进展。     

Signaling pathways involved in mediating mitochondrial damage in diabetic kidney disease

Diabetic kidney disease （DKD） is one of the most common and serious chronic complications of diabetes and has gradually become the main cause of end-stage renal disease （ESRD）. As the center of energy and metabolism in cells， mitochondria have become the focus of the research on the pathogenesis of DKD in recent years. Current studies find that damage to mitochondria， such as DNA mutations， structural damage， oxidative stress imbalance， etc， leads to apoptosis of kidney cells， thus causing the loss of kidney function. In the process of mitochondrial damage， a series of important signaling pathways are involved， and exploring these signaling pathways would help us better understand the pathogenesis of DKD and find new therapeutic targets. In this article， the important signaling pathways associated with mitochondrial damage are reviewed.