巴西橡胶树橡胶生物合成调控的研究进展

天然橡胶的生物合成是一种典型的植物类异戊二烯的次生代谢途径.本文介绍了天然橡胶类异戊二烯生物合成过程中的关键酶,阐述了割胶、乙烯及茉莉酸对巴西橡胶树天然橡胶生物合成关键酶及相关基因的影响,提出了新型刺激剂的发展方向.     

类异戊二烯的生物合成及调控

类异戊二烯是天然物质中化学结构较多的一类化合物.本文阐述了类异戊二烯生物合成的途径和该途径中主要的酶,同时也介绍了酶基因及其调控的研究进展.     

植物类胡萝卜素生物合成及其调控与遗传操作

类胡萝卜素是生物体内通过类异戊二烯途径合成的、自然界广泛存在的一大类天然色素物质的总称。近年来,类胡萝卜素生物合成基因的分离和功能鉴定与有关类胡萝卜素生物合成调控机制研究的新进展,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。本文主要综述了近年来类胡萝卜素生物合成及其调控研究的进展,并介绍了应用转基因技术改变植物体内类胡萝卜素成分与含量的成功事例。     

巴西橡胶树胶乳基因表达

天然橡胶（顺式-1，4-聚异戊二烯）是巴西橡胶树（Hevea brasiliellsis Muell．Arg．）乳管中合成的一种具有众多工业用途的高分子聚合物。就胶乳中的特异性或高丰度基因而言，它们在橡胶生物合成中可能起着十分重要的作用。本研究构建了来自巴西橡胶树胶乳的cDNA文库．并通过cDNA克隆的单向部分测序对胶乳中基因的表达进行了研究。通过序列分析共鉴定出245个表达序列标签（ESTs），其中57％与公共数据库中的已有序列具有不同程度的同源性。在数据库中能找到同源     

天然橡胶产业链概述

<正>1天然橡胶概况通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。巴西橡胶树原产于巴西亚马逊河流域马拉岳西部地区,喜高温、高湿、静风、沃土,现已布及亚洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲40多个国家和地区,主要种植在东南亚。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的     

激素对巴西橡胶树橡胶生物合成的调控

利用植物激素等化学调控技术，调节巴西橡胶树的产胶和排胶过程，是天然橡胶生产和理论研究的重要内容。介绍了乙烯、茉莉酸、亚麻酸等3种不同激素对天然橡胶生物合成的影响，重点分析了乙烯、茉莉酸对天然橡胶生物合成的调控作用，讨论了新型安全高效采胶刺激剂的发展方向。     

巴西橡胶树小橡胶粒子蛋白基因5''调控序列的克隆及功能初步鉴定

法尼基焦磷酸合酶是异戊二烯生物合成途径中的一个关键酶,根据NCBI数据库中巴西橡胶树法尼基焦磷酸合酶基因HbFPS序列设计引物,克隆了HbFPS起始密码子上游1066bp的5'调控序列。序列分析表明,该序列A/T含量为77.39%,含有典型的真核生物核心启动子区域,在该序列中发现了一些与真核生物典型的顺式调控元件相似的TATA-box、增强子元件、CAAT-box和GATA-box以及一些与激素、胁迫诱导、转录因子相关的顺式作用元件。构建了含有该序列的植物表达载体并转化烟草,对获得的转基因烟草T0代植株GUS染色发现转基因植株呈现蓝色,表明HbFPS的5'调控序列可以驱动GUS基因的表达,具有启动子的活性。     

巴西天然橡胶产业前景黯淡

<正>巴西媒体近日称,亚洲天然橡胶增产,导致国际市场天然橡胶价格下跌,巴西以亚马逊森林地带为中心的橡胶树栽培和加工产业前景黯淡,生存危机日趋显现。该国生产商和加工企业已向联邦政府寻求补贴,然而迄今未见任何有效的政策出台。天然橡胶是巴西的主要作物之一,产业从业人员5万多人。圣保罗州农务供给局官员保罗·德索萨·戈尔萨维指出,早在1876年,巴西就向东南亚地区出口乳胶,在当地进行加工,而现在东南亚地区的天然橡胶栽培急剧扩大。到2013年,全球天然橡胶有700 t的供给过剩,国际市场价格     

高等植物中类胡萝卜素的生物合成

类胡萝卜素类化合物是一类天然化合物,它们可在植物及微生物体内被合成。在高等植物中,类胡萝卜素在体内的合成类异戊二烯代谢途径进行。在类异戊二烯代谢途径中,一般认为：第一个类胡萝卜素合成的前体为３,５－二羟－３－甲基戊酸（ＭＶＡ,Ｃ６）,随后有牛儿牦牛儿焦磷酸（ＧＧＤＰ,Ｃ２０）,八氨蕃郧／     

陆地棉突变体腺体形成时期的基因表达谱

为了解棉花腺体形成时期相关基因的表达谱,分别抽提陆地棉湘棉-18和N5在腺体形成时期的RNA,采用Affymetrix芯片,扫描采集数据后进行分析。结果显示,在腺体形成时期有明显差异表达的基因共有514条,包括209条上调基因和305条下调基因;在514条差异表达基因中有275条(53.5%)与GenBank中已知的基因具有较高的相似性,这些基因主要涉及防御反应及异戊二烯生物合成等,有239条(46.5%)在GenBank中无任何注释。KOBAS分析结果显示,这些差异基因在KEGG数据库上涉及19条生化途径。说明,腺体形成过程是一个复杂的基因网络调控过程,涉及多条萜类化合物生物合成途径及其他与防御基因相关的途径。     

植物萜类合成酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原酶研究进展

综述了近年来植物萜类合成酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原酶（DXR）的研究进展,指出DXR是萜类物质生物合成途径中的关键酶,从植物中克隆出的DXR基因结构相似,表达于植株的大部分器官中;它们大多与植物体内萜类物质的合成有关,植株体内上调DXR基因有可能增加萜类物质的含量。     

巴西橡胶树乙醇酸氧化酶HbGOX1基因的鉴定与表达分析

光呼吸途径是植物中重要的反应途径,它通过消耗光合作用产物影响作物的产量。乙醇酸氧化酶是该途径的关键调控酶,在橡胶树中尚未见研究报道。本研究分离和鉴定橡胶树HbGOX1基因的全长cDNA序列,对其编码的蛋白质进行生物信息学分析,并通过qPCR技术进一步研究HbGOX1基因在低温胁迫下的表达情况。结果发现,该基因受低温胁迫负调控。此结果为进一步揭示橡胶树光呼吸途径在橡胶合成中的作用奠定了基础。     

Relationship between the number of tapping-induced secondary laticifer lines and rubber yield among Hevea germplasm

The lack of suitable early selection parameters means that traditional rubber breeding for yield is time-consuming and inefficient. Laticifer is a tissue specific for natural rubber biosynthesis and storage in rubber tree. The number of the secondary laticifers in the trunk bark tissues is positively correlated with rubber yield in the matured rubber trees that are regularly tapped. In the present study, the rubber yield from 280 of 4–5 year-old virgin trees from 7 cross combinations was compared with the number of newly differentiated secondary laticifers caused by tapping. Results showed that the number of tapping-induced lines of secondary laticifers varied in different germplasm and was positively related to the rubber yield, indicating this could be used as a suitable parameter for early evaluation of yield potential of rubber trees.     

EalspF1, Essential Enzyme in Isoprenoid Biosynthesis from Eupatorium adenophorum,Reveals a Novel Role in Light Acclimation

Isoprenoids are a functionally and structurally diverse class of natural organic chemicals. The universal precursors of all isoprenoids, isopentenyl diphosphate and dimethylallyl diphosphate are synthesized through the mevalonate and 2C-methyl- D-erythritol 4-phosphate （MEP） pathways, respectively. Many isoprenoids produced through the MEP pathway play an important role in plant acclimation to different light environments. Eupatorium adenophorum, an invasive weed in China, presents a remarkable capacity to acclimate to various light environments, which constitutes its solid foundation of being a successful invasive species. Thus we aimed at gaining a deeper insight into the regulation of MEP pathway in E. adenophorum to further understand the invasive mechanism. 2C-Methyl-D-erythritol 2,4-cyclodiphosphate synthase （IspF or MCS） is an essential enzyme in the MEP pathway. In this paper, a novel IspF gene was cloned and characterized from E. adenophorum. Tissue-specific expression assays revealed a higher expression of EalspF1 in leaves than in stems and roots. The expression of EalspF1 was responsive to different light conditions. Some up-regulation of EalspF1 expression was also found after the treatments with signal compounds and after wounding stress. Interestingly, the over-expression of EalspF1 in Arabidopsis led to increase carotenoids contents, resulting in an enhanced tolerance to high light. Taken together, these results indicate that the EalspFl-derived enzyme participates in isoprenoid metabolism and among others, the expression of this gene in E. adenophorum is involved in the regulation of plastidial isoprenoids, which play an important role in acclimation to various light environments.     

Genetic and pharmacological suppression of oncogenic mutations in ras genes of yeast and humans

The activity of an oncoprotein and the secretion of a pheromone can be affected by an unusual protein modification. Specifically, posttranslational modification of yeast a-factor and Ras protein requires an intermediate of the cholesterol biosynthetic pathway. This modification is apparently essential for biological activity. Studies of yeast mutants blocked in sterol biosynthesis demonstrated that the membrane association and biological activation of the yeast Ras2 protein require mevalonate, a precursor of sterols and other isoprenes such as farnesyl pyrophosphate. Furthermore, drugs that inhibit mevalonate biosynthesis blocked the in vivo action of oncogenic derivatives of human Ras protein in the Xenopus oocyte assay. The same drugs and mutations also prevented the posttranslational processing and secretion of yeast a-factor, a peptide that is farnesylated. Thus, the mevalonate requirement for Ras activation may indicate that attachment of a mevalonate-derived (isoprenoid) moiety to Ras proteins is necessary for membrane association and biological function. These observations establish a connection between the cholesterol biosynthetic pathway and transformation by the ras oncogene and offer a novel pharmacological approach to investigating, and possibly controlling, ras-mediated malignant transformations.     

甲基丙烯酸甲酯改性白炭黑/NR复合材料的研究

在天然胶乳（NRL）和白炭黑（WC）为主的体系中,引入适量的甲基丙烯酸甲酯单体（MMA）和引发剂,利用单体对白炭黑表面发生接枝反应的同时,实现其与橡胶大分子链通过化学键相连接,乳液共沉制备白炭黑填充型天然橡胶复合材料（NR/WC/MMA）。复合材料具有良好的加工流动性、力学性能和耐老化性能。     

紫杉醇生物合成相关酶类的研究进展

紫杉醇(Taxus)是一种从红豆杉植物中提取出来的天然抗癌药物。笔者简要介绍了紫杉醇的化学结构和生物合成途径, 重点介绍了紫杉二烯合成酶、细胞色素P450单加氧酶、酰基转移酶和苯丙氨酸氨基变位酶等紫杉醇生物合成相关酶类的研究进展。     

橡胶草法尼基焦磷酸合酶基因的克隆与功能分析

【目的】法尼基焦磷酸合酶（farnesyl diphosphate synthase,FPS）是天然橡胶生物合成的甲羟戊酸途径中的关键酶,获得橡胶草FPS基因并转化野生橡胶草,为研究FPS基因在橡胶草橡胶生物合成过程中的调控作用奠定基础。【方法】采用同源克隆的方法获得橡胶草FPS基因全长cDNA序列,并对该基因进行生物信息学分析。对橡胶草和其他18种不同高等植物的FPS氨基酸序列进行多序列比对及进化树分析。提取橡胶草不同组织：根、叶柄、叶、花梗、花和种子RNA,对FPS基因进行组织特异性表达分析,并对不同生长时期的橡胶草FPS表达量进行比较,分析橡胶草生长过程中FPS的调节作用。将该基因在野生型橡胶草中过表达,对得到的转基因和野生型植株FPS相对表达水平进行分析,比较转基因和野生型植株橡胶含量的变化。碱煮法提取转基因和野生型橡胶草根部的橡胶,测定橡胶含量。【结果】获得橡胶草FPS基因全长cDNA序列,命名为TKFPS（GenBank登录号 KJ558350.1）。序列分析表明该基因包含1个1 029 bp的完整开放阅读框,编码342个氨基酸,编码的蛋白质相对分子量为39.35 kD,理论等电点（pI）为5.41,平均疏水性为-0.242。多序列比对结果表明,橡胶草FPS氨基酸序列含有高等植物FPS基因的5个保守结构域,系统发育分析结果显示新疆野生橡胶草与蒲公英处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和TargetP亚细胞定位分析得知,TKFPS 蛋白无跨膜区域,可能定位于细胞质中发挥功能。组织特异性分析结果表明TKFPS在橡胶草的根、叶柄、叶、花梗、花、种子中均有表达,其中,在叶中表达量最高,根次之,在花中表达量最低。重组子pCAMBIA2300-35S-TKFPS经农杆菌介导法转化野生橡胶草叶盘,得到6株转基因植株。实时荧光定量PCR检测发现,与野生型相比,转基因株系FPS的相对表达量水平明显升高,6株转基因株系TKFPS表达量平均约是野生型的2.8倍。橡胶含量测定结果表明6株转基因株系的根中橡胶质量分数平均比野生型增加了3.92%。【结论】成功从橡胶草中克隆获得TKFPS,并转化野生橡胶草得到转TKFPS的高产橡胶草株系,FPS在橡胶草产胶过程中发挥重要功能。