除草剂靶标酮醇酸还原异构酶(KARI)研究进展

酮醇酸还原异构酶(KARI)是植物和微生物体内支链氨基酸生物合成的关键酶之一,可以作为设计除草剂的靶标,通过抑制酶的活性中断支链氨基酸的合成使植物死亡,达到除草目的。文章综述了KARI的催化性质、晶体结构以及作为除草剂靶标的研究现状。     

酮醇酸还原异构酶抑制剂的设计、合成及除草活性

酮醇酸还原异构酶(KARI)是一个有前景的除草剂靶标酶,有关其抑制剂的设计研究鲜有报道。在文献报道的菠菜KARI酶复合物0.165 nm高分辨率晶体结构基础上,利用分子对接DOCK 4.0方法进行MDL/ACD三维数据库搜寻,得到了279个与KARI酶结合能较低的小分子结构信息,并从中选取部分小分子进行化学合成,进而测试了其除草活性。在合成的17个化合物中,发现个别化合物对油菜 (抑制率70.8 %) 和稗草 (抑制率48.8 %)具有较好的生长抑制活性。     

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为后期青天葵DXR基因的全长克隆、功能鉴定和调控研究奠定基础,采用生物信息学方法对前期通过转录组测序获得的青天葵DXR基因编码蛋白序列进行分析.结果表明:NfDXR序列包含457个氨基酸,分子量约为49.72 Ku,为亲水性、混合结构型蛋白质.NfDXR属于1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶超级家族,含有DXR功能域、2个NAPDH结合基序和2个DXR活性位点基序,不具有跨膜结构域和信号肽结构.NfDXR与其他单子叶植物DXR同源性高,其中与铁皮石斛DXR的序列相似度达90％.     

农杆菌介导银杏遗传转化体系的建立及Gb-DXR基因表达载体的构建

[目的]为提高农杆菌介导的银杏遗传转化效率提供参考。[方法]以成熟的银杏种子胚为外植体,在无激素MS培养基上预培养48h后,采用3种农杆菌介导将GUS基因导入银杏胚中,经过组织化学染色法检测到GUS瞬时表达活性,对影响GUS基因表达的因素进行初步分析;并构建了银杏内酯前体合成途径上1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶（DXR）的表达载体。[结果]该研究得到较合适的遗传转化方案,即用银杏胚作为外植体,用携带pCAMBIA1304＋的EHA105农杆菌进行侵染,共培养3d,进行GUS染色,结果显示转化后GUS阳性率较高。[结论]该研究为进一步的银杏转基因研究工作奠定了基础。     

顶复门原虫类异戊二烯生物合成途径及其关键酶的研究进展

顶复门原虫包括疟原虫(Plasmodium spp.)、刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)、艾美耳球虫(Eimeria spp.)、锥虫(Trypanosoma spp.)、泰勒虫(Theileria spp.)及巴贝斯虫(Babesia spp.)等一大类引起严重人畜疾病的寄生性原虫。顶复门原虫利用2C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)途径合成类异戊二烯前体物质,这些化合物对于维持顶复门原虫的生存具有十分重要的作用。1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸(DOXP)还原异构酶是MEP途径的关键酶,对其作用机理及抑制剂的筛选研究已取得重要进展。论文对顶复门原虫类异戊二烯的MEP途径,DOXP还原异构酶的作用机理及靶标研究进展进行综述。     

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。     

农杆菌介导银杏遗传转化体系的建立及Gb-DXR基因表达载体的构建（摘要）（英文）

[目的]为提高农杆菌介导的银杏遗传转化效率提供参考。[方法]以成熟的银杏种子胚为外植体,在无激素MS培养基上预培养48 h后,采用3种农杆菌（C58C1、LBA4404和EHA105）介导将GUS基因导入银杏胚中,经过组织化学染色法检测到GUS瞬时表达活性,对影响GUS基因表达的因素进行初步分析;并构建了银杏内酯前体合成途径上1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶（DXR）的表达载体。[结果]该研究得到较合适的遗传转化方案,即用银杏胚作为外植体,用携带pCAMBIA1304＋的EHA105农杆菌进行侵染,共培养3 d,进行GUS染色,结果显示转化后GUS阳性率较高。[结论]该研究为进一步的银杏转基因研究工作奠定了基础。     

Foliar application of chitosan activates artemisinin biosynthesis in Artemisia annua L.

There has been much interest in artemisinin owing to its excellent activity against malaria, an infectious disease threatening the tropical world. However, the low artemisinin content (0.01-0.8%, DW) in Artemisia annua, which is the only commercial source of artemisinin, makes artemisinin expensive to produce and not yet available on a global scale. Here we show that foliar application of 100 mg l⁻¹ chitosan improved artemisinin biosynthesis in A. annua. The content of dihydroartemisinic acid and artemisinin in chitosan-treated leaves increased by 72% and 53% compared with control values, respectively. Chitosan induced the expression of ADS and DBR2, which could explain the increase in level of artemisinic metabolites. After chitosan treatment, the amounts of hydrogen peroxide (H₂O₂) and superoxide anion (O₂⁻) in leaves of A. annua were 1.4 and 3.0 times higher than those of the control, respectively. Accumulation of reactive oxygen species (ROS) probably accelerated the conversion of dihydroartemisinic acid to artemisinin. Foliar application of 100 mg l⁻¹ chitosan had no harmful effect on A. annua growth. The simple method described here could be an effective method to improve artemisinin production in A. annua field cultivation.