花香挥发物的主要成分及其影响因素

花的芳香来源于植物体内合成并释放到空气中的多种挥发性香气成分。这些成分不仅是植物诱引昆虫授粉,防御食草动物侵害以及参与体内各种次生代谢的重要物质,而且也会通过人的嗅觉系统给人们带来美的享受。综述了近年来国内外对植物花香挥发成分的鉴定及影响因素等方面的研究进展;分析了花香挥发物主要由烷烃类、烯类、醇类、酮类、醛类、醚类、酯类及芳香族化合物等组成,按照生物合成途径这些香气化合物又可分为萜烯类、苯丙酸类/苯环型化合物和脂肪族化合物等三大类。花香挥发物的形成与植物基因型、发育阶段、激素以及温光等环境条件等有关。     

植物花香物质代谢的研究进展

花香是植物的重要性状,是很多植物生长过程中不可缺少的组成成分。香气不仅关系到植物的授粉特性,而且可以提高植物的观赏性。同时,花香也是植物抵御各种生物、非生物胁迫的重要机制。本文对植物花香的检测,控制花香物质合成的种类及成分和目前植物花香基因工程研究进展做了简要综述,并对今后的植物花香基因工程研究进行了展望。     

花香挥发性苯/苯丙素类化合物的生物合成及基因调控研究进展

花香挥发性苯/苯丙素类化合物(floral volatile benzenoids/phenylpropanoids,FVBP)是植物花香挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)成分中仅次于萜烯类的第二大类,是植物与环境及其他生物间的信息传递载体,具有吸引传粉昆虫,防御病原体、寄生虫侵害以及作为生物或非生物胁迫免疫信号等作用。本文对观赏花卉中FVBP的生物合成与释放、功能和调控机制、相关酶和基因的研究进展进行了综述和展望。     

矮牵牛花香生物合成及其调控研究进展

植物花香成分主要包括萜类、苯基/苯丙烷类和脂肪酸衍生物三大类。对观赏植物而言,花香是其重要品质,花香研究已成为热门研究领域之一。近年来,由于矮牵牛‘Mitchell’等品种香气浓郁,成为研究花香合成与调节的模式材料。矮牵牛花香的主要成分为苯基/苯丙烷类,其合成的上游为莽草酸路径,主要合成部位为花瓣,花香合成和释放具有典型昼夜节律性,并受衰老激素乙烯调节。另外,人们还发现了一些转录因子参与调节花香合成酶基因的表达,其中主要为R2R3类MYB基因家族成员。现综述了矮牵牛花香生物合成的特点、关键酶以及调节花香的转录因子,以期为植物花香性状的改良提供参考。     

脱落酸与植物非生物逆境抗性研究进展

作为一种非常重要的植物激素,脱落酸(ABA)在应对环境胁迫和调控植物对非生物胁迫耐受性方面发挥了重要的作用。该文综述了ABA的生物合成和代谢途径、信号传导途径以及ABA在调控植物应对干旱胁迫、非干旱胁迫、盐胁迫等非生物胁迫中的作用;并对ABA分子合成机制和ABA在调控植物产生应对非生物胁迫抗性的分子机制等方面进行了展望。     

芦笋两性花与雄花中发生可变剪接基因的差异分析

可变剪接在植物生长发育过程中起着非常重要的作用,它能使同一个mRNA前体生成多种不同的异构体和产生蛋白质多样性。利用RNA-seq测序技术分析芦笋两性花蕾与雄花蕾性别分化前期、中期、后期的可变剪接,从中发掘与两性花及雄花形成密切相关的特有可变剪接。研究结果显示,在所有试验材料中基因可变剪接均以3′端可变剪切位点(3S)和外显子跳跃(ES)类型为主。GO分析表明,两性花与雄花在3个时期均发生可变剪接的基因主要富集于代谢过程、生物合成以及物质结合相关GO条目中。通过GO和KEGG分析发现,两性花特有的可变剪接基因主要富集到代谢途径、核糖体蛋白等含氮化合物的生物合成代谢、过氧化物酶体、氧化磷酸化途径等,其中含氮化合物的生物合成代谢过程和过氧化物酶等抗氧化活性可能与两性花雌蕊的发育相关。雄花蕾特有的可变剪接基因主要富集到代谢途径、次生代谢产物的生物合成和脂肪酸生物合成等脂质代谢过程,其中脂肪酸生物合成等脂质代谢过程可能与雄花中雌蕊发育有关。     

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。     

蔬菜作物中类胡萝卜素的遗传研究及其基因工程改良

类胡萝卜素是植物光合作用的重要辅助色素和光氧化作用的保护剂,对人体营养和健康具有重要生物学功能。目前已成功克隆了类胡萝卜素生物合成途径中的20多种关键酶基因,为改良作物中的类胡萝卜素含量奠定了基础。本文着重阐述近年来在番茄、胡萝卜、辣椒等主要蔬菜作物中的类胡萝卜素遗传研究,及其通过基因工程改良取得的一些进展,并对此方面研究提出几点建议。     

环烯醚萜类成分生物合成途径及关键酶基因探究

环烯醚萜类成分为广泛分布于中药中的次级代谢产物,经常出现在龙胆科、唇形科、茜草科、玄参科中。由于它是一种结构为半缩醛及环戊烷的单萜类化合物,所以性质不稳定,以苷类形式存在于植物中。环烯醚萜类成分因其特殊结构和多元药理活性,广泛应用于临床抗肿瘤、抗炎、降血糖等方面研究。重点分析环烯醚萜类成分生物合成途径以及其关键酶基因,以期为深层次挖掘环烯醚萜类功能基因以及生物合成途径解析提供参考。     

苦瓜苦味物质及其生物合成研究进展

苦瓜的苦味物质属于葫芦烷型三萜化合物,迄今已发现的主要有苦瓜皂苷元与苦瓜皂苷两类,并被证明对人类具有一定的药用价值。对苦瓜提取物及其苦味物质的化学结构、生物合成途径研究概况进行了综述,提出了苦瓜苦味物质生物合成的可能调控网络以及开展相关研究的方向。     

植物中2-苯乙醇的合成研究进展

2-苯乙醇具有愉悦的果香和蜂蜜香味,不仅是植物果实和许多鲜花中重要的香气化合物,并且还具有抗菌和昆虫引诱作用。目前关于2-苯乙醇的代谢途径仅在番茄、玫瑰花、矮牵牛花中有研究和报道,并已从番茄、玫瑰花等植物中克隆到编码其生物合成关键酶的全长基因。综述了植物中2-苯乙醇代谢合成途径的最新研究进展,并对其研究前景进行了展望。     

银杏类黄酮研究进展

类黄酮是植物体内最重要的次生代谢物之一,在植物的生长、发育、抗逆境胁迫等多种生物进程中发挥着重要的作用,同时对人类的健康也具有多种保健与药用功能。该文在参考近年来国内外与类黄酮和银杏类黄酮相关研究的基础上,对银杏类黄酮分类、植物体内类黄酮生物合成途径以及银杏类黄酮生物合成相关基因克隆等进行了归纳与分析,旨在为银杏类黄酮更广泛、更深入的研究提供新的思路。     

番茄红素生物合成相关基因及其基因工程研究进展

番茄红素是一种重要的天然色素,它主要来源于植物果实和微生物中。随着番茄红素代谢途径的阐明和生物合成相关基因的克隆,使得运用基因工程技术提高番茄红素产量成为可能。本文对番茄红素生物合成相关基因的最新研究进展及其在微生物和植物基因工程中的应用情况进行了综述,并探讨了今后进一步提高番茄红素产量的研究方向。     

光调控植物叶绿素生物合成的研究进展

总结了光信号(光强、光质、光周期及昼夜节律中光暗变化)对叶绿素含量及其生物合成途径中相关基因的影响。重点归纳了光信号途径中主要转录因子对叶绿素合成基因的调控机制,强调了表观遗传修饰在光调控叶绿素合成中的重要作用,以期探索光调控叶绿素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程和环境调控手段定向调控有重要生物学功能的叶绿素提供理论基础。     

蘑菇风味物质的形成

在分离和鉴定蘑菇风味物质的同时,许多人也开展了风味物质形成机理的研究。风味物质的形成可分为生物合成和加工形成两类。所谓生物合成,是指香味化合物经过生物体内酶的作用后所生成的,较为人们熟知的如葱蒜类中的硫化物、蔬菜水果中的长链醛类及醇类,以及水果中的酯类等;加工风味则是由化学作用所形成,如经由梅拉德反应所生成的香味化合物以及由加热或氧化所造成的分解反应等。     

植物细胞色素P450的研究进展

细胞色素P450(CYP450)是动植物及微生物体内一类超基因家族编码的单加氧酶,参与多种催化反应,在生物防御方面具有重要作用。近年来,利用现代生物技术和新一代测序手段及生物信息学分析方法,对参与相关生物代谢合成途径中的CYP450进行了分离、筛选及功能鉴定,进一步阐明了CYP450在植物体内相关代谢途径中的催化机制。本文对植物细胞色素P450(CYP450)基因的分离,在皂苷生物合成、苯丙烷类物质代谢和芥子油苷及IAA生物合成中的功能和表达,以及在人工合成物质的解毒功能及应用等方面的研究做了简要综述。     

植物类黄酮生物合成的分子调控

类黄酮是一类重要的多酚类次生代谢物,在植物中分布广泛,具有抗菌、抗氧化等重要功能。围绕类黄酮生物合成,概述了类黄酮合成途径中的重要基因以及生物合成调控的分子机制等方面的研究进展,以期从分子角度为提高类黄酮合成提供一定的理论基础。     

黄芩苷生物合成途径与生物技术研究进展

黄芩苷是我国传统中药黄芩的主要黄酮类活性成分,具有很高的药用价值。近年来,随着植物次生代谢工程的发展,黄芩苷生物技术的研究也取得了重要成果。文章介绍了黄芩苷生物合成途径的关键酶,以及利用基因工程和生化技术进行代谢调控和遗传改良方面的最新进展,以期为黄芩苷优质药源的种质创新和分子育种提供参考。     

低温胁迫下枇杷不同发育阶段的花果转录组比较分析

研究比较了枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)不同发育阶段花果的低温响应机制。以花蕾、完全开放的花和花后2周左右的幼果为试验材料,–3℃低温处理12 h,以未经低温处理样品为对照,测定生理生化指标并进行转录组测序分析。低温胁迫导致细胞膜破坏,超氧阴离子产生速率、丙二醛和脯氨酸含量、抗氧化酶活性明显升高。总体上抗低温能力为花蕾>花>幼果。转录组测序分析共获得6 987个差异表达基因(DEG),对这些基因进行通路注释分析,发现大量与低温胁迫相关的代谢途径,其中碳水化合物代谢中的糖酵解/糖异生、乙醛酸和二羧酸代谢及磷酸肌醇代谢途径,氨基酸代谢中的色氨酸代谢和酪氨酸代谢途径,酯类代谢中的甘油磷脂代谢、α–亚麻酸代谢和甘油酯代谢途径,次生代谢中的异喹啉生物碱生物合成途径以及能量代谢中的硫代谢途径在3个花果发育时期低温与对照的比较组中显著富集,说明这几个途径都是枇杷花果响应低温胁迫的重要代谢途径。"苯丙烷类生物合成"途径在前两个时期比较组中富集水平较高,氨基酸代谢相关途径在幼果比较组中富集更多。另外,从低温处理相关差异表达基因中筛选到了53个AP2-EREBP基...     

水分胁迫对‘玫瑰香’葡萄果实挥发性化合物及相关基因表达的影响

以10年生‘玫瑰香’葡萄为试材,对其进行不同程度的水分胁迫处理。利用气相色谱—质谱联用技术(GC–MS)测定果实香气组分,采用荧光定量PCR法检测香叶基二磷酸合成酶基因(VvGPPS)、芳樟醇/橙花醇合成酶基因(VvRiLinNer)、萜类合成酶基因(VvTPS)和类胡萝卜素裂解双加氧酶基因(VvCCD1)在果实中的表达水平。结果表明,重度胁迫可显著降低‘玫瑰香’果实百粒质量和可溶性固形物含量,轻度胁迫与对照差异不显著;水分胁迫对采收期果实可滴定酸含量和总酚含量影响较小。本研究中对照、轻度胁迫和重度胁迫分别检测出41、43和33种挥发性化合物,其中醛类化合物是最主要的挥发性物质,萜烯类次之,酚类和酯类物质含量较低。轻度胁迫可显著提高‘玫瑰香’葡萄果实挥发性化合物总量,分别较对照和重度胁迫高34.74%和36.92%,其中酯类、醛类和酚类物质含量均为最高,而醇类物质含量最低。重度胁迫酸类和醇类物质含量显著高于其他两个处理。具有玫瑰花香味的萜烯类物质的含量随着水分胁迫程度的加剧而增加。水分胁迫上调了果实中VvTPS的表达量,但不利于VvRiLinNer和VvCCD1基因的表达。轻度胁迫果实...