人参皂苷生物合成及调控功能基因研究进展(2)

三萜类化合物是重要的药用活性成分,其生物合成相关功能基因研究是调控这些化学成分生物合成和积累的重要理论依据。人参是重要的经济植物,具有很高的药用价值。开展人参功能基因研究有利于进一步探究人参生长发育、代谢调控的生理生化过程。本文总结了近年来人参皂苷生物合成相关功能基因的研究成果,并对三萜类化合物生物合成相关功能基因的研究方法进行了总结,对人参皂苷生物合成相关功能基因研究方法进行了展望。     

植物激素在人参皂苷生物合成中的作用及调控机制

植物激素在调控植物生长发育、环境适应及次生代谢中发挥着重要作用，尤其是在药用植物中的科学合理利用对促进其有效成分的形成具有良好效果。人参具有重要的药用价值，其有效成分人参皂苷的形成受各种环境因子的影响，而植物激素作为植物对环境条件适应的调节剂，在调控人参皂苷生物合成中发挥重要作用。文章归纳分析了茉莉酸、水杨酸、生长素、脱落酸和赤霉素在人参皂苷生物合成中的作用及调控机制，指出植物激素作为信号分子介导人参皂苷生物合成途径中的关键酶活性或基因差异表达，从而影响人参皂苷的合成，并初步绘制了茉莉酸、水杨酸、生长素、脱落酸和赤霉素调控人参皂苷积累示意图，同时展望未来植物激素在药用植物中应用的研究方向，为在生产实践中推进中药材“高产优质”种植提供参考和借鉴。     

人参皂苷生物合成影响因素的研究进展

人参皂苷含量较低,限制了其开发与利用,如何提高其含量已成为研究热点。因此,本文对人参皂苷生物合成的影响因素进行了综述。结果表明：人参皂苷含量的影响因素主要有营养因子、植物激素、前体物质和诱导子,为人参皂苷生物合成调控提供理论参考。     

人参皂苷生物合成调控的研究进展

人参皂苷作为五加科人参属植物的一种次生代谢产物,因其广泛的生理药理活性,具有巨大的应用价值。本文主要介绍了人参皂苷生物合成途径及参与合成的关键酶类,并分别从细胞水平和分子水平探讨了通过添加生长素、诱导子,使用反义载体、RNA干扰技术等方法,对于人参皂苷生物合成进行调控,在阐述合成途径的基础上,为进一步调控人参皂苷的生物合成,提高产量,从而为工业化应用奠定良好的基础。     

西洋参氧化鲨烯环化酶基因家族的鉴定、组织表达特异性分析及PqOSC2基因的克隆

氧化鲨烯环化酶是催化三萜类皂苷合成的关键酶,通过全长转录组分析鉴定西洋参中氧化鲨烯环化酶,利用生物信息学方法对西洋参全装转录组数据库中OSC（氧化鲨烯环化酶）基因家族进行鉴定并对其进行蛋白基序、理化性质、表达特征分析。结果表明：从西洋参中共鉴定到15个西洋参OSC基因家族,系统发育分析将其分为7个亚族,组织特异性表达分析表明,OSC基因家族在不同部位具有4种表达模式,OSC与人参皂苷积累共表达分析表明,OSC基因家族与不同类型皂苷合成相关。试验还克隆得到与原人参三醇和人参皂苷Re合成正调控的PqOSC2基因全长序列,为进一步揭示氧化鲨烯环化酶家族在西洋参三萜皂苷合成作用机制提供依据。     

人参属药用植物三萜皂苷合成途径关键酶的研究进展

三萜皂苷是人参属药用植物的主要活性成分,具有抗衰老、抗肿瘤、抗疲劳等功效。明确三萜皂苷的生物合成途径是利用基因工程技术提高次生代谢物产量的前提和基础。本文综述了人参属药用植物人参、西洋参、三七中的三萜皂苷合成途径的关键酶基因的研究进展,为深入研究三萜皂苷的合成与代谢分子调控机制提供了理论基础。     

诱导子在人参细胞培养中的应用研究进展

诱导子是调控植物次生代谢产物合成的一种重要手段,将其用于人参细胞培养,对于人参皂苷的生物合成效果显著。本文分别就诱导子的分类及其在人参细胞培养研究中的应用进行了综述。     

人参皂苷生物合成的研究进展

人参皂苷是药用植物人参的主要生物活性成分,其具有抗疲劳、提高免疫力等滋补效果,已得到十分广泛的应用;由于人参栽培的困难和人参细胞、组织培养的低生产效率,利用代谢工程手段来提高人参皂苷生物合成能力成为近年来人参研究的热点之一。因此,文中综述了人参皂苷生物合成方面国内外的最新进展,为人参皂苷的进一步研究奠定基础。     

人参叶片中人参皂苷含量、关键酶基因表达和生态因子的相关性分析

【目的】明确人参皂苷生物合成的生理生态机制,揭示生态因子和遗传因素与药材质量的关系。【方法】以4年生不同生长时期的人参叶为试验材料,用HPLC法测定人参叶中8种单体人参皂苷(Rg_1、Re、Rf、Rb_1、Rb_2、Rb_3、Rc和Rd)含量;实时荧光定量PCR法测定7个参与人参皂苷合成的关键酶基因(HMGR、FPS、SS、SE、DS、β-AS和CYP716A47)的表达量;通过相关性和灰色关联度分析生态因子和人参皂苷合成关键酶表达对人参叶中皂苷合成和积累的影响。【结果】7月13日—9月29日人参皂苷合成关键酶基因表达活跃,各个关键酶之间有协同增减的趋势;人参叶中单体皂苷含量最高的是Re和Rg_1,在果后参根生长期(8月31日—9月13日)分别达到最大值60.30和39.38 mg·g~(-1);温度、光合有效辐射、土壤水势、相对湿度与叶中人参皂苷含量显著相关(P0.05);人参叶中HMGR基因的表达与Rb_2含量显著负相关(P0.05),SS基因的表达与Rg_1、Re含量显著负相关(P0.05),β-AS基因的表达分别与Rc、Rb_2含量呈显著(P0.05)、极显著(P0.01)负相关;温度、光合有效辐射、土壤水势和相对湿度与人参皂苷含量灰色关联度较高,达到0.727 9~0.871 1。【结论】在生态因子调控下,人参皂苷合成关键酶基因的表达影响人参皂苷的合成与积累。     

植物单萜类化合物的代谢调控

单萜是一类具有重要生物活性和功能的化合物,许多名贵植物精油主要由单萜类成分组成。目前,基于植物单萜类化合物的生物合成途径,许多关键基因已被分离和验证功能,植物萜类代谢的分子调控也逐渐深入。通过基因工程和代谢工程手段调控植物花香成分及其含量,将是未来重要的研究方向。     

植物DREB转录因子研究进展

DREB转录因子是重要的转录因子之一,在调控与逆境相关基因的表达、提高植物对逆境胁迫适应性中发挥重要作用.文章综述DREB转录因子的克隆、结构特点、表达、与植物逆境胁迫的关系、信号传导及在植物抗逆基因工程中的应用等的研究进展,指出该领域研究存在的问题如:其他多个逆境条件下DREB类转录因子的研究、受DREB直接调控的基因的特点及其调控机制、DREB自身和结构调控及其调控基因形成的表达调控网络,今后须针对这些问题进行深入研究,为提高作物抗逆性和选育抗逆作物品种奠定基础.     

丝状真菌veA基因的研究进展

veA基因是在丝状真菌中普遍存在的调控因子之一,在丝状真菌的生长、发育和代谢中都发挥着重要的作用,参与丝状真菌生长、发育和次级代谢等重要的生命过程的调节。因此,对丝状真菌的有性发育过程及机理的研究,了解该基因在次级代谢中的调节作用,在防治真菌毒素污染的工作方面可发挥重要的作用。对veA基因的结构、表达以及发育过程和次级代谢过程的调控机制方面进行了综述。     

抑制性消减杂交技术及其应用研究进展

抑制性消减杂交(SSH)技术是结合抑制性PCR和消减杂交技术发展起来的一种高效分离差异表达基因的方法,具有特异性高、假阳性率低、操作简便、速度快、效率高等优点。利用SSH技术进行不同状态下基因的表达变化分析、差异基因的克隆和鉴定对了解基因表达调控有着重要意义。为此,综述了SSH技术的原理及其在发育调控基因、疾病发生机制、药物研发、性状筛选及环境生物修复等方面的应用研究进展。     

Autogenous regulation of gene expression

A new term, autogenous regulation, is used to describe a phenomenon that is not a new discovery but rather is newly appreciated as a mechanism common to a number of systems in both prokaryotic and eukaryotic organisms. In this mechanism the product of a structural gene regulates expression of the operon in which that structural gene resides. In many (perhaps all) cases, the regulatory gene product has several functions, since it may act not only as a regulatory protein but also as an enzyme, structural protein, or antibody, for example. In a few cases, this protein is the multimeric allosteric enzyme that catalyzes the first step of a metabolic pathway, gearing together the two most important mechanisms for controlling the biosynthesis of metabolites in bacterial cells-feedback inhibition and repression. Autogenous regulation may provide a mechanism for amplification of gene expression (84); for severe and prolonged inactivation of gene expression (85); for buffering the response of structural genes to changes in the environment (45, 52); and for maintaining a constant intracellular concentration of a protein, independent of cell size or growth rate (86). Thus, autogenous regulation provides the cell with means for accomplishing a number of different regulatory tasks, each suited to better satisfying the needs of the organism for its survival.     

水稻白化转绿突变体研究进展

白化是水稻叶色突变中常见的叶绿素缺失突变,白化转绿突变体在光合作用机理、基因调控和遗传育种等理论研究和实际应用方面均有较大的利用价值。该文综述了近年来国内外有关水稻白化转绿突变体的研究进展,包括水稻白化转绿突变体的来源、白化转绿突变体与叶绿素合成的关系、影响白化的内外因素、相关基因的克隆以及作为标记性状在育种中的应用,为水稻白化转绿突变体的研究提供参考。     

动物启动子的研究策略

动物启动子是调控动物基因表达的重要元件,开展动物启动子的研究对于阐明基因表达调控机制具有重要意义。简要介绍了动物启动子的一般结构、研究启动子的意义及其克隆和功能分析方法,并对启动子生物信息学分析的网络资源工具进行了介绍,最后,对其发展前景进行了展望。     

植物苯丙氨酸解氨酶表达调控机理的研究进展

植物苯丙氨酸解氨酶(PAL,EC 4.3.1.5)是苯丙烷类化合物代谢的关键限速酶,在次生代谢物合成及抗逆过程中有重要作用。从植物苯丙氨酸解氨酶的基本特性、蛋白定位、基因特点以及组织表达模式等方面,对近几年PAL在次生代谢物的生物合成和信号调控中的研究进展进行综述,旨在为苯丙烷合成途径中重要关键酶基因的多样性、表达调控机制复杂性和次生代谢物积累的分子机理以及苯丙氨酸解氨酶的利用研究提供理论依据和应用参考。     

mRNA差异显示技术及其在植物生理研究中的应用

简述了 m RNA差异显示技术的基本原理及其在基因表达差异、基因的鉴定与克隆、激素调控机理、抗逆性机理等方面的应用 ,并对其在植物生理研究中存在的问题与改进的方法做了介绍     

组蛋白乙酰化/去乙酰化与基因表达调控研究进展

在真核生物中,组蛋白是构成核小体的重要成分,其乙酰化与去乙酰化修饰在真核生物基因表达调控中起重要作用。组蛋白乙酰化异常(低乙酰化或高乙酰化)常会引起基因表达紊乱,进而引起疾病的发生。对组蛋白乙酰转移酶(Histone acetyltransferase,HAT)及组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylase,HDAC)的种类,组蛋白乙酰化与去乙酰化与基因表达调控、疾病发生的关系进行了综述。     

miRNAs在植物色泽调控中的研究进展

色泽是影响植物外观品质及其商品价值的重要因素,目前关于植物色泽的研究主要集中于生理生化及转录水平上,而在转录后水平上报道较少。microRNA(miRNA)是一类在真核生物中广泛存在的非编码单链RNA分子,它可以通过对靶标mRNA的互补配对而降解或抑制m RNA的翻译,从而在转录后水平上对基因的表达进行负调控。简述了miRNA的作用机理,并对近几年miRNA在植物色泽调控中的研究进展进行了综述,以期为植物色泽在转录后水平上的调控奠定基础。