植物ACC合成酶的分子生物学

论述了ACC合成酶的分子生物学研究进展,阐述了系统1乙烯和系统2乙烯形成过程中ACC合成酶基因的表达特点.     

β-半乳糖苷酶及多聚半乳糖醛酸酶对桃果实成熟软化的影响

以雨花3号桃果实为试验材料,采用气相色谱法测定不同成熟时期桃果实的乙烯释放量以及ACC合成酶和ACC氧化酶活性的变化,并分析β-半乳糖苷酶(-βG al)和多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的变化,探讨-βG al和PG对桃果实成熟软化的影响。结果表明:在桃果实成熟软化过程中,具有明显的乙烯跃变高峰,ACC合成酶和ACC氧化酶活性变化趋势与乙烯变化相一致;PG活性高峰与乙烯释放高峰同时出现于成熟度Ⅳ,而-βG al活性高峰出现于成熟前期(即成熟度Ⅰ);-βG al不同于PG,其作用主要与桃果实成熟前期果实的软化启动密切相关。     

猕猴桃果实乙烯代谢的研究

刚采收的猕猴桃硬果不产生乙烯,也无 ACC 氧化酶活性,但有少量 ACC 存在。随着果实的软化,乙烯开始出现并很快达到释放高峰,乙烯的释放与 ACC 氧化酶的活性及 ACC的含量变化一致。用外源乙烯或机械伤处理加速了猕猴桃果实内源乙烯释放的原因,是这些处理促进了 ACC 的合成并增加了 ACC 氧化酶的活性。与冷藏相比,气调贮藏强烈地抑制了ACC 氧化酶的活性和乙烯的释放。浸钙处理对猕猴桃果实的乙烯释放、ACC 氧化酶活性及ACC 含量影响不大,因此浸钙处理后减缓猕猴桃果实软化的作用可能是通过其他途径实现的。     

高等植物ACC氧化酶基因的克隆·表达及其调控

ACC氧化酶是调节乙烯生物合成的关键酶之一。文中主要对ACC氧化酶基因的克隆、表达调控及其在植物基因工程中的应用等方面进行综述,为通过分子生物学技术调控植物果实内乙烯的含量从而延长水果货架期提供思路。     

应用基因工程改良果实成熟特性研究进展

概述了近年来应用基因工程和生物技术方法进行果实成熟特性改良 ,培育耐贮运品种方面的研究进展。主要介绍了与乙烯生物合成有关的ACC合成酶 (ACS)、ACC氧化酶 (ACO)和与细胞壁水解有关的多聚半乳糖醛酸酶 (PG)、果胶甲酯酶 (PME)、纤维素酶 (EG)基因的克隆与应用研究进展。     

一氧化氮处理对采后番木瓜果实乙烯生物合成的影响

为了解一氧化氮(N0)处理对番木瓜果实乙烯生物合成的影响,采用60 μL/L NO熏蒸处理采收成熟度为果皮浅绿并微带黄色痕迹的番木瓜果实3h,然后在20C和相对湿度为85％条件下贮藏20 d.研究NO对番木瓜乙烯、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)、丙二酰-1-氨基环丙烷-I-羧酸(MACC)、ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)及CpA CS2和CpA C01基因表达的影响.结果表明,NO处理降低了番木瓜果实乙烯释放量、ACO的活性及CpA C0l基因的表达,导致贮藏过程果实ACC和MACC的积累,但对ACS的活性及CpA CS2基因的表达无显著抑制作用.     

番茄后熟期细胞超微结构与乙烯合成酶(EFE)活性关系的研究

对番茄采后各后熟生理时期的 ACC,乙烯水平及 EFE 酶活性变化以及与之相应的细胞超微结构进行了观察。乙烯产量从绿熟期到转红期没有明显变化,且水平相对较低。同时这几个时期的 ACC 水平也较一致。进入粉红期乙烯产量迅速上升并达到高峰,这时 ACC 水平降至最低点。高峰过后的全红期,过熟期乙烯水平迅速下降,而这时 ACC 水平逐渐上升至最高水平。EFE 酶活性在乙烯高峰前逐渐上升到最大值,高峰过后活性骤然降低直至失去活性。通过电镜观察,采后番茄果实细胞结构的最大变化在于乙烯高峰过后细胞壁的解体和质壁分离。在整个后热过程中,细胞膜结构、各细胞器依然完好,由于 ACC 的大量积累和乙烯水平下降与 EFE 活性有关,从而推断 EFE 酶的活性及作用不仅与膜结构有关而且同与膜有密切联系的细胞壁有关。     

桃果实中ACC合酶基因克隆及基因沉默载体构建

植物中乙烯是一种具有促进果实成熟和衰老的内源激素.ACC合酶是植物乙烯生物合成途径中一个重要的限速酶,沉默ACC合酶基因的表达能减少植物性内源性乙烯的产生.以中华寿桃为研究材料.采用RT-PCR技术,克隆获得ACC合酶基因.将该基因酶切回收后连接到pTRV-RNA2载体上,转化DH5a,筛选阳性克隆,进行酶切鉴定.测序后与已知序列进行同源性比较,其同源性达到99%,表明将ACC合酶基因成功连接到pTRV-RNA2基因沉默载体上.     

ABA对甜瓜果实成熟和软化的调节

以甜瓜为材料,分析了果实发育成熟过程中生理生化变化,克隆了ABA生物合成关键酶9-顺环氧类胡萝卜素双加氧酶基因NCED的保守序列并进行表达分析,研究了ABA,NDGA、1-MCP及1-MCP+ABA对果实成熟软化的影响.结果表明:NCED基因在甜瓜果实始熟期大量表达,内源ABA高峰出现在此之后.乙烯释放量,ACC含量和ACO活性在果实成熟初期极低,其各自峰值的出现迟于ABA高峰10 d左右.外源ABA处理显著促进果实成熟和软化,各项成熟指标比对照提前8 d.NDGA处理效果相反;1-MCP和1-MCP+ABA处理与NDGA处理相似,但效果较小.ABA启动了甜瓜果实成熟,它通过诱导乙烯合成相关酶基因的表达而参与了成熟与软化过程,乙烯则主要在成熟后期,尤其是在果实固有风味形成过程中起主导作用.     

调控果实成熟的基因工程研究进展

阐述了在果实成熟过程中与乙烯生物合成和细胞壁降解相关的酶 (ACC合酶、ACC氧化酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶甲基酯酶 )及其调控果实成熟的基因工程研究进展     

气调对猕猴桃果实采后乙烯生成的效应及其机制

气调贮藏条件下猕猴桃果实成熟延缓,组织内乙烯含量及乙烯生成速率明显低于对照,气调 处理抑制乙烯生成的效应主要通过抑制ＡＣＣ合成实现,也抑制ＡＣＣ氧化酶活性,降低ＡＣＯ／ＡＣＣ＋ ＭＡＣＣ）比值, ＡＣＣ含量是猕猴桃果实采后乙烯生成的限制因子。气调条件下果实组织内乙烯含量、 ＡＣＣ含量及ＡＣＣ氧化酶活性变化出现交替升降现象。     

植物ACC合成酶在大肠杆菌中高效表达及表达产物活性测定

丝瓜ACC合成酶cDNA在T7启动子的作用下，经IPTG诱导，在大肠杆菌中高效表达，表达外源蛋白可占菌体总蛋白的45.2%.表达的ACC合成酶一部分以可溶的形式存在，具有与天然ACC合成酶相似的酶活性，将反应底物S-腺苷蛋氨酸(SAM)转化为1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)并在细菌培养基中积累，另一部分则以无活性的包涵体形式存在于菌体中.     

Responses of ethylene and ACC in rice grains to soil moisture and their relations to grain filling

The objectives of this study were to investigate ethylene and 1-aminocylopropane-1-carboxylic acid (ACC) in rice grains and root bleeding sap during the grain filling period and their relationship to the grain filling rate. Two high lodging-resistant rice (Oryza sativa L.) cultivars were grown in pots or tanks. Three treatments, including well watered (WW), moderate soil-drying (MD) and severe soil-drying (SD), were conducted from 9 days of post-anthesis until maturity. The effects of chemical regulators on the concentrations of ethylene and ACC in the grains were also studied. The results show that MD significantly increased the grainfilling rate and grain weight, whereas SD significantly reduced the grain-filling rate and grain weight. Concentrations of ethylene and ACC in the grains were very high at the early grain filling stage and then sharply decreased during the linear period of grain growth. MD reduced the ACC concentrations and ethylene evolution rate, whereas SD remarkably increased the ACC concentrations and ethylene evolution rate. Both the ethylene evolution rate in rice grains and the ACC concentrations in the root-bleeding sap were significantly and positively correlated with the ACC concentrations in rice grains. The ethylene evolution rate was significantly and negatively correlated with the grain-filling rate. The application of amino-ethoxyvinylglycine (AVG), an inhibitor of ethylene synthesis, at 9–13 days of postanthesis significantly reduced the ACC concentrations and ethylene evolution rate of grains, but significantly enhanced the activities of sucrose synthase, ADP glucose pyrophosphorylase and soluble starch synthase. The results were reversed when ethephon, an ethylenereleasing agent, was applied. The results suggest that moderate soil drying during the grain-filling period in rice could inhibit the production of ethylene and ACC and therefore accelerate grain filling and increase grain weight. __________ Translated from Acta Agronomica Sinica, 2007, 33(4): 539–546 [译自: 作物学报]     

植物ACC合成酶在大肠杆菌中高效表达及表达产物活性测定

丝瓜ACC合成酶cDNA在T7启动子的作用下 ,经IPTG诱导 ,在大肠杆菌中高效表达 ,表达外源蛋白可占菌体总蛋白的 45 2 % .表达的ACC合成酶一部分以可溶的形式存在 ,具有与天然ACC合成酶相似的酶活性 ,将反应底物S 腺苷蛋氨酸 (SAM)转化为 1 氨基环丙烷 1 羧酸 (ACC)并在细菌培养基中积累 ,另一部分则以无活性的包涵体形式存在于菌体中 .     

李果实成熟软化过程中生理特性及乙烯合成变化的研究

以乙烯合成途径为线索,研究李(Prunus domestica L.)果实成熟软化过程中硬度、可溶性固形物、可滴定酸、乙烯释放量、氨基环丙烷羧酸(ACC)和丙二酰氨基环丙烷羧酸(MACC)含量以及ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)活性等指标的变化,探讨乙烯在李果实成熟软化中的作用。结果表明:李果实成熟软化过程中,硬度和可滴定酸的含量逐渐降低,可溶性固形物含量增加。李果实成熟期的软化启动阶段,乙烯释放量、ACC含量、ACS和ACO活性增强缓慢,此时乙烯释放量也比较低,ACS和ACO的活性都受到一定程度的抑制,在成熟过程中三者高峰值同时出现在软化后期。证明李果实成熟期的软化启动阶段,乙烯并非是软化启动因子,可能还存在其他的启动相关因子。     

乙烯释放剂克服香石竹试管苗玻璃化的研究

用香石竹(Diamthus caryphyllus L.)为试验材料,乙烯前体ACC和乙烯释放剂乙烯利为生长调节剂进行试验。试验结果表明,ACC对克服香石竹试管苗玻璃化有显著效果,并能一次成苗,正常试管苗的诱导频率达98％。从外部形态观察,茎叶充实度好,根系发达;茎横切面显微观察,茎内厚壁组织发达,细胞排列紧密;生理指标测定结果,蛋白质、干物质、叶绿素含量均高于玻璃苗,干物质为玻璃苗的1.7倍,叶绿素为玻璃苗的5.5倍。乙烯利培养的试管苗生长情况与ACC培养的相近。添加ACC、乙烯利的培养瓶中,乙烯释放量明显高于对照,说明乙烯对克服香石竹试管苗玻璃化有良好作用。     

黄河蜜甜瓜1-氨基环丙烷1-羧酸合成酶基因片段的克隆和反义载体的构建

从伤诱导的黄河蜜甜瓜(Cucumismelocv.Huanghemi)成熟果实的中果皮组织中分离总RNA,经反转录和PCR扩增得到974bp的cDNA片段,克隆到质粒载体pGEM-3zf,经测序与Genbank中甜瓜1-氨基环丙烷1-羧酸合成酶(1-amino-cyclopropane-1-carboxylieacidsynthase,ACS)基因同源性为99%。克隆片段经双酶切消化,反向插入到植物表达载体pBI121的35S启动子和NOS终止子之间,构建成ACS基因的反义表达载体。     

乙烯对大豆产量及花器官发育的影响

    以大豆品种铁丰31为试验材料,探讨不同浓度乙烯抑制剂AVG(aminoethoxyvinylglycine)和促进剂ACC(1-aminocylopropane-1-carboxylic acid)对大豆花形态、花粉及单株产量等的影响.结果表明,供试品种经AVG处理后,与对照相比.成花量、花长度、花瓣长度、雄蕊柱长、花粉量、花粉管长度、秸杆重、单株荚数和单株产量随浓度增加而上升,花粉败育率下降,ACC处理的效果与AVG相反.两种处理对大豆花粉萌发率无明显影响.花粉扫描电镜结果显示,AVG处理的花粉长度增加,ACC处理的花粉部分出现扭曲与变形.