植物中SWEET蛋白的研究进展

SWEET蛋白属于一类新型的糖转运蛋白,介导糖类物质的跨膜双向运输。之前的研究证实SWEETs作为糖外排转运蛋白在植物生长发育的一系列生理过程中起着重要的作用。其参与韧皮部的装载和植物激素的转运、花、果实和种子的发育、植物与病原菌之间的互作和植物与微生物之间的共生等。本研究将围绕SWEET蛋白的结构特征、系统进化、转运机制、生理功能以及它在农业生产中的应用等研究进展进行总结,为后续深入的研究提供帮助。     

植物中氮素利用及硝态氮转运蛋白的研究进展

硝态氮转运蛋白在植物吸收利用氮素方面发挥主要功能,植物生长发育过程中对氮素的吸收、转运和再利用都需要硝态氮转运蛋白参与调控。目前硝态氮转运蛋白主要分为四类:NRT1(NPF)、NRT2、SLAC/SLAH、CLC。硝态氮在植物吸收、代谢和基因表达方面是一种很重要的信号调控分子,硝态氮转运蛋白可作为植物的硝态氮受体。通过论述氮素代谢过程中硝态氮转运蛋白家族基因的功能和在拟南芥等作物中的研究现状,为作物的抗逆性研究和优良品种的培育提供参考。     

种子发育过程中糖的吸收和代谢过程

本文分析了种子发育过程中糖的吸收和代谢过程，包括糖卸载过程中糖转运蛋白的功能和调控作用，以及糖代谢过程中转化酶、蔗糖合酶及蔗糖磷酸合酶对种子发育过程中碳水化合物变化的影响，同时还总结了最近在种子的糖吸收与代谢过程中所取得的研究成果。     

植物吸收运转氨基酸的分子机制进展

氨基酸作为含氮的小分子有机化合物是植物生长和发育所必需的营养物质,吸收和利用土壤中的氨基酸,也是其获得氮源的方式之一,不同种类的氨基酸吸收后在植物体内也具有不同的生理效应。生物膜上具有转运氨基酸的载体蛋白,根据各自对不同的底物选择性和亲和力不同分为三大家族,其家族蛋白成员在植物体的不同部位及发育时期表达不尽相同。本综述了植物对氨基酸吸收与转运的分子机制,及氨基酸在植物生长发育过程中的重要功能。为今后利用植物氨基酸转运蛋白提高植物对土壤氨基酸吸收的研究提供理论参考。     

植物体中的糖信号及其转导机制

糖不仅作为呼吸底物为植物的生长和发育提供能量和代谢中间产物;而且具有信号的功能,从而调控植物的生长和发育。本文概述了植物体内糖信号产生的途径、存在的糖信号系统以及糖信号的转导和调控机制。     

植物糖转运蛋白研究进展

糖转运蛋白主要介导糖的运输,C源在库中的分配以及应答环境中的信号因子等。高等植物中主要有两种糖转运蛋白,单糖转运蛋白和多糖转运蛋白,它们在植物光合产物的分配和糖分的长距离运输中起重要的作用。所有的糖转运蛋白都是跨膜蛋白,具有12个跨膜区的拓扑结构,它们可以跨细胞膜、液泡膜、线粒体膜等质体膜。糖转运蛋白在植物体内广泛分布,在叶脉、根、种子、果实、胚以及花粉中均有,亚细胞定位表明蛋白定位在细胞膜、液泡膜、高尔基体等细胞器。本文综述植物中的糖转运蛋白的结构、功能、组成以及生物学特性,为更好的研究和理解它们提供参考。     

植物K+吸收转运的分子机制研究进展

K 在植物的生命活动中发挥着十分重要的作用。植物对K 的吸收,可分为高亲和吸收与低亲和吸收两个组分。在分子水平上,高亲和吸收主要由KUP/HAK/KT及HKT家族的K 转运蛋白来承担;而Shaker、KCO等家族的K 通道蛋白,则主要在植物的低亲和吸收中发挥重要作用。在高等植物K 吸收转运的分子机制的研究中,KAT1及AKT1是两个最先克隆出来的K 通道基因。植物中最先克隆出来的高亲和K 转运体基因,是小麦的HKT1。在棉花的生长发育过程中,K 的作用十分关键。棉花的K 转运蛋白GhKT1在棉纤维的发育中至关重要。综述了高等植物K 吸收运转及调节的分子机制研究方面的最新进展,并对研究的前景进行了展望。     

植物中镉及其螯合物相关转运蛋白研究进展

镉是一种毒性极强的重金属污染物,土壤和大气中的镉通过植物根和叶的吸收在其体内积累。镉不仅影响植物的正常生理代谢过程,严重降低作物产量和品质,还可通过食物链的传递和富集危害人类身体健康。镉胁迫条件下植物会通过一系列的生理反应来减轻镉损伤,其中镉及其螯合物相关转运蛋白在植物抗镉毒害中起重要作用。金属转运蛋白是一类位于植物组织膜上的运输蛋白,其参与金属元素的吸收、转运和区隔过程。目前利用基因工程和现代分子生物学技术,已经鉴定出一系列镉及其螯合物相关转运蛋白,主要包括锌/铁转运蛋白（ZIP）、天然抗性相关巨噬细胞蛋白（NRAMP）、重金属ATP酶（HMA）、金属耐受蛋白（MTP）、阳离子交换体（CAX）、ATP结合盒转运蛋白（ABC）、黄色条纹转运蛋白（YSL）等家族。本文从植物细胞、亚细胞水平综述与镉吸收和转运相关的转运蛋白的分子生物学研究进展,为更好地了解镉在植物体内的差异积累原理、植物抗镉毒害机理和植物吸收转运镉的分子机制提供理论依据。     

植物铜转运蛋白研究进展及其应用价值

土壤铜污染导致农作物质量差、产量低,这是农业生产的主要问题。植物铜转运蛋白具有铜吸收、螯合、区室化和代谢利用等功能,参与调节植物体的铜稳态。本综述概括了植物铜转运蛋白的基因表达特性、亚细胞定位、敲除或过表达对植物的影响;重点阐述了植物铜转运蛋白在铜的吸收和根部保留、长距离运输、细胞内区室化以及生殖器官积累中发挥的作用;并提出了研究的方向和展望。旨在为防范铜轻度污染的农业用地在食品安全方面的潜在威胁,筛选和培育耐铜作物提供科学的理论依据,帮助建立高效的作物选育机制和合理的种植措施。     

三类植物脂类转运蛋白家族研究进展

脂类是生物体内的最重要物质之一。脂质运输是脂质代谢过程中重要环节。植物中参与脂质运输的蛋白质家族主要有三类：脂质转移蛋白(lipid transfer proteins, LTPs)、三磷酸腺苷结合盒转运蛋白(ATP- binding cassette transporter, ABC transporter) 和酰基辅酶A 结合蛋白(acyl- coenzyme A- binding proteins, ACBPs)。由于具有不同的亚细胞定位,这些脂类转运蛋白在脂类代谢过程中发挥着不同的作用。近期研究显示,除了保守的脂质转运功能,这三类脂类转运蛋白还不同程度地参与生长发育和胁迫响应。为进一步深入了解脂质运输在植物生长发育和胁迫响应过程中的作用机制,总结了以上三类脂类转运蛋白家族的结构、分类和不同植物中的亚细胞定位,并着重对脂质运输在生长发育和胁迫响应中的功能进行了整理。尽管大量证据显示这三类脂类转运蛋白在生长发育和胁迫响应中发挥作用,但是,只有少数研究说明脂质运输在其中发挥重要作用,而这些研究多集中在对ACBPs家族的研究中。     

植物对磷饥饿的反应研究进展

磷是构成生命的重要元素之一,也是土壤中有效性最低的一种营养元素。我国是世界上最大的小麦生产国。但是我国耕地中有59%的土壤缺磷。农作物的产量常受到缺磷的影响而受损。土壤缺磷并不是土壤中总磷量低,而是土壤中可供植物直接吸收利用的有效态磷含量低。植物在磷饥饿时会发生各种各样的变化,以尽最大可能满足自身对磷的需求。植物对缺磷的反应是一个复杂的网络过程。大约有100多个基因参与了植物对缺磷的反应。其中主要的有磷转运蛋白基因、核糖核酸酶基因、磷酸酶基因等。植物在吸收外界的磷的过程中磷转运蛋白发挥了重要作用。植物磷转运蛋白基因按照序列相似性可以划分为H+/Pi共转运家族(Pht1家族)和Na+/Pi共转运家族(Pht2家族)。按照吸收动力学的标准可以分为高亲和力磷转运蛋白和低亲和力磷转运蛋白两种。磷饥饿时植物对磷吸收能力的增强的原因之一是增加了磷转运蛋白分子的合成数目。目前尽管人们对植物吸收磷的理解已经有了长足的进步,但是在植物对磷的具体调控机制、磷的跨液泡膜运输等重要方面仍然没有明确的结果。     

水稻‘宜香优2115’OsIRT1基因的克隆及生物信息分析

铁调节转运蛋白(iron-regulated transporter 1, IRT1)是植物从土壤中吸收铁的主要根系转运蛋白,参与植物铁和锌营养吸收过程,也是镉等有毒金属进入植物体内的主要途径。克隆富铁水稻(Oryza sativa L.)中IRT1基因,为研究该基因在植物铁转运过程中的功能提供参考。本研究采用同源克隆法,以富铁水稻品种‘宜香优2115’叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得水稻‘宜香优2115’IRT1基因,命名为OsIRT1-YXY2115,并对其进行生物信息学分析。生物信息分析表明,该基因cDNA编码区长为1 125 bp,编码374个氨基酸,蛋白序列含有9个跨膜结构,编码蛋白分子量为39.06 kD,理论等电点为8.89,溶液中的不稳定指数为45.73,为不稳定蛋白,该蛋白属于锌铁转运蛋白(ZRT/IRT-like protein, Zip)家族成员。序列同源性分析表明,其与已报道的水稻OsIRT1基因(AB070226.1)相似性最高。亚细胞定位预测分析表明,IRT1-YXY2115蛋白定位于细胞质膜中。IRT1-YXY2115基因克隆及其结构、性质与功能的...     

植物SWEET基因家族的研究进展

植物糖转运蛋白SWEET基因家族是近年来发现的一类重要的糖转运蛋白,通过调节糖分在植物体内的转运及分配等,进而在植物的生长发育、生理代谢、抗逆境胁迫等方面起着重要作用。不同物种中SWEET基因所表现的生物学功能不同,对植物生物生命活动起着重要影响。本研究报告了植物SWEET基因家族的蛋白结构、转运机制以及生物学功能的研究现状,旨在为进一步研究SWEET基因家族的其他结构与功能提供理论基础。     

植物生长发育过程中G蛋白偶联受体的研究进展

植物G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)可以调控细胞周期,参与多种信号转导途径进而影响植物生长发育。植物GPCRs介导的G蛋白信号转导途径是一种非常保守的信号机制。本研究归纳了植物GPCR介导的细胞信号途径组分,总结了植物GPCRs在生长发育中的功能,并分析了植物GPCR影响种子萌发、影响幼苗的发育、影响根的生长三方面的研究进展,提出了植物GPCR调控生长发育的模型。     

蔗糖转运蛋白OsSUT2对水稻抗病性的功能分析

蔗糖转运蛋白参与了植物对生物和非生物胁迫的响应,研究蔗糖转运蛋白在植物抗病反应中的作用可以为挖掘新的抗病途径打下基础。OsSUT2影响植株生长发育,主要在将蔗糖从液泡转移到胞质这一跨液泡膜的转运过程中和糖从源器官叶片输出到库器官的过程中起作用。目前OsSUT2对水稻植株抗病性的影响仍不清晰。本研究利用基因编辑技术获得水稻蔗糖转运蛋白OsSUT2的突变体材料,通过病原菌接种实验,探究其与水稻抗病性之间的关系。结果显示,与对照相比,OsSUT2基因敲除后,突变体对稻瘟病和白叶枯的抗病性减弱,并且对水稻部分产量性状造成负面影响。     

短花药野生稻(Oryza brachyantha)AQP家族的全基因组序列鉴定及其特征分析

水通道蛋白(aquaporin, AQP)介导植物各组织间水分转运,参与植物体内物质跨膜转运,在植物各种生理过程中发挥着重要作用。短花药野生稻作为一种具有优良性状的野生稻,其AQP基因家族成员的特征还尚未了解透彻。为此,本研究鉴定了39个短花药野生稻的水通道蛋白基因(ObAQP),根据进化树将其分类,并进行基因结构分析、蛋白质保守基序分析、基因启动子预测和染色体定位分析。结果表明:短花药野生稻中的AQP可以分为PIPs、NIPs、TIPs和SIPs四个亚族;ObAQP蛋白质保守基序大多数都可能参与跨膜转运、通道活动以及膜相关功能;启动子分析表明ObAQP基因至少含有一个应激反应性顺式元件;ObAQP基因在染色体上分布并不均匀。以上分析结果简要归纳了短花药野生稻AQP基因家族的特征,为以后深入研究ObAQP基因功能未来栽培稻性状改良提供了理论依据。     

植物氮素吸收及其转运蛋白研究进展

氮素是植物生长不可缺少的重要营养元素之一,直接影响植物的生长发育和形态建成。植物吸收氮素的过程中受到诸多因素的影响,为了提高氮素利用率,植物形成一套吸收和转运NH4+-N及NO3--N的分子机制。本文综述了影响植物氮素吸收的因素、氮素转运蛋白及其基因调控、氮素高效利用转基因研究进展,旨在为今后提高氮素利用效率及培育氮素高效利用新品种提供理论依据。     

水稻Cd吸收、转运机理研究进展

综述水稻不同营养器官Cd吸收途径以及水稻根系Cd吸收、根系Cd外排、细胞壁Cd固定和液泡区室化作用、根系向地上部运输Cd等过程中参与Cd运输的各种转运蛋白功能的研究,并阐述影响水稻Cd吸收、转运的内在和外在因素,在此基础上提出问题和今后研究方向。     

赤霉素的代谢途径及其受体GID1的功能研究进展

双萜类激素赤霉素(GA)在植物发育的整个生命周期中都起调节作用。生理学和遗传学表明,活性赤霉素可促进植物发芽和生长,在一些物种中,诱导开花的同时调节花、果实和种子的发育。GA的分子机制包括赤霉素(GA)的代谢、转运、感知,及发出信号调节信号回路在赤霉素(GA)途径和其他途径之间控制植物生长和发育对植物内部和外部诱因作出响应。     

水稻卵形蛋白家族基因的功能探究

卵形蛋白家族(OFPs)是一类含有保守OVATE结构域的蛋白质,最早在番茄中发现,被证明与果实形状有关。作为植物特有的新型转录因子,卵形蛋白在植物的生长发育、生物和非生物胁迫过程中发挥着重要的调控作用。水稻基因组中含有33个OFPs编码基因(OsOFPs),广泛参与调节次生细胞壁形成、维管束和胚囊发育以及非生物胁迫应答,且通过参与植物激素介导的信号途径调节水稻粒型和株型发育等过程。本研究结合拟南芥和番茄等植物中的相关研究,系统地总结了OsOFPs的基因功能及其参与调节水稻生长发育和胁迫响应的相关机制,并对OsOFPs家族的研究方向进行了展望,以期为今后OsOFPs的功能探究提供新的研究思路和理论参考。