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。     

木质素生物合成调控基因工程研究进展

木质素生物合成是植物体内比较复杂的生化过程,存在多基因、多条途径交互作用。基因工程调节植物木质素合成已成为国际上研究的热点。综述了转基因技术调控植物木质素生物合成的研究进展。提出创造低木质素含量和组分改变的优质新品种,对于造纸和纺织工业等的可持续发展具有重要的意义。     

人参皂苷生物合成及调控功能基因研究进展(1)

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。     

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。     

植物花青素生物合成与调控研究进展

花青素是植物体内非常重要的一类次生代谢物,有很强的药理活性。花青素在医药保健、药用植物开发等方面具有重要的研究价值和应用潜力。目前研究者基本探明了花青素生物合成途径和分子调控机制,但还没有完全掌握花青素合成的整个网络体系,还需要继续加强对花青素生物合成与调控的研究。因此,对植物花青素生物合成途径、反应酶、结构基因、调控基因及转录因子进行综述,旨在为花青素类植物品种改良和开发提供理论支持。     

植物甾醇与三萜类皂苷生物合成基因调控的研究进展

植物甾醇和三萜类皂苷是2种具有调节生物体系免疫力,抗血糖过多,抗癌症等生理功能的植物次生代谢产物。它们在生物合成过程中有许多关键酶,如鲨烯合成酶(SS)、鲨烯氧化酶(SE)、氧化鲨烯环化酶(OSCs)和糖基转移酶(GT)等。综述了这些关键酶在催化机理、基因克隆与表达调控方面的研究进展,并简要探讨了通过这些关键酶的代谢工程研究来增产植物甾醇和三萜类皂苷的广阔前景。     

植物花青素生物合成转录调控研究进展

花青素是高等植物中发现的一种次生代谢物,能够决定花和果实的颜色,保护植物免受各种生物和非生物胁迫损伤。花青素生物合成由一系列结构基因编码的酶催化完成,属于类黄酮途径一个特异分支,其合成结构基因的表达受由MYB、bHLH和WD40 3类转录因子组成的MBW（MYB-bHLH-WD40）转录复合体协同调控。文章主要就MYB、bHLH和WD40 3类转录因子在调节结构基因表达和花青素合成中的功能和作用进行综述。     

植物花青素生物合成途径相关基因研究进展及其基因工程修饰

对植物花青素生物合成及调控基因的研究进展、基因工程在调控花青素合成途径中的应用进行了综述。植物花青素生物合成属次生代谢途径,对该途径关键酶基因的调控可降低或提高目标化合物的产量,可通过调控植物次生代谢的方式对植物进行遗传改良。对植物通过积累花青素来适应紫外线辐射、防卫害虫及真菌侵害的分子机制进行研究,有助于培育抗病、抗逆的植物新品种。     

植物番茄红素生物合成相关基因的表达调控研究进展

对植物番茄红素生物合成途径中相关酶基因表达调控的最新研究进展进行了综述,并展望了其发展前景。     

MYB转录因子调控植物花青素生物合成的研究进展

MYB转录因子是植物重要的调控因子,可与bHLH和WD40类转录因子形成二元MYB-bHLH或三元MBW复合体,对植物花青素合成与积累起着至关重要的作用.本文综述了花青素合成途径、MYB转录因子类型、MYB转录因子正向及负向调控、MYB转录因子调控机制等方面的研究进展,并对相关后续研究进行了探讨与展望.本综述可为花青素...     

植物细胞培养技术合成次生代谢物质研究进展

 利用植物细胞培养技术生产次生代谢产物近年来取得很大进展,但如何增加目的产物产量使该技术实现工业化生产是亟待解决的难题。从筛选高产细胞系、优化培养环境、调节营养水平、前体饲喂、诱导子添加及β-环糊精使用等方面综述了国内外最新的增产策略。另外毛状根培养、固定化培养和生物转化研究正成为工业化生产次生代谢产物的重要技术来源。     

穿心莲内酯生物合成与调控的研究进展

穿心莲内酯是中药材穿心莲的主要活性成分,具有清热解毒、抗菌消炎、保肝利胆等功效,临床上 主要用于治疗小儿肺炎和上呼吸道感染等疾病。近年来,由于环境因素长期影响、品种纯度不高以及优良品种选育 工作滞后等原因,很大程度上限制了穿心莲的品质提升。在穿心莲药材质量评价中,穿心莲内酯的含量是一项非常 重要的指标,通过解析穿心莲内酯生物合成的分子机制及积累规律,有助于提升穿心莲药材质量。该文综述了穿心 莲内酯的生物合成途径与分子调控机制,穿心莲内酯的生物合成主要分为两大阶段,即穿心莲内酯前体的合成阶段 和穿心莲内酯合成的修饰阶段,其中前体合成研究已经较为清楚,但有关穿心莲内酯合成修饰阶段的途径和关键酶 的挖掘还处于空白水平,需进一步研究。通过从环境因素和栽培措施两个层面对穿心莲内酯合成积累的关键影响因 子进行挖掘,有利于建立完善的高品质穿心莲种植体系。此外,对调控穿心莲内酯生物合成的研究进展进行总结和 展望,可为穿心莲药材品质提升提供参考。     

转录因子对木质素生物合成调控的研究进展

木质素是维管植物次生细胞壁的重要组分之一,具有重要的生物学功能。木质素分子与细胞壁中的纤维素、半纤维素等多糖分子相互交联,增加了植物细胞和组织的机械强度,其疏水性使植物细胞不易透水,利于水分及营养物质在植物体内的长距离运输。木质素与纤维素共同形成的天然物理屏障能有效阻止各种病原菌的入侵,增强了植物对各种生物及非生物胁迫的防御能力。然而木质素的存在也给人类的生产实践带来诸多负面影响,如造纸业中,由于必须使用大量化学药品去除木质素,加大了造纸成本,严重污染了环境;饲草中的高木质素含量则影响牲畜的消化吸收,降低了饲草的营养价值;过高的木质素含量也影响了人类对生物质能源的发酵利用。因此,利用基因工程改造植物木质素的可降解性意义重大。在高等植物中,木质素通过苯丙烷途径和木质素特异途径合成。在拟南芥中,NAC、MYB以及WRKY类转录因子都参与了对木质素生物合成的调控。在拟南芥中,MYB26可激活NST1/NST2的转录;WRKY12可与NST2的启动子区结合并对其表达进行负调控;SND1（NST3）和NST1主要在纤维次生壁的形成中发挥作用,两者功能有冗余;NST1和NST2在调控花药壁的次生壁的增厚中功能有冗余;VND6和VND7则主要在木质部导管的分化中起重要作用,这些NAC类转录因子通过与下游的MYB类转录因子如MYB83、MYB46及（或）MYB58、MYB63、MYB85和MYB103的结合对木质素合成基因的表达进行正调控,而MYB75对木质素生物合成进行负调控。多数MYB转录因子通过与下游木质素生物合成途径基因启动子区的AC元件（I、II和III）结合从而对其表达进行调控。研究表明,bHLH类转录因子也参与了对木质素生物合成的调控。文章综述了各类转录因子对木质素生物合成调控的最近进展,绘制了拟南芥中木质素生物合成的主要调控网络,同时也总结了其他物种（如水稻、小麦、玉米、桉树、松树和杨树等）中已发现的对木质素生物合成进行调控的转录因子。随着高通量测序技术的发展,研究者有望在更多的物种中发现参与木质素生物合成调控的关键转录因子,这些研究将对通过基因工程改造木质素的组成具有重要的借鉴意义。     

木质素生物合成及其基因调控研究综述

木质素是木材中仅次于纤维素的主要成分，占木材干重15％-36％，对造纸业有很重要的影响。通过探索其生物合成途径，针对合成过程中的不同酶系：PAL、C4H、4CL、CCR、CAD、COMT等，采用基因工程的反义技术构建调控基因进行转化，可以达到降低木质素含量、改变其化学结构和组织的目的。综述了用于木质素基因工程、合成酶基因的克隆和表达研究现状，并指出了功能基因组和基因芯片技术在木质素合成途径研究中的应用前景。     

类黄酮及茶儿茶素生物合成途径及其调控研究进展

 类黄酮化合物是植物的次生代谢产物,广泛分布于植物界且具有较强的生物活性。儿茶素是主要的类黄酮化合物之一,其含量占茶树鲜叶干重的12%～25%。作为茶叶的主要风味物质,儿茶素还具有抗氧化、抗诱变与防癌、抗心血管疾病、抗紫外线辐射等功能。本文从类黄酮及茶儿茶素的生物合成途径、组织化学定位、合成调控措施等方面,综述有关茶树儿茶素的生物合成代谢及其调控的研究进展,旨在为茶儿茶素生物合成的基因调控、代谢工程提供新的思路。     

多杀性巴氏杆菌荚膜的生物合成及其调控机制研究进展

多杀性巴氏杆菌可广泛感染多种动物,引起出血性败血症或传染性肺炎。多杀性巴氏杆菌的细胞表面具有一层黏液样的荚膜多糖,是其重要的结构成分和毒力因子,在细菌与宿主的相互作用中起到重要作用,促进细菌粘附于宿主表面,增强细菌的毒力。多杀性巴氏杆菌荚膜的分子结构与脊椎动物的糖胺聚糖（GAG）相似,都由重复的二糖单元聚合形成线性多糖链,这是该菌在感染宿主过程中进行分子伪装、抵抗吞噬和发生免疫逃逸的重要免疫学物质基础。近年来,在多杀性巴氏杆菌荚膜的生物合成及其调控机制方面取得了一系列重要的研究进展,为多杀性巴氏杆菌荚膜的分子致病机理研究提供了一定的基础知识,为多杀性巴氏杆菌荚膜多糖疫苗的研发提供了理论依据。文章系统阐述了多杀性巴氏杆菌荚膜的生物合成途径及其表达调控机制,主要包括荚膜的血清分型、荚膜多糖的成分与结构、荚膜的生物合成基因簇与功能、荚膜多糖的分子合成机制、荚膜生物合成基因簇的表达调控机制,共5个方面。依据荚膜抗原,多杀性巴氏杆菌可分为A、B、D、E、F共5种荚膜血清型。A型荚膜GAG成分是透明质酸、D型是肝素、F型是软骨素,分别由其相应的二糖单元[β-葡糖醛酸/β-乙酰葡糖胺]、[β-葡糖醛酸/α-乙酰葡糖胺]、[β-葡糖醛酸/β-乙酰半乳糖胺]重复构成;B型荚膜多糖是由阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖以某种结构形式聚合而成,E型荚膜多糖的成分与化学结构尚不确定。多杀性巴氏杆菌A型、B型、D型、E型和F型荚膜多糖生物合成的相关基因以基因簇的形式存在,分为3个不同的功能区,R1、R2和R3;R1区负责转运荚膜多糖,R2区负责单糖的活化和荚膜多糖的组装,R3区负责荚膜多糖的修饰（磷脂替换）;根据R2区结构和基因数量的不同又可将5种荚膜的生物合成基因簇分为两类：A型、D型、F型为I类,R2区含有4个基因;B型和E型为II类,R2区含有9个基因,且利用R2区特异性基因设计引物,可以通过PCR方法快速鉴定多杀性巴氏杆菌的荚膜血清型。多杀性巴氏杆菌的荚膜GAG在细胞质中生成,由R1区编码蛋白所形成的ABC转运体输出至细胞表面,末端糖脂通过分子间氢键与细胞壁紧密结合,形成菌体表面的粘液状荚膜;在多杀性巴氏杆菌荚膜GAG的生物合成过程中,位于R2区的糖基转移酶基因决定了活化单糖的种类和组装后荚膜多糖的类型。在多杀性巴氏杆菌荚膜的生物合成基因簇中,R1和R2区形成一个操纵子,转录方向一致,而R3转录方向与其相反,两者的启动子区域均位于R2和R3区域之间的DNA序列上;多杀性巴氏杆菌荚膜生物合成基因簇的转录过程受Fis蛋白正向调控,翻译过程主要受Hfq蛋白正向调节。     

植物组织特异性启动子研究进展

在植物生长发育的不同阶段和植物与环境的互作过程中,其结构和形态会发生极大变化。这些变化是由一系列基因在特定组织、特定时间表达所控制,这一精准的调控"开关"就是植物组织特异性启动子。基于这类启动子表达部位专一的特性,目前在模式植物(拟南芥、烟草)、粮食作物(玉米、水稻、小麦等)和经济作物(棉花、油菜、花生等)中均有大量的研究。综述了植物组织特异性启动子的研究近况,并展望分离鉴定和应用组织特异性启动子的创新性研究途径。     

反义技术及其在植物基因工程中的应用

反义技术是根据核酸杂交原理设计反义核酸来人为控制基因表达的方法,现已成为基因工程中的常用技术。文中就反义技术的作用机制、在植物基因工程中的应用及其前景作简要综述。     

植物纤维素生物合成研究进展

综述了植物纤维素生物合成研究进展及最新研究情况,并展望了该研究的方向及趋势。