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。     

蝴蝶兰基因工程研究进展

蝴蝶兰是研究花的发育分化及着色机制的理想材料。蝴蝶兰查儿酮合成酶(CHS)基因、类黄酮3′,5′-羟基化酶基因和ACC合成酶基因的分离和克隆为蝴蝶兰的花色机理和子房发育研究提供了基础。该文对蝴蝶兰的基因分离与克隆、蝴蝶兰以原球茎为材料采用基因枪法或农杆菌侵染法转化获得转基因植株等研究进展进行了综述,指出了蝴蝶兰基因工程研究主要集中在花色改良和抗病害方面,以期为蝴蝶兰基因工程研究提供参考。     

根域限制对‘巨峰’葡萄花色苷代谢途径关键基因表达的影响

【目的】阐明根域限制调控葡萄果皮花色苷合成的分子机制。【方法】以‘巨峰’葡萄为试材,进行根域限制栽培处理,以传统露地栽培为对照,研究‘巨峰’葡萄果实发育过程中果皮花色苷合成相关酶基因转录水平的变化,以及根域限制对果实成熟过程中果皮花色苷合成相关酶基因转录水平的影响。【结果】PAL、4CL、CHS2、CHS3、CHI、F3H1、F3H2、DFR、LDOX、F3’H、F3’5’H、OMT、3GT、5GT的转录水平自转色期开始升高,接近成熟期下降。根域限制下‘巨峰’葡萄花色苷合成相关基因PAL和F3’H的转录表达在果实成熟的部分时期受到上调,而4CL、CHS2、CHS3、CHI、F3H1、F3H2、DFR、LDOX、F3’5’H、OMT、3GT、5GT的转录表达在转色期至成熟过程中均受到了上调,CHS1在果实发育过程中其转录表达无明显上调变化且根域限制与对照差异不大。【结论】根域限制促进了葡萄果皮花色苷合成途径中14个相关基因的转录表达。     

花色素苷生物合成与分子调控研究进展

花色素苷是决定植物花色的主要色素,其生物合成是目前研究得最为清楚的植物次生代谢途径之一。花色素苷的生物合成主要由于F3H,F3'H和F3'5'H三个关键酶的作用形成3个分支,最终分别生成橙色到砖红色的天竺葵素糖苷,红色的矢车菊素糖苷和蓝色到紫色的飞燕草素糖苷,因此, F3'H,F3'5'H和DFR基因是利用遗传转化引入花卉植物原本缺乏的花色代谢途径的关键基因。花色素苷合成结构基因的转录调控是目前研究的热点,对结构基因的转录进行调控的转录因子主要包括两大类相互作用的因子－bHLH和MYB类转录因子,花色素苷合成的转录调控机理的基本模式,包括bHLH和MYB类因子之间的相互作用,以及它们对结构基因顺式元件的识别和结合已经阐述的比较清楚。另外,对于一些处于bHLH和MYB上游的, WD40类因子和光敏色素的研究开启了从信号传导到花色素苷合成的整个调控过程的研究。     

川乌头F3′5′H基因的cDNA克隆与表达分析

利用RT-PCR结合RACE技术,从川乌头(Aconitum carmichaeli Debx.)花朵中克隆到1个类黄酮-3′,5′-羟基化酶基因的cDNA全长序列,全长1720bp,包含1个编码506个氨基酸的开放阅读框,命名为Ac-F3′5′H(GenBank登录号:JN635708)。序列分析表明Ac-F3′5′H编码的氨基酸序列中包含有已确定的保守基序,包括CYP基序、I螺旋区和血红素结合区等。氨基酸序列比对显示Ac-F3′5′H与其它物种的F3′5′H有很高的序列相似性。以川乌头18SrRNA基因(FJ748878)为内参,通过半定量RT-PCR对Ac-F3′5′H的时空表达模式进行了分析,结果显示Ac-F3′5′H随花朵发育,表达量呈递增趋势,并且在正在开放的花朵中达到最高,而在根、茎、叶中不表达,推测该基因可能在调节川乌头蓝色花朵形成中发挥作用。     

枣果实黄烷酮-3-羟化酶基因(F3H)的克隆及生物信息学分析

以枣果实为试材,采用同源克隆的方法,利用转录组测序结果设计F3 H基因特异引物序列,成功克隆得到了枣果实F3 H基因全长,对其进行了生物信息学分析,并对该基因含量变化与花色苷的关系进行了研究。结果表明:F3 H基因全长1 336bp,编码367个氨基酸残基。根据基因序列比对结果,枣果实F3 H基因编码的氨基酸序列与龙眼(Dimocarpus longan)、橄榄(Canarium album)、荔枝(Litchi chinensis)及川桑(Morus notabilis)的一致性分别为90%、90%、89%、89%。半定量RT-PCR法分析表明,该基因在枣果实的红熟期表达量最大,其次为枣果实的半红期,而枣果实的绿熟期表达量最低;该基因表达量变化与花色苷含量变化一致。     

刺葡萄R2R3-MYB转录因子VdMYB14调控类黄酮合成功能解析

【目的】类黄酮作为葡萄果实中一类重要次生代谢物质,进一步研究其合成调控机制对于提高果实品质具有重要意义。【方法】结合前期研究基础,以会同黑果刺葡萄(Vitis davidii‘1338’)为试材,通过qRT-PCR分析VdMYB14在6个果实不同发育阶段果皮中的表达水平变化。利用MEGA软件构建系统发育树,分析VdMYB14蛋白与其他类黄酮相关MYB蛋白的系统发育关系。利用亚细胞定位技术分析VdMYB14在细胞中的位置。在烟草中异源表达VdMYB14基因,验证其对类黄酮合成的调控功能。【结果】VdMYB14蛋白与苹果花色苷合成负调控因子MdMYB111同源度较高,亚细胞定位发现VdMYB14定位在细胞核中。与野生型相比,VdMYB14转基因烟草株系的花中原花色素含量增加,花色苷积累减少。过表达VdMYB14烟草花中,原花色素合成关键基因NtLAR和NtANR的表达量显著上调,而花色苷合成关键基因NtUFGT的表达量显著下调。【结论】VdMYB14基因能够促进原花色素合成途径关键基因的表达,抑制花色苷合成关键基因的表达,导致类黄酮前体物质倾向于原花色素合成途径,从而抑制花色苷合成,促进原花色素积累。     

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。     

果实花色苷合成激素调控的研究进展

色泽是果实的重要商品指标,果实的着色状况取决于花色苷的含量,而果实中花色苷的合成与植物激素关系密切.现综述了植物激素调控花色苷合成的机理研究近几年取得的进展,介绍了花色苷的种类、合成途径、控制基因及基因表达,详细阐述了果实花色苷合成过程中五大类植物激素的调控作用.     

类黄酮色素基因工程在园林植物花色改良上的研究进展

园林植物花色形成是受黄酮类化合物、类胡萝卜素和生物碱等物质共同作用的结果。其中,类黄酮色素在植物花色改良上研究较多,机理较为清楚。本文综述了类黄酮色素基因工程在园林植物花色改良上的最新研究进展,并阐述其发展前景。