独脚金内酯的生物合成及其调控

为了解独脚金内酯生物合成最新研究进展,本研究以“独脚金内酯”为关键词,检索了2000—2020年NCBI数据库发表的相关文献资料,综述了近20年来独脚金内酯的生物合成通路和相关基因的功能研究进展,并对独脚金内酯在非生物胁迫作用中的功能以及与其他激素的相互作用进行概括。结果表明:1)独脚金内酯生物合成的通路是保存的,并可能与其他通路有交互作用;2)独脚金内酯的功能是多样的,在植物生长和发育的多个阶段发挥作用;3)独脚金内酯生物合成相关基因不仅是生物合成的关键基因,还可以与其他激素互作参与调控作用。在独脚金内酯生物合成及其调控作用的研究取得了重要突破的基础上,今后着重的研究方向可能是在产量形成机制、形态建成以及激素的调控作用机理等方面的研究。     

新型植物生长调节剂独脚金内酯生物学功能及应用

独脚金内酯(Strigolactones,SLs)是独脚金醇类化合物的总称,是近年来发现的一类能够调控植物内源性发育过程的信号分子,被称为新型植物生长调节剂。近几年来,对独脚金内酯的研究已经越来越多,新的独脚金内酯类化合物及其功能研究报道较多。综述了最近几年来独脚金内酯生物学功能及在农作物种植方面的应用,并对独脚金内酯的研究方向进行了展望。     

独脚金内酯生物学结构特性、功能基因组学、表观遗传学及应用

[目的]为独脚金内酯相关研究提供参考。[方法]对独脚金内酯研究现状进行简要分析,主要从独脚金内酯的生物合成、功能基因组和表观遗传的角度上进行综述。[结果]发现独脚金内酯作为一类新型的植物激素,在植物与根际之间发挥着重要的作用。这类化合物可以诱导丛枝菌根菌丝分枝以及寄生植物种子的萌发。此外,它与生长素和细胞分裂素一样,参与植株的形态建成。目前,已从拟南芥、水稻和豌豆等植物突变体中鉴定出独脚金内酯代谢的相关酶类:胡萝卜素异构酶、类胡萝卜素裂解双加氧酶以及P450单加氧酶。功能基因组学和表观遗传学为独脚金内酯相关基因的表达调控研究提供了新的方向。[结论]独脚金内酯参与调控植物的生长发育以及植物与微生物的相互作用,已在农业生物领域开始广泛应用,因此,对其开展深入而透彻地研究是非常必要的。     

独脚金内酯合成路径及抗逆性研究进展

独脚金内酯(strigolactone,SL)是一类萜内酯,来源于类胡萝卜素生物合成途径,是通过一系列的酶促反应合成的。但关于独脚金内酯的生物合成路径尚未研究透彻,目前已经了解到D27蛋白、CCD7蛋白、CCD8蛋白、P450蛋白在这一过程中发挥着不可忽视的作用。现已从豌豆、水稻、矮牵牛、拟南芥等多分枝突变体中克隆得到多个与SL合成、传导途径相关的基因。其中,D27、CCD7和CCD8是独脚金内酯合成途径的上游基因,经过双加氧和脱氢,最后在MAX1的作用下生成了5-脱氧独脚金醇。独脚金内酯是一类新型激素,能够诱导根寄生植物种子萌发并且加快丛枝真菌出现分枝,有着阻碍植物分枝生长的作用,从而抵御各种胁迫,对植物的生长具有重要意义。     

独脚金内酯对干旱胁迫‘赤霞珠’葡萄幼苗生长的影响

【目的】探索独脚金内酯对干旱环境下‘赤霞珠'幼苗生长的影响。【方法】以酿酒葡萄‘赤霞珠'实生苗为材料,叶面喷施0.2 mg/L独脚金内酯的人工合成类似物GR24,以喷施蒸馏水为对照,3 d后进行自然干旱处理(停止浇水),采用烘干称重法每天检测土壤相对含水量,分别在自然干旱第4 (水分适宜期)、8 (轻度胁迫期)、12(中度胁迫期)和18(重度胁迫期)天采样,研究独脚金内酯处理后干旱胁迫对葡萄幼苗生长、根系、生物量、叶绿素含量和细胞超微结构的影响。【结果】干旱胁迫过程中,与对照相比,独脚金内酯处理组‘赤霞珠'幼苗叶片变黄、萎蔫的程度均有所减轻,幼苗生长状态更好,株高和茎粗升高,地上部和地下部干鲜质量、根冠比均极显著增加;独脚金内酯处理组‘赤霞珠'幼苗根长、根系平均直径、根系表面积和根体积均极显著提高,根尖数和根分枝数增多;独脚金内酯处理组‘赤霞珠'幼苗叶片相对含水量呈降低趋势,但变化曲线较对照平缓,叶片电导率和相对水分亏缺呈上升趋势,但变化过程也较对照组平缓;随干旱胁迫时间的延长,各处理‘赤霞珠'幼苗叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均呈降低趋势,但独脚金内酯处理组幼苗叶绿素含量的降幅较对照组小。细胞超微结构观察表明,与对照相比,独脚金内酯处理组‘赤霞珠'幼苗叶肉细胞和根尖细胞结构更完整。【结论】喷施独脚金内酯对干旱胁迫下‘赤霞珠'幼苗的生长发育有促进效应。     

甘蔗独脚金内酯生物合成基因ScCCD8的克隆与表达分析

【目的】克隆甘蔗的ScCCD8,分析其序列特征并预测其功能,研究在甘蔗不同组织部位、不同胁迫处理条件以及不同生长时间点ScCCD8的表达情况,为该基因在甘蔗基因工程育种中的应用提供理论支撑。【方法】以NCBI中检索的甘蔗CCD8同源片段EST序列为模板设计引物,扩增甘蔗CCD8的片段,采用RACE和RT-PCR技术分别从甘蔗品种新台糖22号中克隆CCD8的5′、3′目的片段和全长cDNA序列,以生物信息学方法对序列进行预测分析,利用qRT-PCR方法分析CCD8在不同组织、不同逆境胁迫条件下和不同生长时间点的表达特性。【结果】克隆获得甘蔗CCD8,命名为ScCCD8,GenBank登录号为KP742973.1。该cDNA全长2 016 bp,含有1个1 623 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码540个氨基酸,编码的蛋白质分子量为59.534 kD。生物信息学分析表明ScCCD8编码的蛋白是定位于叶绿体上的非分泌性蛋白,不是典型的跨膜蛋白,没有信号肽位点。存在着多个糖基化位点和磷酸化位点等活性位点。序列分析表明,ScCCD8与其他植物的CCD8蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,甘蔗ScCCD8与高粱的CCD8蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析表明,ScCCD8的表达具有组织特异性,在根中的表达量最高,是老叶中表达量的18倍。其在模拟重度干旱胁迫（20% PEG）、盐胁迫（200 mmol·L^-1 NaCl）、磷缺乏（1/8 mmol·L^-1）和营养缺乏(纯水培养)4种胁迫处理下,茎尖中的ScCCD8均被诱导表达,且在处理24 h以后,ScCCD8的表达量增加较为明显。在不同生长时期,ScCCD8在甘蔗不同生长时期的茎尖中均有表达,且在幼苗期的表达量高于萌芽期和分蘖期。【结论】从甘蔗品种ROC22中克隆获得的甘蔗独脚金内酯生物合成关键基因ScCCD8是CCD8基因家族成员,推测ScCCD8可能与甘蔗SLs响应逆境胁迫有关。     

独脚金内酯抑制因子D53/SMXLs基因的研究进展

独脚金内酯(strigolactones, SLs)是一种新型的植物激素,参与调节植物分枝、生殖发育及叶片衰老等多种生物学过程。D53/SMXLs是独角金内酯信号转导通路中的抑制因子,在独脚金内酯信号转导中起重要作用。介绍了国内外最新关于独脚金内酯信号抑制因子D53/SMXLs的进展,综述了D53/SMXLs的发现、结构、信号转导机制、分子生物学功能及其他功能的研究成果。最后从三方面指出独脚金内酯信号途径有待完善与研究的内容。     

干旱条件下喷施独脚金内酯对小麦光合特性、抗氧化能力和产量的影响

干旱条件下,在小麦开花初期叶面喷施独脚金内酯类似物(GR24),研究干旱条件下独脚金内酯对小麦叶片光合特性、抗氧化能力和产量的影响,为干旱条件下小麦的生产管理提供理论与技术支撑.结果表明,在干旱条件下,喷施独脚金内酯总体上可提高小麦旗叶的叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、可溶性...     

转录组和代谢组揭示独脚金内酯缺失影响水稻根和叶中的脂质和黄酮代谢

对水稻的独脚金内酯合成突变体d17及野生型水稻ZH11进行转录组研究,结果表明,在d17的根和叶中的248和441个差异表达基因在脂质代谢路径上出现富集。代谢组检测结果表明,脂质和黄酮类物质的含量在d17突变体和ZH11中表现出显著差异。进一步研究发现,d17中的溶血磷脂和黄酮的含量显著降低,相关基因的表达水平下降,表明独脚金内酯参与调控水稻体内的黄酮和脂质代谢。研究结果可为研究独脚金内酯调控水稻体内次生代谢及生长发育提供参考。     

胸腺肽生物学功能的研究进展

对胸腺肽生物学功能的研究进展作一综述,包括胸腺肽对免疫系统、生殖系统及脂类代谢的调节作用和与神经内分泌系统的相互调节作用,并提出今后胸腺肽在农业中的研究重点。     

生物入侵生态学研究进展

概述了生物入侵的过程和途径、入侵机理及其生态学效应,在此基础上,提出了相关对策。     

微生物源农药的研究进展

对生物防治、细菌类微生物农药、真菌类微生物农药、防线菌类微生物农药的研究和开发进展进行了综述;对微生物源农药的特点作了简单论述;对当前微生物源农药存在的问题进行了分析。认为微生物源农药资源丰富,大有发展前途;并提出了我国发展生物农药的方向和侧重点。     

生物多糖研究进展

对生物多糖的提取、分离纯化以及降血糖、抗氧化、抗肿瘤等重要功能活性的研究进展进行了综述,并对其应用前景进行了展望.     

生物入侵机理研究进展

综述生物入侵机理的生态学研究、生理学研究、分子生物学研究,并展望今后的研究方向。     

麦冬皂苷生物活性研究进展

综述近年来麦冬皂苷在改善学习记忆障碍、抗衰老、延长存活时间、抑制中性粒细胞呼吸暴发、保护心脑血管、促进细胞增殖、抗组织损伤、自由基清除、抑菌作用、降血糖作用以及抗肿瘤作用等多方面的生物活性研究进展,以期为今后对麦冬及其皂苷类活性成分的深入研究和开发利用提供参考。     

松多酚生物活性研究进展

松多酚是一种来源广泛、资源价值极高的天然产物,具有一系列独特的化学性质和生物活性,可广泛应用于食品、医药、化妆品、保健品及高分子材料等领域。通过对松多酚抗氧化、降血糖、降血脂、降血压、抗癌、抗茵、抗炎及抗辐射等方面的研究进展进行综述,进一步为松多酚的应用提供理论依据。     

真菌毒素生物防治研究进展

真菌毒素是一类由丝状真菌在适宜的条件下产生的有毒次级代谢产物,可在作物收获前和贮藏期间广泛污染油料作物、禾谷类作物、豆类作物、坚果类及其加工品,不仅导致产量降低、品质下降,而且对人类和动物的健康也造成严重危害。评述了主要真菌毒素的种类、危害、限量及其生物防治研究现状,介绍了黄曲霉毒素和镰刀菌毒素生防微生物及活性物质的筛选新模型,提出了我国真菌毒素生物防治研究的政策与重点领域。     

烟草病虫害生物防治的研究进展

烟草是我国重要的经济作物之一,其虫害种类繁多,给烟草生产带来的极大的危害,造成了巨大的损失。从生防微生物、天敌昆虫、昆虫信息素和转基因技术在烟草病虫害防治方面对烟草病虫害生物防治的研究进展进行了综述,以期为同类研究提供借鉴参考。