园艺作物褪黑素的研究进展

褪黑素是一种在生物体中广泛存在的吲哚胺类化合物,在动物中具有调节昼夜节律、提高免疫力和抗衰老的作用,是一种对人类健康有益的保健佳品。现已发现褪黑素在高等植物中广泛存在,其生物合成途径以L-色氨酸为底物,途径色胺、5-羟色胺、N-乙酰-5-羟色胺,最终生成褪黑素。目前,植物中鉴定到的褪黑素合成关键酶有:L-色氨酸脱羧酶(Trp DC)、色氨酸羟化酶(T5H)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAc T)、N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(Ac SNMT)和羟基吲哚-O-甲基转移酶(HIOMT)。虽然目前有关褪黑素在园艺作物中的功能研究还不是很多,但已有研究表明,褪黑素在园艺作物中具有促进生长,增加产量,促进种子萌发,调节光周期,调控根系发育,延迟叶片衰老,影响果实成熟和贮藏等生理功能。而褪黑素的抗氧化特性又赋予它较强的活性氧(ROS)清除能力,且褪黑素能提高光照、温度、水分、盐碱、重金属和氧化胁迫下的抗氧化酶活性。此外,褪黑素还参与了包括生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、水杨酸(SA)、多胺(PAs)和一氧化氮(NO)等物质介导的信号转导途径,组成了控制园艺作物生长、发育和抗性获得的复杂信号网络。文中从"褪黑素在植物中的生物合成,园艺作物中的褪黑素含量及影响因素,褪黑素在园艺作物生长、发育中的作用,褪黑素在园艺作物胁迫应答中的作用,褪黑素调控植物生长发育和抗逆性的信号转导网络"5个方面对褪黑素在园艺生产中的作用进行综述。重点阐述已经发现的褪黑素在园艺作物上的功能作用,对其潜在生理功能进行了预测,并从提升园艺作物褪黑素含量方面展望了今后需重点开展的研究。     

褪黑素对雄性动物生殖机能影响的研究进展

褪黑素在动物体内普遍存在,广泛参与机体的众多生理过程,在雄性动物生殖过程中具有重要的生物学功能。综述了褪黑素分子结构及其作用特点,褪黑素在雄性动物生殖机能中的生物学作用及其可能的机制,旨在为畜牧生产实践中褪黑素的广泛使用提供参考。     

微生物几丁质酶及其在植物病害防治中的作用

几丁质酶广泛存在于植物、动物及微生物细胞和组织中,参与多种生理过程。研究发现许多动物、植物、微生物都可以产生几丁质酶。笔者主要对微生物几丁质酶的特性、功能及几丁质酶在植物真茵病害防治中的应用方面进行了综合论述,并对几丁质酶在植物病害生物防治和抗病基因工程中的应用前景进行了展望。     

褪黑素在葡萄上应用研究进展

对有关褪黑素在葡萄上的研究进展进行综述,介绍不同品种和发育时期葡萄褪黑素含量,褪黑素在葡萄生长发育过程中的功能,参与盐碱、水分、温度和氧化胁迫等抗性调控作用,以及褪黑素与各种植物激素相互作用机制,为褪黑素在葡萄上应用和系统研究提供理论参考。     

一氧化氮在植物根系生长发育过程中的作用研究进展

一氧化氮作为重要的气体信号分子,在植物体内参与的生理调节和信号转导功能已经成为新的研究热点.近年来,有关NO在植物根系生长发育过程中的作用研究取得了较大进展,特别是在植物根系中NO的合成和产生、NO调节植物根系生长和发育的详细具体过程以及这些过程中参与的信号转导途径等方面.本文对植物根系中NO的产生方式、NO在调节植物...     

抗盐蛋白HAL3家族的研究进展

HAL3蛋白家族是近年来发现的一个与真核生物耐盐反应高度相关的新蛋白家族。植物HAL3蛋白家族是一类有较大应用潜力的新型抗盐多功能蛋白,在不同生物中具有调节磷酸酶活性,参与辅酶A合成以及介导光调节植物生长等多种功能。相对于植物中已经发现的其他盐相关因子,不同物种中已发现的HAL3蛋白均与抗盐相关,但在不同生物中HAL3蛋白有不同的功能。综述了酵母中HAL3蛋白的功能及其与逆境的关系、植物中HAL3蛋白的功能及与植物耐盐反应的关系、HAL3蛋白在植物耐盐反应中的作用、辅酶A与植物耐盐性的关系及HAL3蛋白在植物耐盐反应中的作用,并进行了展望。     

植物先天性免疫反应中的细胞死亡及其调控

先天性免疫反应是植物应对外来病原微生物侵害的一种主要策略。与动物相比,植物没有特异性的免疫细胞,其被侵染的细胞需通过复杂的监控机制来启动和激活先天性免疫反应,细胞死亡在该反应中发挥着重要作用。动物中的凋亡、自噬和坏死3种细胞死亡类型在植物细胞中均可能存在,且参与调控植物的免疫反应。植物既可利用产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)等物质抑制或杀死病原菌,也可通过程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)限制病原菌的侵染和扩展。目前,有关植物细胞死亡的作用和调控机制的研究报道还比较紊乱。本文从以下几方面对近年来关于细胞死亡在植物先天性免疫反应中的功能及其调控机制的研究进展进行了概述:1)植物细胞死亡的种类; 2)细胞死亡参与不同层面植物免疫反应的功能; 3) ROS、植物激素和蛋白酶等因子参与调控PCD的功能和机制。同时,对不同细胞死亡信号途径的交叉互作在植物免疫反应中的功能和作用机制提出假说,以期为植物抗病育种提供理论依据。     

褪黑素生物合成及其在植物逆境胁迫中的作用综述

褪黑素是一类广泛存在于动植物和微生物中的保守小分子物质,它能参与调控植物根系发育、种子发芽、叶片衰老以及果实成熟等生理生长过程.近年来诸多研究表明,褪黑素在植物应对生物/非生物胁迫中发挥着重要作用.作为一种抗氧化作用最强的自由基清除剂,它可以直接或通过调控抗氧化酶系统的基因表达水平间接清除活性氧,或通过参与多胺、一氧化...     

褪黑素在园艺产品保鲜中的研究进展

褪黑素在植物中具有调控生长发育、提高抗逆性和延缓衰老等生理功能．随着褪黑素在植物领域的相关研究日益增多,人们对褪黑素在蔬菜、水果和切花等鲜活园艺产品保鲜中的作用及其应用研究也陆续有文献报道．简要述评了褪黑素在园艺产品保鲜中清除细胞内自由基、保持细胞膜完整、调控果实成熟、延缓叶片衰老以及提高抗逆性等主要生理作用及其应用前景．     

姜黄素吸收代谢及其对家禽繁殖调控作用研究进展

姜黄素是从姜科植物（如姜黄）、天南星科植物根茎中提取出来的多酚类化合物,主要在动物肠道中进行吸收代谢,具有抗炎、抗氧化、抗凋亡、抗衰老、神经保护、免疫调节及代谢调控等作用。姜黄素在动物体内生物利用度差,为提高姜黄素的利用度,通常将其制成多种制剂及配型（如膜制剂、纤维制剂、乳制剂、水凝胶制剂、胡椒碱、半萜类化合物、环糊精、葫芦巴膳食纤维和卵磷脂）。不同的制剂及配型可增加姜黄素产物稳定性,保障姜黄素的有效利用。家禽主要通过下丘脑 - 性腺轴负反馈调节机制来调控生殖细胞发育,实现繁殖调控。此外,家禽的繁殖性能易受外部因素影响,其中光照的影响最大。光照刺激产生的褪黑素具有强抗氧化性,能通过缓解卵巢和睾丸组织的线粒体功能障碍来抑制凋亡和衰老,保障下丘脑 - 性腺轴负反馈调节机制的稳定和氧化应激状态下的卵泡发育。肠道微生物产生的血清素是褪黑素的前体物质,可以影响褪黑素的生成;其次肠道微生物刺激肠上皮细胞中的传入神经直接影响下丘脑分泌促性腺激素释放激素;最后,肠道内产生的雌二醇（E2）可以通过血液进入卵巢组织,并促进卵巢发育。研究发现,姜黄素可通过肠道微生物产生的短链脂肪酸在体内发挥功能作用,但姜黄素是否通过肠道微生物产生的短链脂肪酸来影响家禽的繁殖性能亟待探究。该文综述了姜黄素的生物活性、代谢方式、产品研发利用以及对家禽繁殖调控的作用机制及相关研究进展,旨在为姜黄素作为饲料添加剂在家禽生产中的合理应用提供理论参考。     

园艺植物 WRKY 基因功能研究进展

WRKY 转录因子是植物中特有的一类反式作用因子。WRKY 基因家族成员众多,是植物中最大的转录因子家族之一。目前,已在多种园艺植物中对该家族进行了全基因组鉴定。大量研究表明,WRKY 转录因子参与了植物中多种生物学过程,如营养剥夺、胚胎发生、种子发育、毛状体发育、叶片衰老及其他发育和激素调节的过程,是许多调控信号网络的重要组成部分。WRKY 转录因子还可参与植物适应各种逆境的转录调控,已被证明其在生物应激反应中发挥重要作用并参与植物的防御机制,其在植物防御病菌、病毒和虫害调控过程中的重要作用正被逐步揭示。此外,WRKY 转录因子在植物响应环境中非生物胁迫方面的作用也被不断解析,其可参与调控植物对干旱、温度、盐及渗透的响应,并在此过程中发挥正向或负向调节作用。本文基于近年来的相关研究成果,重点综述了 WRKY 转录因子在园艺植物生长发育、胁迫响应和代谢合成方面所发挥的作用和调控机理,进一步明确园艺植物 WRKY 转录因子的重要生物学功能,阐明 WRKY 转录因子介导的转录调控网络,为园艺植物优良性状相关的遗传资源挖掘和分子育种提供理论支撑。     

外源褪黑素对烟草幼苗抗旱性生理机制的影响

为研究喷施外源褪黑素对烟草幼苗不同程度干旱胁迫条件下的影响效应。以烟草幼苗为试验材料,探究喷施100 μmol·L-1外源褪黑素对干旱胁迫下幼苗的生长、光合特性、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响。结果表明,干旱严重影响植物生长,喷施褪黑素缓解了干旱胁迫造成的植株生长抑制,并通过提高叶片叶绿素含量和净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）,降低胞间CO2浓度（Ci）,同时增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性,减少O-2和丙二醛（MDA）的含量,显著增加渗透调节物质的积累,以提高烟草幼苗的抗干旱胁迫能力,结果为褪黑素对烟草幼苗的抗旱性影响机理提供依据。     

调控苯丙烷类生物合成的MYB类转录因子研究进展

大多数植物的次级代谢产物来源于苯丙烷代谢途径,苯丙烷类化合物对植物的生长发育及应答逆境胁迫有重要作用, 同时与人们的生产生活密切相关。随着大量有生物活性苯丙烷类化合物的发现,苯丙烷类生物合成及调控已成为研究热点。目前从植物中已分离出大量的调控木质素、类黄酮、花青素合成的转录因子基因,并对它们的结构、功能及表达模式进行了分析研究;同时发现一些转录因子结合相应顺式作用元件,特异性调控苯丙烷代谢途径相关基因的表达,从而增强植物对环境胁迫的抗性,本文为研究MYB转录因子对苯丙烷类的调控规律提供理论参考。     

植物水通道蛋白的结构特征及其表达调控

水是生物体的主要组成部分,水在细胞和组织间的进出是所有生物代谢的基础。水通道蛋白形成选择性运输水、小分子溶质及气体的膜通道,在植物生长发育过程中起重要的作用。基因所编码蛋白的结构特征及其表达调控与其行使的功能密切相关。随着越来越多的水通道蛋白基因在高等植物中发现,人们对其结构、调控和功能有了更多了解。就水通道蛋白的分子结构以及表达调控方面的研究进展进行了概述。     

高等植物脱落酸的代谢及调节机制

脱落酸(ABA)在种子的发育、休眠、萌发以及植物的营养生长、环境胁迫响应等过程中具有重要作用,植物体具有控制ABA的合成、降解、信号感知及其信号转导的调节机制。目前对高等植物ABA的合成途径及其调节机制的研究已比较深入,合成途径中的所有关键酶基因都已鉴定出,但对ABA分解代谢的研究则相对滞后。概述了ABA的生物合成、分解代谢途径及其调节机制。     

Genetic control of melatonin synthesis in the pineal gland of the mouse

Pineal melatonin may play an important role in regulation of vertebrate circadian rhythms and in human affective disorders. In some mammals, such as hamsters and sheep, melatonin is involved in photoperiodic time measurement and in control of reproduction. Although wild mice (Mus domesticus) and some wild-derived inbred strains of mice have melatonin in their pineal glands, several inbred strains of laboratory mice (for example, C57BL/6J) were found not to have detectable melatonin in their pineal glands. Genetic analysis suggests that melatonin deficiency in C57BL/6J mice results from mutations in two independently segregating, autosomal recessive genes. Synthesis of melatonin from serotonin in the pineal gland requires the enzymes N-acetyltransferase (NAT) and hydroxyindole-O-methyltransferase (HIOMT). Pineal glands from C57BL/6J mice have neither NAT nor HIOMT activity. These results suggest that the two genes involved in melatonin deficiency are responsible for the absence of normal NAT and HIOMT enzyme activity.