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植物萜类生物合成相关酶类及其编码基因的研究进展 总被引：13，自引：0，他引：13
萜类化合物是植物界广泛存在的一种次生代谢物质,其种类繁多,不仅在植物的生命活动中扮演重要的作用,而且还被广泛的应用于工业、医药卫生等方面。萜类化合物的合成包括甲羟戊酸和丙酮酸两条途径,二者都是以异戊烯基焦磷酸为主要的代谢中间产物。萜类化合物的合成较为复杂,其过程受多种酶协调控制,根据各种酶在萜类合成不同阶段的作用,可将其分为Ⅰ、Ⅱ、和Ⅲ类酶。当前人们对其研究主要是Ⅰ类和Ⅱ类酶,试图弄清其合成机理以生产更多有用的萜类化合物。本文综述了植物次生代谢物质萜类的生物合成途径,催化主要中间产物形成相关酶的研究进展,并对其研究前景作简要展望。 相似文献
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罗马洋甘菊HMGR基因的克隆与表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
3-羟基-3-甲基戊二酰-CoA还原酶(3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase,HMGR)是植物萜类化合物甲羟戊酸合成途径中的关键限速酶。为研究HMGR基因在洋甘菊萜类化合物合成代谢中的功能,根据前期罗马洋甘菊转录组注释HMGR的Unigene序列设计引物,以罗马洋甘菊c DNA为模板,采用RT-PCR方法,从罗马洋甘菊中克隆得到一个长为1 856 bp的HMGR基因,命名为CnHMGR(Gen Bank登录号为KU589282)。CnHMGR基因序列包含1个1 746 bp长的开放阅读框,编码582个氨基酸,生物信息学软件预测蛋白质分子量和等电点分别为62.5 k Da和6.80。氨基酸序列多重比对结果显示,CnHMGR蛋白质与其他植物的HMGR蛋白具有高度相似性,并包含HMGR蛋白质家族中的2个HMG-CoA结合基序:TTEGCLUA、EMPVGYVQIP以及2个NADP(H)结合基序:TVGGGT、DAMGMNM,表明CnHMGR属千罗马洋甘菊HMGR家族成员。组织表达分析显示CnHMGR在罗马洋甘菊的不同组织均有表达,在花中表达量最高,在茎中表达量最低。通过对CnHMGR基因的克隆及表达特性分析,为后续深入研究其在洋甘菊倍半萜合成途径中的功能奠定了理论基础。 相似文献
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植物花香物质合成与调控研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
花香是观赏植物重要的观赏性状之一,深受消费者的欢迎。花香物质主要是萜类和苯环型化合物。萜类化合物中的单萜和倍半萜是观赏植物主要的花香成分,它们分别是通过MVA和MEP途径,在萜类合酶的催化作用下合成。萜类合酶的种类和功能决定了萜类物质的多样性,随着大量有价值的萜类被发现,萜类合酶已成为萜类化合物生物合成及调控的研究焦点。苯环型/苯丙烷类是花香成分的第二大类物质。目前从观赏植物中已经分离出大量的花香物质合成基因,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调控萜类和苯丙烷代谢途径基因表达,这些为人们了解花香释放规律,使用基因工程定向改变花香物质成分和含量提供理论基础。本综述对观赏植物的花香成分、测定和分析方法,编码花香物质合成的关键酶基因及迄今发现的调控花香物质合成的转录因子等方面进行了综述。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(11):3612-3620
花青素是一类分布广泛的多酚类色素,使植物呈现多种颜色,可以吸引传粉者来繁衍后代,保护植物免受多种生物和非生物胁迫;因具有强氧化能力,能够预防多种疾病,其研究与应用在生物学和医用保健领域具有重要的价值。花青素的生物合成代谢是植物次生代谢途径的重要分支,随着生物学研究技术的发展,人们对花青素的生物合成及转录调控机制进行了深入研究。本综述对花青素生物合成代谢途径、转录调控、花青素生物合成途径中重要结构基因、重要转录因子MYB、bHLH、WD40以及参与调控花青素合成的microRNA进行了综述,旨在为植物花青素的合成代谢途径研究以及优质作物的品种改良提供参考。 相似文献
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土沉香结香过程中不同部位转录组分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《分子植物育种》2021,19(18):6035-6044
为鉴定与结香相关的关键酶基因和探明土沉香结香的分子机理,本研究以无机盐与激素混合诱导处理后18个月的土沉香为试验材料,采用RNA-Seq技术分别对土沉香未变色白木部位(W样品)、深棕色变色沉香层(R样品)、沉香层与白木之间浅棕色过度部位(H样品)进行转录组分析。经过测序及相关分析共计获得功能注释的Unigene共125 329条,占全部Unigene的57.38%。KEGG数据库比对有51 592条Unigenes归属到6大类代谢途径中,沉香层形成过程中获得的各途径差异Unigene数量最多。通过KEGG数据库同源检索鉴定17条编码沉香倍半萜合成途径的8个关键酶的Unigene。通过基因表达模式分析表明,与倍半萜化合物合成代谢相关基因在沉香形成期整体上表达模式呈上调,而与倍半萜化合物分解代谢相关的基因则呈下调表达。萜类物质合成代谢途径基因表达模式,与沉香形成过程中沉香层倍半萜类物质的大量积累表型相吻合,有助于更深入地揭示土沉香倍半萜合成的分子机制。 相似文献
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法尼基焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP)是植物萜类化合物合成途径的重要前体之一,经不同的酶催化可形成各类萜类化合物,Vetispiradiene合酶可催化FPP形成Solavetivone和Lubimin的前体Vetispiradiene。本研究利用白木香转录组数据,首次克隆了编码白木香Vetispiradiene合酶的基因(命名为As VS, Genbank登录号为MH378283),AsVS基因序列全长为1 632 bp,编码543个氨基酸,该氨基酸序列与马来沉香倍半萜合酶聚类于同一分支,具有较近的亲缘关系,该蛋白植物倍半萜的保守性结构域DDXXD,NST/DTE和R(R)X8W,相对分子量为62.73 kD,理论等电点为5.51,包含40个磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;不含跨膜结构域。RT-qPCR分析结果表明AsVS基因在结香剂处理过程中于白木香茎干样品中持续上调表达,其第6天及第9天的表达量分别为对照处理的2.36和5.02倍。此结果为进一步研究As VS基因在白木香萜类化合物的合成及沉香致香成分富集中的功能提供了理论基础。 相似文献
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萜类化合物的化感功能及其开发应用前景 总被引：2，自引：0，他引：2
萜类化合物在植物生命活动中扮演着重要角色,在天然产物中所占比重最大,其中很多是植物化感作用的关键物质,并广泛应用于农业、工业、医药生产等领域。鉴于此,本文就萜类化感物质的类型、分布、环境影响、生理生态功能以及应用前景进行总结,以期为萜类化感物质研究与开发应用提供参考。 相似文献
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西北干旱荒漠区植物化感作用研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
为探明荒漠生态系统中植物之间的化感作用,首次对近年来该领域所取得的研究成果、已报道的化感植物、化感物质以及化感物质释放途径等进行总结,认为：（1）中国有关荒漠植物化感作用的研究才刚刚起步,在该区菊科、豆科、蔷薇科、玄参科、禾本科等科属中发现具有化感潜势的植物。（2）荒漠植物化感物质释放的途径以自然挥发为主,这主要与其生长环境有关,鉴定出的化感物质有生物碱、黄酮类、萜类等化合物。（3）最后指出荒漠生态系统中化感植物研究存在的关键问题,对确定合理的荒漠植物保护措施及荒漠化综合治理提供理论依据和实践价值。 相似文献
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影响烟草香气物质合成代谢途径关键酶基因的研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
文章详细叙述了与植物香气物质合成有关的3类主要合成代谢途径,并分别归纳苯丙烷代谢途径、异戊二烯代谢途径和生物碱合成途径中催化主要中间产物形成的关键酶基因功能与表达模式,重点阐述关键酶基因在烟草中的最新研究进展,提出目前除了在基因水平上进行表达水平调控、转基因作物改良之外,烟草中亟待进行更为深入的蛋白水平研究和代谢网络互作分析。通过上述分析,对下一步利用代谢工程改良烟草香气品质及其在农业生产领域的应用前景进行了展望。 相似文献
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甲羟戊酸激酶是植物中控制整个甲羟戊酸途径重要的限速酶,其代谢产物萜类物质是烟草芳香物质的主要来源。本研究采用同源克隆,利用RACE方法获得二倍体林烟草(Nicotiana sylvestris)甲羟戊酸激酶(NsyMK)的开放阅读框序列,对NsyMK序列进行生物信息学分析,预测蛋白理化性质、二级结构、三维结构并推测其结构与功能。结果表明,克隆获得的林烟草NsyMK的开放阅读框全长为1158bp,编码385个氨基酸,预测分子量41.4kDa、等电点为6.05,GenBank登录号KC871597。蛋白质结构分析显示NsyMK存在典型GHMP激酶和甲羟戊酸激酶保守结构域。生物信息学预测NsyMK蛋白不含跨膜区与信号肽。本研究成功克隆并分析了一个未报道的林烟草NsyMK的全长序列,为进一步阐明栽培烟草中萜类代谢途径奠定基础。 相似文献
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高等植物类胡萝卜素生物合成研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
《分子植物育种》2021,19(8):2627-2637
类胡萝卜素是以类异戊二烯为基础单位聚合而成的萜类化合物。在高等植物中,类胡萝卜素具有吸收光能并传递给叶绿素a,辅助植物进行光合作用的功能。此外叶黄素还具有缓解眼睛疲劳以及预防老年性黄斑变性的作用。以乙酰辅酶A (acetyl coenzyme A, Acetyl-CoA)和甘油醛3-磷酸(Glyceraldehyde 3-phosphate)为起点,到生成牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(geranylgeranyl pyrophosphate, GGPP)的生物合成过程有18个步骤,涉及16种酶催化反应。由GGPP到胡萝卜素和叶黄素有16个步骤,涉及10种酶催化反应。在高等植物体内类胡萝卜素的合成除受光、氧气、营养物质等外部条件影响外,也受其内在基因调控。本研究从类胡萝卜素的种类、合成途径以及合成过程的调控三大方面来概述有关高等植物类胡萝卜素合成的最新研究进展。为深入研究类胡萝卜素提供理论背景,同时也为其在食品、工业、医学、美妆等领域的进一步广泛应用提供具体科学依据。 相似文献
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查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径的关键酶和限速酶,在植物花色素苷形成中具有重要作用,并参与植物的育性、机械损伤的防御反应等。本研究利用生物信息学方法在RNA-seq数据中获得了狗枣猕猴桃查尔酮合酶基因(AkCHS1)的序列信息,并对AkCHS1进行结构及功能预测。结果表明,狗枣猕猴桃AkCHS1的c DNA全长为1577 bp,CDS为1167 bp,编码蛋白由389个氨基酸构成,具有CHS_like的保守序列,是查尔酮合酶(PLN03169)超家族的一员,是一个亲水性、稳定的蛋白。与其他19种植物的查尔酮合酶氨基酸序列进行对比,结果表明,狗枣猕猴桃AkCHS1与中华猕猴桃及其变种亲缘关系较近,而与桑树、柑橘等植物亲缘关系较远。本研究为狗枣猕猴桃AkCHS1基因功能的进一步研究提供了参考。 相似文献
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桃果实中ACC合酶基因克隆及基因沉默载体构建 总被引：1，自引：0，他引：1
摘 要：植物中乙烯是一种具有促进果实成熟和衰老的内源激素。ACC合酶是植物乙烯生物合成途径中一个重要的限速酶,沉默ACC合酶基因的表达能减少植物性内源性乙烯的产生。本研究以中华寿桃为研究材料,采用RT-PCR 技术,克隆获得ACC合酶基因。将该基因酶切回收后连接到pTRV-RNA2载体上,转化DH5α,筛选阳性克隆,进行酶切鉴定。测序后与已知序列进行同源性比较,其同源性达到99.6%,表明将ACC合酶基因成功连接到pTRV-RNA2基因沉默载体上。 相似文献
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凤梨草莓(Fragaria ×ananassa )常规栽培种在抗性、风味等方面存在明显不足,其遗传背景相对狭窄,严重制约了突破性新品种的选育。利用野生种质资源开展种间杂交,是突破传统育种瓶颈的途径之一。野生黄毛草莓(Fragaria nilgrrensis )广泛分布于滇西北、川南、川东、川中和川东北等生态区,具有丰富的遗传多样性和不同果实风味。黄毛草莓果实的蜜桃香味受遗传、环境等影响,包含挥发性酯类、醇类和萜类等成分。本研究讨论了不同植物的香味相关的酯类合成酶,萜合成酶和萜类合成途径。这些研究结果表明,植物体内酯类、萜类产物代谢调控十分复杂,并对果实风味的形成具有至关重要的作用。开展黄毛草莓与凤梨草莓的种间杂交,将培育出具有更好香味性状的新品种。 相似文献
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