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异黄酮是主要存在于豆科植物中的一种具有广谱抗菌活性的黄酮类物质。经过多年生理生化研究发现，异黄酮，特别是作为大豆异黄酮代表的染料木素和大豆黄素，具有良好的预防骨质疏松、更年期综合症、心脑血管疾病和多种癌症的保健效果，是大豆及豆制品中重要的营养成分之一，已有多年被用作保健品功能成分的历史。异黄酮是植物苯丙烷类次生代谢途径的一类产物，随着近年来对植物次生代谢途径研究的不断深入，特别是合成异黄酮的关键酶——异黄酮合酶（isoflavone synthase, IFS）基因的成功克隆，异黄酮合成途径已经得到完全解析。研究者随即展开了合成异黄酮的基因工程研究，在研究过程中逐渐了解到这条代谢途径受到了复杂的分子调控。本文将结合本课题组的工作，综述基因工程合成异黄酮的研究历史与成果，重点深入分析和讨论异黄酮生物合成所受到的分子调控。 相似文献
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大豆光能高效利用的分子调控机制研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
《土壤与作物》2017,(2)
光合作用是影响作物产量的重要因素,长期以来国内外科学家通过高光效育种对大豆产量的提高起到了重大的促进作用。近年来,随着植物光合分子生物学研究和基因工程技术的发展,有关大豆光合作用分子机制和光能利用效率分子调控的研究取得了很多进展。本文总结了大豆光合作用相关的基因,综述了调控光能利用效率相关因子的研究进展,以期为大豆高光效分子设计育种提供理论指导。 相似文献
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大豆异黄酮植物雌激素调节大鼠睾丸间质细胞分泌睾酮的机理 总被引：3，自引：0，他引：3
通过检测cAMP的浓度、cAMP依赖性的蛋白激酶A(PKA)活性、睾酮的含量及芳香化酶活性的变化，体外研究了大豆异黄酮调节大鼠睾丸间质细胞分泌睾酮的机制。结果显示：大豆异黄酮能够提高cAMP的含量和PKA的活性，同时抑制了芳香化酶的活性，最终导致间质细胞分泌睾酮增加。提示大豆异黄酮植物雌激素促进睾酮的分泌主要是通过激活间质细胞cAMP／PKA信号通路，并且抑制芳香化酶活性，从而降低睾酮向雌二醇的转化而实现的。 相似文献
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3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是甲羟戊酸途径中的第一个限速酶,在植物生物碱类物质代谢过程中发挥重要的作用。为探究HMGR酶在浙贝母甾体类生物碱合成代谢途径中的调控作用,以百合科浙贝母狭叶品种为材料,利用RT-PCR技术和Ta克隆技术首次从浙贝母中克隆出HMGR基因保守区序列,长度为390 bp。序列分析表明,浙贝母HMGR基因保守区序列与其他9种植物的HMGR基因有较高的相似性(84%~79%);蛋白质同源比对、特征区及系统进化树分析表明,浙贝母HMGR氨基酸片段与其他植物有较高的同源性(95%~88%),与球药隔重楼和海枣等单子叶植物的亲缘关系较近,据此,初步确定该基因为浙贝母HMGR基因,命名为Ft HMGR。Ft HMGR基因的克隆及分子鉴定为进一步解析该基因在浙贝母甾体类生物碱合成代谢途径中的分子调控作用奠定了基础,有助于对浙贝母活性物质的合成进行调控,从而提高产量。 相似文献
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针对锌指核酶介导基因同源重组与嵌合寡核苷酸介导基因的单碱基定点突变在功能基因组学研究方面的进展和存在的问题,以及该技术在植物遗传改良方面的可能应用前景进行了较系统的综述。同时,讨论了通过对植物同源重组相关调控途径进行分子修饰以提高基因打靶效率的问题。 相似文献
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花香是一系列低分子量、挥发性物质的复杂混合物,由花朵释放来吸引和引导授粉的昆虫。花香在植物繁殖上具有重要作用,还能提高观赏植物和切花的审美价值。在过去的数十年里,随着生物技术的发展,有数种花香相关基因已经相继被克隆,花香物质的生物合成和代谢工程也得到了研究。本文综述了植物花香物质生物合成途径及其相关酶和基因的研究进展;探讨了基因工程调控及改良植物花香的策略;同时简要评述了花香基因工程研究的影响因素并展望了其应用前景。 相似文献
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张威廖锡良喻德跃阚贵珍 《土壤与作物》2018,(3):284-292
大豆是重要的粮食和经济作物。盐害作为主要非生物胁迫之一,对大豆的生长、结瘤、农艺性状、种子品质和籽粒数造成负面影响,最终会降低大豆的产量。了解盐害对大豆生产造成的具体影响,能够帮助育种工作者在耐盐育种时进行针对性精确耐盐表型选择。分子标记辅助选择育种是一种高效的育种方法,可促进大豆耐盐品种育种进程;而从基因组水平上了解大豆耐盐相关机制,则为"组装"耐盐基因,培育耐盐大豆新品种提供参考依据。本文总结了盐害对大豆生长发育造成的具体影响,介绍了大豆耐盐相关性状的分子遗传研究以及大豆耐盐相关离子转运蛋白基因及其耐盐机制,以期为耐盐大豆新品种的选育及加速大豆耐盐精确育种进程提供一定的参考。 相似文献
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《土壤与作物》2020,(3)
乙烯(Ethylene,ET)和水杨酸(Salicylic Acid,SA)不仅是重要的植物生长调节物质,而且在调控植物与病原线虫互作中起着重要作用,但两者在感病大豆与大豆胞囊线虫(Soybean cyst nematode,SCN)间亲和性反应中的相互作用关系尚不清楚。转录组分析表明,SCN侵染24 h后明显激活ET合成途径,但SA途径变化不显著。0.5 m M乙烯利(Ethephon,ET供体)外源处理能显著增加感病大豆William 82对SCN的敏感性,喷施2 m M SA则明显降低SCN在大豆上的繁殖能力,但是该诱导作用能被乙烯利处理消除。qRT-PCR分析表明,乙烯利能抑制SA合成途径关键酶基因Gm ICS2表达,暗示ET和SA可能存在拮抗作用。进一步研究发现,SA的诱导抗性与上调下游防御基因Gm PR1和Gm PR2表达密切相关,而乙烯利处理进一步加剧了线虫对Gm PR2和Gm PR5表达的抑制作用。以上研究结果表明,ET在感病大豆与SCN间亲和性反应中起正调控作用,而ET与SA信号途径间可能存在的部分负向调节影响了寄主对SCN侵染的响应。 相似文献
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WRKY蛋白是植物特有的一类重要转录调控因子，它们通过与下游基因启动子上的W-box元件特异性结合诱导或抑制相关基因的表达，从而调控植物生长发育以及植物对生物和非生物胁迫的响应。植物WRKY基因组数目多，在拟南芥、大豆和水稻基因组中已经分别鉴定出74、182和109个，在植物对干旱、盐害、高温、养分匮乏和病原体感染等各种生物、非生物胁迫的响应过程中起关键作用。例如AtWRKY45和AtWRKY75参与调控拟南芥应答低磷养分胁迫，GmWRKY142正向调控拟南芥对镉胁迫的耐受性。在植物面对逆境胁迫时，WRKY蛋白通过与养分相关基因启动子的W-box元件特异性结合，进而实现自我调节或交叉调节，激活或抑制下游基因的转录以应对各种逆境胁迫。众多WRKY下游靶基因也已被鉴定出来，例如PHT家族成员与磷营养相关；3个拟南芥WRKY基因和6个大豆WRKY基因参与调控植物对氮素的吸收利用；6个拟南芥WRKY基因、10个大豆WRKY基因和5个水稻WRKY基因调节植物应对低磷胁迫；2个拟南芥WRKY基因和6个大豆WRKY基因影响植物对钾的吸收利用；3个大豆WRKY基因参与调控植物对硫营养的吸收利用；1个拟... 相似文献
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细菌在高细胞密度下可以产生化学信号分子调控细菌相关基因的表达,这种信号分子被称为自体诱导物(Autoinducer,AI)。采用检测菌株JZA1在中慢生型天山根瘤菌CCBAU060A(Mesorhizobium tianshanenseCCBAU060A)培养上清液中检测到了高活性的自体诱导物;利用转座子随机突变的方法获得了AI缺失突变株,并克隆得到了相关的自体诱导物合酶基因;将自体诱导物合酶基因在大肠杆菌中进行表达,对大肠杆菌重组菌株进行自体诱导物检测发现,该合酶基因在大肠杆菌中能够合成四种自体诱导物分子。 相似文献
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三七[Panax notoginseng（Burk）F.H.Chen]是我国传统名贵中药材之一。近年来,三七的病虫害问题变得越来越严峻,现已成为限制三七产业可持续发展的一个重要因素。观察发现,作为三七的近缘物种屏边三七[Panax stipuleanatus H.T.Tsai et K.M.Feng]在其相同的生长环境下抗病性状表现优异。如何从分子角度挖掘利用植物本身所具备的抗病基因必将成为三七未来研究当中的一个热点问题。本研究利用人参、西洋参的EST数据库,通过基因注释、KEGG作图找到病原与植物识别代谢途径上有关植物病程相关的基因。然后经RT-PCR和TA克隆分别获得了若干个三七和屏边三七病程相关基因,该技术的应用为三七抗病基因的研究和克隆开辟了新的技术途径,同时也对其他药用植物的抗病研究具有参考意义。 相似文献
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合成大豆异黄酮的植物基因工程研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
异黄酮主要存在于豆科植物中,是一种具有广谱抗菌活性的黄酮类物质。结合本课题组的工作,综述以基因工程的方法在植物内合成异黄酮的研究历史与进展,重点深入分析和讨论异黄酮生物合成所受到的分子调控。 相似文献
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甜瓜(Cucumis melo)主要在世界温带到热带地区栽培。为从转录组水平上挖掘甜瓜雄性不育的发生过程与超氧代谢和相关氧化酶活性的相关性,本研究利用雄性不育两用系对甜瓜可育株与不育株5mm的花蕾雄蕊进行转录组测序,筛选氧化酶相关差异表达基因。此外,本研究在花蕾雄蕊5 mm时期对其进行qRT-PCR分析以鉴定差异基因表达量,并对雄性不育株与可育株的花蕾酶活性进行测定。结果显示,转录组测序共有1 364个差异基因表达,其中表达上调的基因共有834个,表达下调的基因共有530个。根据相同或相似的表达模式对上述筛选得到的差异表达基因进行聚类分析,共将这些差异表达基因分为28类,其中第8类中有18个差异表达基因,这些基因参与超氧代谢途径相关性极其显著(P0.001)。对差异表达基因进行基因本体论(Gene Ontology,GO)功能分析显示,共有1 118个基因归属于生物合成、分子功能和细胞组分3大分支,过氧化氢酶参与的催化过程中有576个差异表达基因,其中17个基因差异表达极显著。京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)注释结果显示,与氧化还原酶相关的差异基因为10个,其中9个为过氧化物酶同源基因,1个为过氧化氢酶相关表达基因。在苯丙素的生物合成途径中,与过氧化物酶相关基因MELO3C012183在雄性不育株与雄性可育株相比基因表达显著上调,过氧化物酶相关基因MELO3C014656表达显著下调。在色氨酸代谢途径中,与过氧化氢酶同工酶相关基因MELO3C017024在雄性不育株与雄性可育株相比基因表达显著上调。qRT-PCR验证表明,与过氧化物酶(peroxidase,POD)相关基因peroxidase 2-like precursor和peroxidase 11表达量可育株都低于不育株,而过氧化氢酶(cata-lase,CAT)相关表达基因catalase isozyme1-like表达量可育株高于不育株,而雄性不育株中POD和CAT酶活性均高于可育株。研究结果表明,过氧化物酶POD和过氧化氢酶CAT活性在不育株系中的差异表达是由植物自我保护激发诱导产生,氧自由基的积累使不育株系的膜脂过氧化水平异常升高,此现象有可能对小孢子发育造成伤害,从而导致花粉败育。本研究为甜瓜花粉发生败育的内在原因和作用机理提供了一定的科学依据。 相似文献
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逆境胁迫下植物MAPK级联反应途径研究新进展 总被引：1，自引：0，他引：1
MAPK级联反应途径是广泛存在于真核生物体内的信号传导途径,参与植物生长发育及对逆境胁迫的应答反应。目前已从植物中鉴定了多条MAPK级联反应途径以及多个MAPK级联途径激酶基因,但是对MAPK级联反应途径在逆境胁迫下作用机制的了解仍有很多不足。本文基于近年来国内外在基因组范围内对MAPK级联途径激酶基因的分析,介绍了植物基因组中MAPK级联途径激酶基因的数量和结构特点、激酶的结构特点、MAPK信号传导途径基因家族在逆境胁迫下的表达特性以及MAPK级联反应途径的研究方法等,以期为该领域的相关研究提供参考。 相似文献
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苯丙氨酸解氨酶(PAL)作为植物苯丙烷类代谢途径中的关键酶,在其生长发育、抗病抗逆等多种生命进程中起重要作用,是花青素生物合成途径中的第一个酶。为了研究洋葱(Allium cepa L.)PAL基因的生物学功能及其与花青素合成之间的关系,利用不同植物PAL基因设计简并引物,通过RT-PCR和RACE技术克隆洋葱PAL基因全长cDNA序列(GenBank登录号:KF421110),并对该基因进行序列分析和Real-time PCR表达分析。结果表明,该序列全长2 363 bp,编码包含708个氨基酸残基的蛋白质多肽;Blast分析和系统进化分析表明,该多肽与大蒜(Allium.sativum)、石蒜(Lycoris radiate)PAL蛋白相似性很高,因此被命名为AcPAL1。Real-time PCR表达分析结果表明,AcPAL1基因在白皮、黄皮和红皮洋葱中表达量依次增加;而随着鳞茎的不断膨大,其表达量却不断降低。本实验初步证实了所克隆的洋葱AcPAL1基因与花青素合成相关联,为研究洋葱PAL基因同花青素合成积累之间的关系提供了依据。 相似文献
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为探究大豆萌芽过程中生物活性物质及抗氧化能力变化规律,以黑河43、黔豆7号、徐豆14和中黄13大豆为研究对象,对其萌芽过程中总多酚、总黄酮、大豆异黄酮和γ-氨基丁酸(GABA)含量进行动态监测,同时评价其抗氧化能力。结果表明,大豆经萌芽处理后,GABA大量积累,4种大豆GABA含量峰值分别为萌芽前的30、37、6.8和6.5倍,黔豆7号对GABA的富集最显著;总多酚、总黄酮及异黄酮的含量均有所上升,抗氧化能力有所增强,其中,黔豆7号总黄酮和异黄酮含量最高,说明其抗氧化能力也最强。相关性分析表明,4种大豆抗氧化能力与总多酚、总黄酮、大豆异黄酮含量显著相关。综上,萌芽是提高大豆功能性组分及抗氧化能力的有效手段;黔豆7号是富集生物活性物质的最佳品种,可用于功能性产品的开发。本研究为萌芽大豆的开发利用提供了科学依据,为后续的进一步研究奠定了理论基础。 相似文献
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植物抗旱的分子机制研究 总被引：21，自引：0，他引：21
干旱是影响植物生长发育最主要的逆境因子。植物在水分胁迫下会引起一系列分子反应和信号传递，干旱胁迫诱导基因表达一些重要的功能蛋白和调节蛋白以保护细胞不受水分胁迫的伤害，目前已研究证实相关蛋白有跨膜运输蛋白（水通道蛋白、ATP酶等）、水分胁迫调节剂（K^ 、Na^ 、蔗糖、脯氨酸、甜菜碱等）、运输或合成相关的酶、Lea蛋白、抗氧化作用相关的酶（SOD、CAT等）、水分胁迫蛋白、调控蛋白（蛋白激酶、转录因子）等。干旱胁迫诱导基因的活化至少涉及4条途径：植物细胞可能通过膨压变化或膜受体的构象变化感知水分胁迫，将胞外信号转为胞内信号，从而触发相应的信号途径，并可导致第二信使（Ca^2 、IP3等）生成，在这原始信号被逐级传递放大的过程中，其中2条传递途径是依赖ABA的，另外2条传递途径是不依赖ABA的。通过基因表达调控已分析鉴定出一些水分胁迫有关的顺式作用元件（ABRE、DRE、Myc等）和转录因子（bzip、DREBP、MYC／MYB等）。 相似文献