植物种子大小调控机制的研究进展

种子大小是植物的一个重要品质性状,也是影响作物产量的一个关键因素。近年来,研究人员在种子大小调控机制方面取得了很多重要的研究进展,鉴定了许多调控种子大小的基因。对调控种子大小机制的研究可为作物育种提供重要的理论依据,也可利用调控种子大小的基因实现作物的增产。本文主要以模式植物拟南芥和水稻为例,从泛素、转录因子和激素等方面入手,综述了各类因子调控种子大小的分子机理,以期为从事相关工作的研究人员提供有益的参考

植物种子大小调控机制的研究进展

种子大小是植物的一个重要品质性状,也是影响作物产量的一个关键因素。近年来,研究人员在种子大小调控机制方面取得了很多重要的研究进展,鉴定了许多调控种子大小的基因。对调控种子大小机制的研究可为作物育种提供重要的理论依据,也可利用调控种子大小的基因实现作物的增产。本文主要以模式植物拟南芥和水稻为例,从泛素、转录因子和激素等方面入手,综述了各类因子调控种子大小的分子机理,以期为从事相关工作的研究人员提供有益的参考

花青素转录因子调控机制及代谢工程研究进展

花青素是广泛存在于植物中的一类重要的类黄酮化合物,在植物生长发育和人类营养保健方面具有重要价值。花青素的生物合成途径已经解析得比较清楚,但花青素的代谢调控网络还在不断完善。调控花青素生物合成的转录因子主要包括MYB、bHLH和WD40三大类,这些转录因子通过激活或抑制CHS、ANS和DFR等花青素途径关键结构基因的表达水平,进而决定花青素积累的部位与水平。该文结合国内外花青素生物合成与转录调控方面的研究进展,简要介绍了花青素的生物合成途径,归纳总结了模式植物中花青素代谢调控的分子机理,尤其是MYB、bHLH和WD40三类主要转录因子的调控机理,以及这些转录因子在观赏植物和水果等经济作物花青素代谢工程中的应用。该文将为系统阐明花青素的转录调控机制和利用代谢工程改良花青素的相关研究提供有益参考

植物Tnt1反转录转座子突变体库的特征及应用

植物反转录转座子是转座子中的一大类。目前,在构建突变体库中应用较多的反转录转座子包括Tnt1、Tos17、Tto1和LORE1。该文比较了利用不同反转录转座子构建的植物突变体库的特征,并对目前应用较为广泛的Tnt1突变体库进行了详细的分析和总结,重点对豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)Tnt1突变体库的构建及其在固氮、代谢和发育等方面的应用进行了系统概括。该综述将有助于全面了解蒺藜苜蓿Tnt1突变体库的特征,并为豆科植物功能基因组学研究提供有益的参考

植物Tnt1反转录转座子突变体库的特征及应用

植物反转录转座子是转座子中的一大类。目前,在构建突变体库中应用较多的反转录转座子包括Tnt1、Tos17、Tto1和LORE1。该文比较了利用不同反转录转座子构建的植物突变体库的特征,并对目前应用较为广泛的Tnt1突变体库进行了详细的分析和总结,重点对豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)Tnt1突变体库的构建及其在固氮、代谢和发育等方面的应用进行了系统概括。该综述将有助于全面了解蒺藜苜蓿Tnt1突变体库的特征,并为豆科植物功能基因组学研究提供有益的参考

大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19的功能研究

【背景】类黄酮是大豆中积累的一类重要的植物次生代谢产物,参与大豆的生长、发育和抗逆等诸多生理活动。由UDP-糖基转移酶(UGT)催化的糖基化修饰是类黄酮生物合成的关键步骤。【目的】通过系统研究大豆UGT73C19编码重组酶的体外酶活特性和体内特性,完善大豆黄酮类化合物合成和积累的机制,为大豆品质的遗传改良提供基因资源和理论基础。【方法】通过高效液相色谱(HPLC)的方法检测大豆核心种质资源叶片中类黄酮的种类和含量,通过qRT-PCR的方法检测了UGT的表达水平。以大豆Williams 82叶片cDNA为模板,克隆得到UGT73C19的编码区序列。使用MEGA5和DNAMAN软件进行多重序列比对,并构建进化树。通过原核表达系统获得UGT73C19的重组蛋白,分析UGT73C19重组蛋白对各种类黄酮苷元的糖基转移活性,并通过高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)对产物进行鉴定,确定重组蛋白的糖基化位点。利用qRT-PCR技术对UGT73C19在大豆不同组织的表达水平进行分析。构建植物过量表达载体,通过花序浸染法转化拟南芥,获得UGT73C19表达量高的纯合株系,检测转基因株系叶片和种子中类黄酮的种类和含量。【结果】通过HPLC分析大豆核心种质资源叶片类黄酮成分,发现不同品种中类黄酮的成分和含量存在明显差异。根据类黄酮成分的不同,将大豆核心种质分为12种不同的类型。大豆核心种质资源叶片中总黄酮的含量与UGT73C19的表达水平呈正相关关系。克隆得到UGT73C19的编码区序列,全长1 482 bp,编码493个氨基酸,UGT73C19蛋白在C-端有一个保守的PSPG结构域。体外酶活分析表明,重组的UGT73C19蛋白对6种类黄酮苷元(山奈酚、槲皮素、杨梅素、芹黄素、大豆苷元和染料木素)都具有糖基转移活性,其中对槲皮素的催化效率最高;糖基化位点分别位于类黄酮的5位和7位羟基上,重组UGT73C19蛋白的糖基化底物和位点具有多样性。过量表达UGT73C19的拟南芥叶片和种子中的类黄酮总量明显升高,其中叶片中总黄酮含量提高49%—70%,种子中总黄酮的含量提高34%—37%;尤其是种子中槲皮素3-O鼠李糖的含量显著增加。【结论】UGT73C19蛋白是催化合成大豆中多个类黄酮糖苷的关键糖基转移酶,过量表达UGT73C19可以提高转基因植物中黄酮醇糖苷和类黄酮的含量

近红外预测红三叶异黄酮含量的模型研究

应用偏最小二乘法建立红三叶(Trifolium pratense)多种异黄酮及总异黄酮定量分析的近红外模型。用验证集对模型的预测性能进行了评价。结果表明:黄豆黄苷、芒柄花黄素及总异黄酮的模型预测效果较理想。其中,黄豆黄苷模型系统偏差为-0.007,相关系数为0.83,芒柄花黄素模型系统偏差为0.010,相关系数为0.91,总异黄酮模型系统偏差为-0.185,相关系数为0.90

调控黄酮合成的主要MYB转录因子及其在苜蓿品质改良中的应用

黄酮类化合物中的缩合单宁(也称原花色素)含量是紫花苜蓿的重要品质性状,尽管黄酮化合物的合成、调控及其应用一直是植物天然产物领域的研究焦点,但黄酮化合物特别是缩合单宁的调控机制还不完全清楚。通过对模式植物中调控黄酮化合物合成的主要MYB型转录因子进行概述,特别是对苜蓿中参与缩合单宁调控的MYB转录因子方面的研究及其应用进行综述,全面了解MYB转录因子调控黄酮化合物合成的机制,并为利用转录因子改良植物特别是苜蓿的品质提供有益参考