SPL转录因子调控植物花发育及其分子机制研究进展

SPL(squamosa promoter-binding protein-like)转录因子是植物所特有的一类基因家族,广泛存在于绿色植物中,在植物生长发育中具有重要作用。花发育是植物生殖发育中最为重要的一个过程,涉及不同发育方式的转变,即开花决定、花的发端和花器官发生与发育。简要综述了SPL基因的结构与功能并着重阐述了SPL基因在植物花发育过程中的分子机制及生物学功能。最后总结出: SPL转录因子可直接或间接通过参与光周期途径,赤霉素途径及年龄途径来调控植物的开花时间; SPL基因可通过直接激活下游花分生组织特异基因,如LEAFY(LFY),从而调控植物的成花转变; SPL基因可通过与下游花器官特征基因相互作用来调控花器官及其育性的发育,如调控花序、花柄的长度与外形及花器官的大小; SPL基因可调控植物大小孢子发生及雌雄配子体发育。据拟南芥的相关研究结果,初步构绘出拟南芥开花调控中的分子机制。     

GGPPS基因在植物色香性状改良中的应用研究进展

色彩和香味是影响园林植物观赏品质的重要因子,对植物的观赏价值具有决定性的影响。类胡萝卜素是植物重要色素物质,单萜是植物关键芳香成分,牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPPS)位于两者合成途径的关键交叉节点,对植物颜色、香味相关代谢物的形成具有重要影响。本研究对GGPPS蛋白的结构与分类、进化聚类情况,并对GGPPS基因的转录调控和其他调控因子进行综述,总结了GGPPS基因影响植物色彩与香味形成的作用机制,探讨了其在植物色彩及香味性状改良方面的应用潜力,认为今后可利用多组学手段挖掘相关转录因子并解析GGPPS基因调控植物色香的分子网络,以期为植物观赏性状的遗传改良工作提供新的基因资源和研究思路。     

AtNCED3及AtAAO3基因启动子功能分析及其驱动CHS基因表达

NCED3及AAO3系ABA信号积累的关键基因,其转录调控研究是细胞ABA信号精细调节及植物抗逆分子机制阐明的关键.通过NCED3及AAO3启动子结构与功能的分析,建立了NCED3及AAO3启动子驱动CHS基因表达受干旱诱导致烟草花色变化的体系.     

植物八氢番茄红素合成酶基因研究进展

类胡萝卜素与植物的生长发育和光合作用密切相关,对作物品质贡献显著.八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase, PSY)是植物体内类胡萝卜素合成通路的端口酶和限速酶,其表达丰度和活性高低直接调控植物体内类胡萝卜素的含量.植物PSY基因的功能受到其自身遗传学、类胡萝卜素合成通路基因及代谢物、各种外界非生物环境等等各种因素的调控.充分认识PSY基因的功能特性和调控机制,并对其进行合理的设计改造可能是未来提高植物体内类胡萝卜素含量的重要途径.作者对不同植物中PSY基因的功能及调控机制的相关研究进展做以综述,以期为植物体内类胡萝卜素积累的遗传调控研究提供理论依据.     

两个桂花品种花色色素相关基因的差异表达

结合桂花花青素、类胡萝卜素的含量与转录组测序检测到的花色代谢相关基因的差异表达,对品种为‘橙红丹桂’和‘早银桂’的花色变化过程进行了初步研究。结果发现:苯丙氨酸裂解酶、4-香豆酸—Co A连接酶、乙酰辅酶A合酶、查耳酮合酶、R2R3-MYB1、细胞色素P450、番茄红素ε环化酶基因的表达与花青素和类胡萝卜素含量变化相似,这两类色素代谢路径上的其他基因均在‘早银桂’中表达量较高。此外,这种现象很可能是多酚氧化酶(PPO)、细胞色素P450基因在转录因子R2R3-MYB调控下差异表达所致,并且还发现桂花类黄酮的代谢路径是从柚皮素开始转向二氢槲皮素进而在DFR、ANS催化下形成矢车菊色素。     

黄曲霉毒素生物合成调控机制的研究进展

黄曲霉毒素生物合成调控机制的研究,对于理解真菌次级代谢物生物合成的调控机制及发展真菌毒素控制将起到重要的作用。真菌基因组学及其他组学技术的快速发展为我们挖掘基因组信息、获取基因表达谱继而为黄曲霉毒素生物合成调控网络及其他真菌次级代谢机制的研究提供基础。真菌次级代谢基因的表达需要不同类型的转录因子进行调控,包括通路特异性转录因子、全局性转录因子及应答各种环境信号的广泛转录因子等,对这些转录因子功能的研究加快了我们对黄曲霉毒素生物合成代谢调控机制的认识。本文主要综述了利用基因组信息对黄曲霉毒素生物合成代谢调控机制中的各类转录调控因子研究现状,并对本实验室多年来在黄曲霉毒素生物合成调控机制方面的研究进行了介绍。     

植物MYB转录因子研究

转录因子是通过转录水平或转录后水平上调控目的基因的表达来调控植物生长发育及生理代谢的.MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,参与了细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答,并对植物次生代谢以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用.文章对MYB的发现及其结构特征和功能研究进展进行综述,为进一步开展MYB基因的克隆、功能研究和利用提供参考.     

植物MYB转录因子研究

转录因子是通过转录水平或转录后水平上调控目的基因的表达来调控植物生长发育及生理代谢的.MYB (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,参与了细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答,并对植物次生代谢以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用.文章对MYB的发现及其结构特征和功能研究进展进行综述,为进一步开展MYB基因的克隆、功能研究和利用提供参考.     

植物代谢组学技术研究进展

 代谢组学对生物体或细胞中全部小分子代谢物进行定性、定量分析, 是继基因组学、蛋白组学之后又一门新兴的组学技术。植物代谢物在种类、含量、生理功能方面极具多样性, 因此植物代谢组学在代谢组学的研究中占据重要地位。植物代谢物是植物生理状态在代谢水平的反映, 从整体上研究植物代谢物的变化及其调控将为解析植物生长发育及其与环境因子的互作奠定基础。植物代谢组学已经被广泛的应用于代谢物积累模式及其遗传基础研究、代谢相关基因的鉴定及途径解析方面, 成为现代植物生物学研究中的热点领域之一。本文综述植物代谢组学分析技术的基本组成、发展状况及植物代谢组学应用于现代植物生物学研究的现状和趋势。     

植物对重金属耐性机理的研究进展

从两方面综述了植物对重金属胁迫的耐性机理.（1）植物生理生化代谢途径对重金属胁迫的适应性反应,包括与重金属解毒螯合相关的硫代谢途径;与植物抗氧化相关的活性氧代谢途径;与酚类物质生成及植物木质化形成相关的次生代谢途径.（2）植物对重金属耐性的分子机理研究,包括对与重金属胁迫相关代谢途径中关键酶基因克隆和功能鉴定;金属硫蛋白（MT）和膜金属转运蛋白基因表达和调控;与重金属胁迫相关的植物逆境信号传导的研究.随着基因组学的发展,通过进化各异的模式生物基因组比较及通过使用一些如基因差异表达技术、表达序列高通量分析技术和功能获得或突变体互补等技术在植物重金属耐性机理的研究中也取得了一些进展.     

调控植物类黄酮生物合成的转录因子研究进展

植物色泽表型的差异取决于体内色素种类、含量、色素分布及表皮细胞形态等多方面的内在因素。笔者从调控类黄酮色素合成途径的转录因子入手,结合国外该研究领域中取得的成果,对调控类黄酮生物合成的转录因子的类型、表达特性、功能和进化研究进行总结和分析,探讨其在花色选育中的应用前景。     

植物类胡萝卜素生物合成和积累的光调控

课题组以辣椒为材料,以各种光质的LED为光源,研究不同光质对采后辣椒果实中各种类胡萝卜素合成和积累的调控,发现不同光质对辣椒类胡萝卜素总量以及色角均有不同的影响,其成果将为揭示光调控辣椒类胡萝卜素合成的信号途径奠定基础,同时也为建立辣椒提前采收、LED光源人工增色的技术提供理论依据.     

矮牵牛花色素成分的初步分析

以矮牵牛梦幻系列不同花色为试验材料,进行了特征显色反应和紫外-可见光谱扫描分析。结果表明:矮牵牛不同花色的色素由类黄酮和类胡萝卜素两大类组成,不含有查耳酮、橙酮、儿茶素等;淡粉红色和粉红色花含有花色苷及黄酮类化合物,红色、紫红色、紫青色和鲑红色矮牵牛的色素主要由花色苷、黄酮类化合物和类胡萝卜素组成。     

西藏色季拉山野生花卉植物资源的研究

西藏色季拉山区有丰富野生花卉植物资源,具有较高的开发利用价值,是西藏花卉资源最丰富的地区之一。该文在广泛深入地调查、采集、整理和鉴定的基础上,研究了色季拉山花卉资源的多样性性质。该区有较高观赏价值的花卉达79科161属340余种,具有种类丰富,名花众多;花色结构和花期呈多样性;植物区系成分复杂,特有植物多;垂直分布明显;形态各异,色彩绚丽等特点。根据本区野生花卉植物资源的种类、区系成分和特征、开发和保护现状,对本区野生花卉植物资源的开发利用进行了探讨,旨在为其选育与开发利用提供理论依据。     

雄全异株桂花不同花期光合和内源激素的变化

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)同时拥有雄株和两性株,具有极为罕见的雄全异株繁育系统。对桂花不同花期的光合特性及花部组织的内源激素含量进行测定,比较雄性和两性桂花在不同花期的光合及内源激素含量的变化规律,为评价雄性和两性桂花生长适应性及后续生理生态学研究提供参考。【方法】利用Li-6400XT光合作用测量系统对雄性和两性桂花不同花期的光合特性进行测量,并利用酶联免疫吸附分析法对生长素(IAA)、茉莉酸(JA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)和玉米素核苷(ZRs)5种植物激素含量进行测定。【结果】雄性桂花的气孔导度和净光合速率在不同花期均低于两性桂花的;测定的5种激素中,平均激素含量最高的为脱落酸;茉莉酸含量在雄花的花期内持续增加,玉米素核苷含量在两性花的花期内不断升高。【结论】气孔导度是影响桂花净光合速率的一个关键因子,与净光合速率呈正相关;脱落酸和茉莉酸的不断积累可能导致了雄性桂花花瓣的大量脱落;玉米素核苷在两性桂花花期的积累对果实的发育有促进作用。研究结果可为雄全异株桂花不同花期阶段提供基础生理数据,为后续探索雄花花瓣脱落及果实发育提供参考。     

湛江市野生线柱兰开花物候观测

线柱兰是华南地区常见野生地生兰,生长在公园、学校、小区等地的草坪中,目前尚未应用于城市园林绿化。本研究以广东海洋大学寸金学院为研究地点,对线柱兰的开花物候进行观测记录分析,为园林应用评估提供论据。结果表明:线柱兰花芽于12月开始形成,花期为次年1月中旬至4月下旬,其中2月、3月为盛花期,单朵花寿命5~7 d;总状花序螺旋着花5~15朵不等,花由下而上依次开放。线柱兰茎直立,叶色深绿,小花量多而密,花型秀美,花色素雅,花期集中,具备开发应用潜力。     

Determination of Color Gamut of Higher Plant Leaves Using the Law of Additive Color Mixing

Chlorophylls and carotenoids are the main pigments in leaves of higher plants. They combine to give color to leaves. Based on the CIE1931 chromaticity coordinates of chlorophylls and cartotenoids, which were obtained from their classical absorption spectra and the law of additive color mixing, the theoretical color gamut of higher plant leaves is determined. The theoretical prediction agrees well with our experimental results.     

Coprophagy: an unusual source of essential carotenoids

The rare Egyptian vulture (Neophron percnopterus) stands out among the Old World vultures (Family Accipitridae) because of its brightly ornamented head, which is coloured yellow by carotenoid pigments, and its practice of feeding on faeces. Here we show that Egyptian vultures obtain these pigments from the excrement of ungulates. To our knowledge, this is the first demonstration that faeces can be used as a source of carotenoids by a vertebrate.     

矮牵牛开花过程中核酸和叶绿素含量的变化

把矮牵牛开花过程分为前分化期(无花芽)，萼片、花芽形成期，雌雄蕊形成期，子房、花药成熟期和开花期5个时期。选择红色、粉红色和杂色3种花色的矮牵牛，对其开花期间核酸和叶绿素含量进行测定。结果表明，3种花叶片的核酸含量在第2期时明显升高，粉红色花在第4期又出现一个核酸含量的高峰；红色花和杂色花中DNase比活力呈下降趋势，粉红色花在第2期时DNase比活力有一个高峰；红色花和杂色花叶片在第3期时RNase比活力出现一个高峰，粉色花在第2期和第5期时RNase均有所升高。3种花在第2期和第4期时叶绿素含量均降低，在第3期和第5期时均有所升高。