棉族色素腺体的利用

棉族(Tribe Gossypieae) 是锦葵科(Malvaceae)内一个分类单位。色素腺体是棉族植物所特有的一个重要特征,迄今为止,在其他植物中尚未发现色素腺体的存在。色素腺体具有一定的形态,含有多种有毒的有色化学物质,其中棉酚是主要的化学成分,占色素腺体重量的39—50%,它是棉族这一类群最显著最一致的特征。棉酚对人和非反刍动物有毒,这限制了对棉籽这一富含蛋白质和脂     

二苯胺棉酚中棉酚的含量测定

用紫外分光光度法测定二苯胺棉酚中棉酚的含量。方法回收率平均达 93.6 %以上 ,变异系数 ( CV )为1.2 %。该方法准确 ,重现性好 ,可作为二苯胺棉酚质量监控方法。     

亚洲棉(+)-δ-杜松烯合成酶基因CAD1-A的分离及其在幼苗中的表达特征分析

棉花倍半萜环化酶, 即(+)-δ-杜松烯合成酶(CAD), 由一个基因家族编码. 该基因家族可分为两个亚族: CAD1-A和CAD1-C. 分离了亚洲棉CAD1-A基因. 对亚洲棉7天龄幼苗的mRNA原位杂交表明, CAD1-A和CAD1-C的转录子主要分布在侧根原基、顶端分生组织和新生侧根的维管组织中, 在幼苗下胚轴的原形成层和部分表皮、下表皮细胞中也有分布. CAD1-A启动子在转基因烟草中表现出相似的活性. 组织化学实验发现, 倍半萜醛类分布于侧根根尖的外层细胞以及地上部分的色素腺体中. CAD1基因在亚洲棉幼苗中的表达特征, 以及倍半萜醛类的分布特征, 组成了棉花幼苗的化学防御体系.     

陆地棉叶形及棉酚腺体变异的遗传研究

阔叶、有棉酚腺体陆地棉干种子经250Gy^60 Coγ射线辐照,在M1代筛选到鸡脚叶γ-1、γ-2和γ-5突变体。3株突变体自交后代（M2）中,阔叶：鸡脚叶：超鸡脚叶的分离比例符合1：2：1;γ—1和γ-2自交后代中的所有棉株均有棉酚腺体;γ-5自交后代中,有棉酚腺体株：无棉酚腺体株的分离比例符合3：1,阔叶、有棉酚腺体株：阔叶、无棉酚腺体株：鸡脚叶、有棉酚腺体株：鸡脚叶、无棉酚腺体株：超鸡脚叶、有棉酚腺体株：超鸡脚叶、无棉酚腺体株的分离比例符合3／16：1／16：6／16：2／16：3／16：1／16。该结果表明,3株突变体的叶形变异由1对不完全显性基因控制,γ-5的无棉酚腺体基因由1对隐性基因控制,且γ-5的叶形基因与棉酚腺体基因为独立遗传。通过对γ-5自交后代各种变异株的SSR标记研究表明,BNL3649、BNL2440度BNL1414为候选标记。为进一步对突变基因进行定位奠定了基础。     

棉籽中游离棉酚的含量测定

用紫外分光光度法测定棉籽中游离棉酚的含量。脱除棉酚的棉籽乙醚提取物经石油醚和 75 %乙醇分离和纯化后 ,用 0 .5 %对氨基苯磺酸显色来检测棉籽中游离棉酚的含量 ,结果表明 ,该方法具有简便、重现性好、回收率高达 97%以上等优点 ,可作为棉籽中游离棉酚质量控制方法。     

陆地棉与斯特提棉的种间杂种及其色素腺体性状的遗传研究

用陆地棉（G．hirsutumL,AD染色体组;2n＝52）的不同色素腺体基因型与澳洲野生二倍体斯特提棉（G．sturtianumWillis;C染色体组,2n＝26）进行种间杂交,得到4个带不同色素腺体基因的（陆地棉×斯特提棉）F1种间杂种。种间杂种植株总体性状介于两个棉种之间,全株光滑无毛,表皮上有一层较薄的蜡质层,花大,深红色。不同色素腺体基因对种间杂种种子和F1植株色素腺体性状有较大的影响,其中gl2gl2gl3gl3和Gl2Gl2gl3gl3与斯特提棉杂交产生的种间杂种具有种子无色素腺体而植株有色素腺体的特性,只是用gl2gl2gl3gl3配制的种间杂种F1植株的色素腺体较一般有色素腺体陆地棉显著稀少。用gl2gl2Gl3Gl3和Gl2Gl2Gl3Gl3配制的种间杂种种子和F1植株均有色素腺体。研究结果初步表明,控制斯特提棉的子叶色素腺体延缓形成性状的基因对陆地棉无色素腺体基因（gl2gl2gl3gl3）和有色素腺体基因之一（Gl2Gl2）为显性上位,对陆地棉另一有色素腺体基因（Gl3Gl3）为隐性上位。     

棉酚对金鱼生殖机能影响的研究

棉酚对金鱼生殖机能影响的研究富惠光,叶继丹,卢彤岩,张良（中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,哈尔滨１５００７０）关键词棉酚,金鱼,生殖ＥＦＦＥＣＴＯＦＧＯＳＳＹＰＯＬＯＮＲＥＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＯＦＧＯＬＤＦＩＳＨ（ＣＡＲＡＳＳＩＵＳＡＵＲＡＴＵＳ...     

棉叶中棉酚的快速提取与测定方法研究

棉酚(G)及其相关物甲氧基半棉酚(DHG)、半棉酚酮(HGQ)、半棉酚(HG)、杀实夜蛾素(H1-4)等是棉花中重要的抗虫性萜烯类次生物质.利用高效液相色谱法(HPLC)对棉酚及其相关物进行了分离,测定了棉叶中的棉酚含量,讨论了不同的提取方法和测定条件对结果的影响,给出了一套简便、快速的分析测试方法,同时与紫外-可见分光光度法(苯胺法)的结果进行了对比,认为对于棉花的抗虫性的研究来说,HPLC是比较适宜的方法.     

棉酚对大鼠前列腺细胞增殖的影响

我们从体内及体外二个方面研究了棉酚对大鼠前列腺细胞的影响。在体内研究中,给成年SD大鼠口服棉酚对其前列腺作组织学观察;在体外研究中,将棉酚溶液直接加入培养系统中,对包括组织学结构、细胞生长速度、DNA合成状态及细胞分裂周期等多项指标进行分析。实验结果指出,在形态学上,经棉酚处理的大鼠前列腺的体积及重量均下降,与对照组有明显差异;二组前列腺的腺泡在组织学结构上也有明显不同:对照组前列腺的腺泡中充满突出的褶襞,由饱满的立柱形的上皮细胞构成这些褶襞及腺泡壁;而在实验组的腺泡中褶襞较少,构成褶襞及腺泡壁的为方形或扁方形的细胞。而腔内具有褶襞的腺泡总量实验组低于对照组约14%。根据体外实验的结果,可见随着棉酚浓度的增加,细胞增殖水平和DNA合成水平也相应下降,而呈剂量及时间的相关效应,其中10μg/ml的剂量能引起最大的抑制作用。根据对细胞分裂周期的分析,在棉酚组细胞进入S期的比例仅为全部细胞的31%,而对照组则为41%,这进一步说明了由于棉酚阻碍细胞进入S期从而抑制了细胞的增殖。     

棉酚和烟碱对棉铃虫的生长和细胞色素P—450单加氧酶活性的影响

以人工饲料添加测定了0．5％的棉酚和烟碱对棉铃虫的生长和细胞色素P－450单加氧酶（简称P－450酶系）活性的影响。研究结果显示,在测定浓度下,高龄棉铃虫短期取食含棉酚和烟碱的人工饲料后,对幼虫的生长没有显著影响,由此表明,棉铃虫对其主要寄主植物中的次生物质棉酚和烟碱具有很好的适应能力。与此同时,棉铃虫中肠微粒体P－450酶系的蛋白组成和酶活性发生了不同的变化,有升有降,有的没有变化。棉铃虫可能通过调整P－450酶系的各种蛋白含量和酶的活力水平,来适应对植物次生物质的代谢解毒的需要。另外,棉铃虫取食棉酚和烟碱后,细胞色素B5含量均显著提高,而细胞色素P－450含量均显著降低,细胞色素B5在棉铃虫对棉酚和烟碱的解毒代谢中可能发挥着更为重要的作用。     

人参皂苷等萜类化合物生物合成途径及HMGR的研究进展

人参皂苷是人参的主要有效成分之一,属典型的萜类化合物。本文对萜类生物合成途径及HMG-CoA还原酶进行了综述。人参皂苷等萜类生物合成分为甲羟戊酸和丙酮酸两种途径,两者都是以异戊烯基焦磷酸为主要的中间产物。大量研究资料表明HMG-CoA还原酶是甲羟戊酸途径的第一个限速关键酶,这对人参皂苷生物合成途径及其调控的深入研究具有一定的参考价值。     

蜡酯合成途径及关键酶的研究进展

蜡酯对于生物的生命活动具有重要意义,研究表明植物和动物的蜡酯合成存在保守途径。即脂酰辅酶A（fatty acyl-CoA）在脂酰辅酶A还原酶（fatty acyl-CoAreductase,FAR）的作用下还原成脂肪醇,脂肪醇和脂酰辅酶A在蜡酯合酶（wax synthase,WS）的作用下生成酯,FAR和WS是该途径的关键酶,这两个酶的结构和功能在不同物种之间表现出很大差异,目前对于这两个酶缺乏系统的归纳分析。该文综述了蜡酯合成途径及FAR和WS的序列特征、生化特性及参与的生理功能,分析了这两种酶相关研究存在的问题,旨在为昆虫的蜡酯合成研究提供参考。     

Cadmium-Induced Structure Change of Pigment Glands and the Reduction of the Gossypol Content in Cottonseed Kernels

The risk of cotton production on arable land contaminated with heavy metals has increased in recent years. Cotton shows stronger and more extensive resistance to heavy metals, such as cadmium (Cd) than that of other major crops. Here, a potted plant experiment was performed to study Cd-induced alterations in the cottonseed kernel gossypol content and pigment gland structure at maturity in two transgenic cotton cultivars (ZD-90 and SGK3) and an upland cotton standard genotype (TM-1). The results showed that Cd accumulation in cottonseed kernels increased with increasing Cd levels in the soil. The seed kernel Cd content in plants grown on Cd-treated soils was 10-20 times greater than the amount in the corresponding controls. There was a significant difference in Cd accumulation in cottonseed kernels at the 400 and 600 μM Cd levels. Cd accumulation was higher in SGK3 and ZD-90 than in TM-1. However, the gossypol content in cottonseed kernels was lower in SGK3 and ZD-90 than in TM-1. There was a negative correlation (r = 0.550) between Cd accumulation and the gossypol content in cottonseed kernels. The density of cottonseed kernel pigment glands decreased under Cd stress. This is consistent with the change in gossypol content, which decreased under Cd stress. The damage of the cultivars ZD-90 and SGK3 from Cd poisoning was relatively low under Cd stress, while TM-1 was seriously affected and exhibited Cd sensitivity. Further studies are necessary to understand the cause of the reduced gossypol content in cotton seeds under Cd stress.     

植物萜类化合物的生物合成及应用

萜类化合物是植物中广泛存在的一类代谢产物,在植物生长、发育过程中起重要作用。植物中的萜类化合物有2条合成途径,即甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖醇磷酸途径。这2条途径中都存在一系列调控萜类化合物生成、结构和功能各异的酶。植物萜类化合物不仅在植物生命活动中起重要作用,而且具有重要的商业价值,被广泛用于工业、医药卫生等领域。     

植物类萜生物合成途径及关键酶的研究进展

萜类化合物是植物中广泛存在的一类代谢产物,在植物的生长、发育过程中起着重要的作用。植物中的萜类化合物有两条合成途径:甲羟戊酸途径和5-磷酸脱氧木酮糖/2C-甲基4-磷酸-4D-赤藓糖醇途径。这两条途径中都存在一系列调控萜类化合物生成、结构和功能各异的酶,其中关键酶的作用决定了下游萜类化合物的产量。植物类萜生物合成途径的调控以及该途径中关键酶的研究已成为目前国内外生物学领域的一大热点。综述了植物类萜生物合成途径和参与该途径的关键酶及其基因工程的研究进展,并展望了其应用前景。     

药用植物裂环烯醚萜苷类化合物生物合成途径关键酶基因研究进展

裂环烯醚萜苷类化合物是植物体内产生的具有保肝、消炎、降血糖血脂等多重生物活性的次级代谢产物,在临床上应用广泛。该文依据近年来国内外有关裂环烯醚萜苷类化合物生物合成途径及关键酶基因的挖掘与调控机理研究进展,主要对药用植物裂环烯醚萜苷类化合物生物合成途径、关键酶(GPPS、GES、G10H、8HGO、IS、IO、7DLGT、DL7H、LAMT、SLS)与编码基因的研究进展进行综述,为进一步阐明其生物合成途径机制与关键酶调控作用、提高有效活性成分积累、减缓药用植物野生资源紧张等问题提供参考。     

Biosynthesis of artemisinin – revisited

Artemisinin is a well-known antimalarial drug isolated from the Artemisia annua plant. The biosynthesis of this well-known molecule has been reinvestigated by using [1-¹³C]acetate, [2-¹³C]acetate, and [1,6-¹³C₂]glucose. The ¹³C peak enrichment in artemisinin was observed in six and nine carbon atoms from [1-¹³C]acetate and [2-¹³C]acetate, respectively. The ¹³C NMR spectra of ¹³C-enriched artemisinin suggested that the mevalonic acid (MVA) pathway is the predominant route to biosynthesis of this sesquiterpene. On the other hand, the peak enrichment of five carbons of ¹³C-artemisinin including carbon atoms originating from methyls of dimethylallyl group of geranyl pyrophosphate (GPP) and farnesyl pyrophosphate (FPP) was observed from [1,6-¹³C₂]glucose. This suggested that GPP which is supposed to be biosynthesized in plastids travels from plastids to cytosol through the plastidial wall and combines with isopentenyl pyrophosphate (IPP) to form the (E,E)-FPP which finally cyclizes and oxidizes to artemisinin. In this way the DXP pathway also contributes to the biosynthesis of this sesquiterpene.     

植物花青素生物合成相关基因的研究及应用

花青素是决定植物花色的主要色素,使大多数花呈现从红到蓝的系列变化,是花色研究和开发的重点,并具有重要的营养和药用作用。目前花青素生物合成途径已日益清楚,并已分离到大量的相关酶和基因,并获得了一批具有商业价值的转基因植物新品种。本文重点介绍了花青素合成途径中关键基因的研究成果,并概述了国内外花青素基因在植物基因工程中的应用研究进展情况,同时对花青素基因的研究应用前景和发展趋势作一展望。     

杜仲MVA和MEP途径相关基因的亚细胞定位与表达分析

通过对杜仲基因组分析,筛选并克隆出MVA途径和MEP途径的相关基因全长（EuDXR,EuMCT,EuCMK,EuMDS,EuACOT,EuHMGS和EuHMGR）,并通过生物信息学方法分析其结构特征,结果表明上述基因与其他已知物种相应基因的相似度达73%~85%。通过构建亚细胞定位表达载体,并瞬时转化烟草下表皮细胞后激光共聚焦显微镜下观察显示,EuDXR,EuMCT,EuCMK,EuMDS基因编码蛋白定位于叶绿体,EuACOT和EuHMGR基因编码蛋白定位于内质网,EuHMGS基因编码蛋白定位于细胞质膜。利用转录组测序技术分析上述基因的时空表达特性表明,MEP途径相关基因在杜仲叶片中大量表达,而MVA途径相关基因在杜仲幼果中大量表达,且杜仲幼果比叶片中的橡胶含量高,因此,推断MVA途径在杜仲橡胶合成中占主导作用。