类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程

类胡萝卜素具有多种生物功能,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用,如它们是合成维生素A的前体,能够增强人体免疫力和具有防癌抗癌的功效。人体自身不能合成类胡萝卜素,必须通过外界摄入;但类胡萝卜素在许多植物中含量较低,并且很难用化学方法合成。随着类胡萝卜素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控类胡萝卜素的生物合成已成为可能。本文综述了微生物和高等植物类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的克隆,以及运用这些基因通过异源微生物生产类胡萝卜素和提高作物类胡萝卜素含量的基因工程研究进展。     

利用基因工程改良植物类胡萝卜素的合成

类胡萝卜素(carotenoids)是植物体内存在的一类重要天然色素物质的总称,其生物功能广泛.类胡萝卜素是人类饮食结构中重要的组成部分,并且在医药、化妆品及食品与饲料工业等方面扮演着重要的角色.类胡萝卜素还是一些维生素合成的前体,具有多种保健功能,可以提高人体免疫力,并具有抗癌的功效.目前有大量关于提高植物体内类胡萝卜素含量及定向改变其种类的研究,对类胡萝卜素代谢途径及其调控的理解是这些研究的基础.主要阐述植物天然类胡萝卜素的生物合成及利用基因工程对类胡萝卜素改良的研究进展.     

下期(11期)论文推荐

由于类胡萝卜素含量和组成的改变,能够导致植物生理和生化方面的变化。因此,植物类胡萝卜素代谢的调控机制是多元化、多层次的。天津大学农业与生物工程学院季静等研究人员对植物类胡萝卜素生物合成途径进行了综述,对近几年通过基因工程方法提高植物类胡萝卜素积累研究进行了概括。"植物类胡萝卜素生物合成及功能的研究进展"是较为综合系     

植物类胡萝卜素的生物合成及其调控1

阐述植物类胡萝卜素的生物合成途径和影响植物类胡萝卜素生物合成的因素,重点介绍该途径中的主要酶及其基因研究的进展。     

植物类胡萝卜素的生物合成及其调控

阐述植物类胡萝卜素的生物合成途径和影响植物类胡萝卜素生物合成的因素,重点介绍该途径中的主要酶及其基因研究的进展。     

类胡萝卜素生物合成相关基因的克隆及其遗传工程的研究进展

类胡萝卜素具有重要的生物学功能,尤其对人体健康有着更重要的作用,近年来一直是研究的热点。综述了类胡萝卜素生物合成途径及相关基因的分离,以及运用这些基因提高微生物和植物中类胡萝卜素含量的遗传工程研究进展。     

异戊二烯类植物激素赤霉素和脱落酸的代谢调控

赤霉素和脱落酸在植物生理过程中具有重要的调控作用,其生物合成途径迄今已基本阐明。赤霉素与类胡萝卜素的生物合成途径具有共同前体牻牛儿基牻牛儿基二磷酸,而脱落酸则直接来自于类胡萝卜素。参与这两种植物激素和类胡萝卜素代谢过程的大多数酶基因已经从不同植物中获得克隆;各种调控方式也随着分子生物学的研究工作而得到鉴定。本文就近年来对赤霉素和脱落酸等代谢调控机制及其与植物类胡萝卜素代谢之间关系的研究工作做简要回顾。     

植物类胡萝卜素生物合成及功能

详述了植物类胡萝卜素生物合成途径,并从突破类胡萝卜素合成途径中上游瓶颈限制、类胡萝卜素代谢各分支途径的改造、提高植物细胞对类胡萝卜素物质积累能力三个方面探讨了类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程中的研究现状,最后对植物类胡萝卜素代谢的研究前景进行了展望。     

高等植物赤霉素2-氧化酶基因的克隆、表达及其调控

赤霉素(GA)是一类重要的植物激素,对高等植物整个生命周期的生长发育起关键作用。调控赤霉素生物合成和代谢途径中的关键酶基因的表达可以控制植物体内赤霉素的含量。GA2-氧化酶是调节赤霉素合成和代谢的关键酶之一,使活性GA失活。本文主要对GA2-氧化酶基因的克隆、表达调控及其在植物基因工程中的应用等方面进行综述,为通过基因工程技术调控植物体内活性赤霉素的含量从而得到改良品种提供思路。     

植物叶色形成调控机制研究进展

彩叶植物具有色彩鲜艳、观赏期长等特点,有助于提高城市绿化的观赏性。叶绿素、类胡萝卜素和花青素等天然色素的含量变化使叶片产生绿色、黄色、白色和紫红色等颜色,3种色素在光反应、响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。本文对影响叶绿素、类胡萝卜素和花青素生物合成途径遗传调控和外部环境因子综述,为解释叶片呈色机制提供理论基础。现有研究表明,光(光周期、光照强度及光质)、温度、干旱和盐等环境因子及激素变化均会刺激HY5、PIFs、DELLA等转录因子和结构基因转录,同时甲基化、乙酰化等染色质修饰和miRNAs、lncRNAs等转录后表观遗传修饰也会直接或间接调控3种色素生物合成途径基因的表达。虽然目前3种色素生物合成途径已较清晰,但有关彩叶林木3种色素代谢与环境信号、体内激素的具体调控模式仍有待进一步研究。未来可构建彩叶植物杂交群体和种质资源库,并利用基因组、转录组、蛋白组、代谢组和表型组等多组学技术为创制彩叶新种质提供可能。     

Production of high-value compounds: carotenoids and vitamin E

The unraveling in recent years of the pathways and genes that are responsible for biosynthesis of vitamins and carotenoids in plants has provided new molecular tools that can be utilized to genetically modify the content and composition of these compounds in vivo. There have been recent examples of successful manipulation of carotenoid composition and vitamin E activity in plants using gene-transfer technology.     

八氢番茄红素合酶基因对人参的遗传转化

八氢番茄红素合酶(Phytoene synthase ,PSY)是类胡萝卜素生物合成的限速酶,通过建立PSY基因的人参转化体系,可促进相应类胡萝卜素的合成,从而提高人参的营养价值。本研究以人参愈伤组织为受体,以PSY 为目的基因,应用根癌农杆菌介导法进行遗传转化。以抗性筛选人参受体转染效率为指标,从菌液浓度、侵染胞龄、侵染时间、共培养时间四方面优化了转化体系。进行了PCR、PCR-Southern和RT-PCR分析鉴定及β-胡萝卜素含量测定,初步证明外源基因PSY 已整合到人参的基因组中并在转录水平上进行了表达,β-胡萝卜素含量平均提高了26倍。该研究为改善和提高人参中类胡萝卜素含量提供了一种新的途径。     

Profiles of gene family members related to carotenoid accumulation in citrus genus

Citrus fruit are an important reservoir of carotenoids. Numerous studies have been carried out to identify and profile the members of gene families involved in carotenoid biosynthetic pathway to explain the diversity of coloration in citrus fruit. It was found that gene expression analysis could not always explain the changes in carotenoid content and composition, indicating that other unknown genes and mechanisms should be operative. This review summarizes and updates the current knowledge on gene families involved in the citrus carotenoid biosynthetic pathway and their roles on the regulation of carotenoid biosynthesis, as well as provides insightful questions leading to future experimentation.     

利用类萜代谢工程改良作物风味

类萜是从植物中分离出的一类类异戊二烯物质。其中挥发性萜类除了在吸引授粉媒、异株克生和植物防御中起到一定的生态作用外,还影响到水果、蔬菜和其他作物的香味形成。对类萜生物合成及其代谢工程的最新研究进展进行了综述,探讨了代谢过程中的关键酶基因,尤其是类萜合成酶(TPSs)基因的表达特性以及操纵类萜生物合成途径提高产量的几种可能的策略。随着更多相关基因的分离,利用代谢工程人工改良作物风味将指日可待。     

苹果类胡萝卜素研究进展

类胡萝卜素是苹果果实色泽形成的一个重要影响因子,其种类和含量决定果实是否具有良好的外观和丰富的营养。本文综述了近年来有关苹果果实类胡萝卜素方面的研究进展,并对苹果类胡萝卜素的种类和含量,苹果发育和贮藏过程中类胡萝卜素含量的变化规律,生物合成途径中相关基因的表达,以及环境因子对类胡萝卜素积累的影响等方面进行了阐述。     

类胡萝卜素生物合成途径及其控制与遗传操作

类胡萝卜素在真菌和植物细胞胞液／内质网上是由乙酰CoA经甲羟戊酸途径合成的,在细菌与植物质体中由磷酸甘油醛与丙酮酸经1-脱氧木酮糖-5-磷酸途径合成。形成的异戊烯基焦磷酸经多次缩合生成第一个类胡萝卜素八氢番茄红素,再经脱氢、环化、羟基化、环氧化等转变为其它类胡萝卜素。类胡萝卜素生物合成中涉及的酶都是膜结合的或整合入膜中的。类胡萝卜素合成是通过底物可利用性与环化分支方式进行控制的。白色体到叶绿体的转变以及花与果实成熟时类胡萝卜素合成增加是在基因转录水平调节的。进行类胡萝卜素合成酶基因的转化,可增加转化体类胡萝卜素的积累。