转录因子调控植物挥发性有机物生物合成的研究进展

【目的】为进一步研究和利用植物中挥发性有机物提供参考。【方法】通过查阅文献,系统总结了近年来转录因子调控挥发性有机物生物合成的研究进展。【结果】挥发性有机物是植物特征性香味的主要成分,其广泛存在于植物中,种类丰富,结构复杂。MYB、NAC、AP2/ERF、bHLH、b ZIP和NAC等6类转录因子可通过调控挥发性有机物生物合成途径中的关键基因表达,进而调控挥发性有机物的积累。【结论】概述了植物中挥发物有机物的种类及结构特点、挥发物有机物合成途径中的重要基因、6类转录因子调控挥发物生物合成的分子机制等方面的研究进展,并为进一步开展挥发性有机物相关研究做了展望。     

植物挥发物介导的种内与种间关系研究进展

植物通过释放的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,VOCs)介导其与周围环境中同种和不同种生物的相互作用,从吸引传粉、种子传播媒介,到保护自己免受植食性动物、病原菌和寄生生物的侵害等。植物挥发物尤其是虫害诱导挥发物是近30年来化学生态学和植物保护领域的研究热点。本文综述了近年来植物挥发物介导的种内与种间关系的研究进展,主要概括了植物挥发物的基本特征,植物挥发物在调控植物种内及种间、植物与昆虫、植物–害虫–天敌三营养级关系、以及植物与微生物互作中的生态学功能,并对其在农业生产中的应用和前景进行分析,总结这一领域尚未解决和亟需深入研究的问题,为植物挥发物应用于有害生物的控制提供理论依据。     

绿叶挥发物代谢调控及分子机理研究进展

植物处于复杂的自然环境中,常受到植食性昆虫、病原菌及机械损伤等生物或非生物的侵害并造成植物的局部伤害,从而启动复杂的防御反应。释放绿叶挥发物（green leaf volatiles,GLVs）是植物防御性反应之一。绿叶挥发物是植物不饱和脂肪酸经过Oxylinpins生化途径中的脂氧合酶（LOX ）和脂氢过氧化物裂解酶（HPL）催化而形成的一类C6和C9醛、醇及其相应的酯类。作为启动植物防御机制的信号分子,这类挥发性物质通过长距离的气态传输在植物与病原菌、植物与植食性昆虫、植物自身和相邻的植物之间起作用,从而介导防御性反应。研究其生化途径及其调节机理,对探索其对病虫害的直接、间接防御、改善作物风味品质及抗病新种质创制起着非常重要的作用,且对园艺植物甚至农林生态系统中作物病虫害综合治理策略的制定具有重要的指导意义。该文综述了绿叶挥发物合成的生化途径及其作为信号转导物质的作用机制,并阐述了绿叶挥发物在植物抗逆方面的生理作用及其应用前景。     

绿叶挥发物及其生态功能研究进展

系统总结了绿叶挥发物的释放规律、代谢途径和对不同生物群落的生态调控功能,包括能诱导植物生成相关防御基因和防御化合物,自身及其诱导生成的虫害诱导植物挥发物和花外蜜露能够在植株间传递预警信号、吸引和驱避植食性昆虫、协同或抑制昆虫信息素、招引寄生蜂,还能影响病原微生物的生长。指出了在田间条件下天敌因受到背景气味、气象条件、害虫种群分布和数量等诸多因素的影响,很难达到理想的生物防治效果。因此仍需对植食性昆虫与天敌的化学遗传学和生态学、不同植物-植食性昆虫-天敌三重营养间的互作关系,以及不同植食性昆虫虫口密度对田间防效的影响等诸多方面进行深入研究,以明确虫害诱导挥发物中关键物质的多重生态功能,并确定虫害诱导挥发物的田间应用技术。     

植物花香的基因工程研究进展

花香作为植物的一种重要性状,不仅能提高植物的观赏价值,而且在引导昆虫授粉、抵御各种生物胁迫和非生物胁迫中也具有重要作用。通过对花香挥发物种类、合成途径、合成相关基因及转基因研究等方面的简要综述,分析了花香基因工程的研究现状与发展前景。     

植物油脂合成与积累机制的研究进展

植物油脂是一类主要从植物种子中提取的脂质,由甘油三酯组成,在食品、医疗和化工等领域应用广泛。植物油脂合成与积累过程不仅受油脂合成通路功能基因与调控基因调控,也受植物内部生理状态变化与外界环境因素影响。因此,阐明植物油脂生物合成和调控机制,改善植物油脂含量和组成具有重要的科学意义和应用价值。文章综述总结近年来有关植物油脂合成通路调控机制的研究进展,主要涵盖植物油脂合成通路基本模型、植物油脂合成通路中的关键酶、油脂积累过程中关键转录因子或调控蛋白、其他因素对油脂积累的影响、植物油脂合成与积累机制未来研究趋势和发展方向等方面,为植物油脂合成机制研究和油料作物遗传改良提供理论基础和新见解。     

挥发性化合物介导的植物-植食性昆虫-天敌三级营养级互作机制及应用

农业生态系统中植物-植食性昆虫-天敌三级营养级间存在复杂的互作关系,挥发性化合物在三级营养级互作中发挥着重要作用。植食性昆虫能够以植物挥发物为化学线索精准地识别和定位寄主,而虫害诱导的挥发物作为关键的化学信息物质对于调控三级营养级关系起到不可或缺的作用,一直是该领域研究的重点和热点问题。另外,植物为传粉昆虫提供花粉或者花蜜,传粉昆虫可以通过识别花中挥发物寻找食物来源,在帮助植物传粉的同时有利于自身的生长发育与繁殖。近40年来,随着传统化学生态学研究的不断深入,特别是化学分析手段和灵敏度的不断提高以及电生理研究技术的广泛渗入,新的研究理念、研究手段快速形成与发展。在三级营养级互作的过程中,昆虫化学感受基因参与了对挥发性化合物的识别。因此,对昆虫化学感受基因的挖掘与功能鉴定将有助于解析昆虫化学感受的分子机制,研发更高效的昆虫行为调控产品并科学合理地应用于农业害虫的绿色防控,对于农田生态环境的保护具有十分重要的意义。本文综述了挥发性化合物对植食性昆虫、天敌昆虫与传粉昆虫行为的影响,详述了挥发物介导的三级营养级之间的互作机制与研究现状,以及在害虫绿色防控中的应用,并对未来重点研究的问题进行了展望。     

反义技术及其在植物基因工程中的应用

概述了反义技术的作用机制及其在现代植物研究中的应用。反义技术在调控植物淀粉的合成与果实成熟、改良作物品质、改变植物花色、增强植物抗病性和研究未知基因的功能等方面具有重要作用,并对反义基因技术的应用进行了展望。     

虫害诱导的植物挥发物

综述了植物挥发性物质的特性,挥发物与韧皮部取食的昆虫,茉莉酮酸(JA)与挥发物的释放,C6挥发物与植食性昆虫的作用,挥发物的诱导物及挥发物的生态学功能,为以后研究植物挥发物、植物-植食性昆虫-植食性昆虫天敌间的相互关系等方面提供了依据。     

9种植物源挥发物对长白山地区昆虫类群的行为学影响初步研究

为对害虫的综合治理提供理论科学依据,试验选取长白山地区植物中具有代表性的9种植物源挥发物,设置了3个浓度梯度,统计了诱集到的昆虫数量和种类,研究植物源挥发物对长白山地区昆虫类群的行为影响(诱集或趋避)。结果表明:不同植物源挥发物对同种昆虫的行为影响不同,且不同浓度的同种挥发物对昆虫行为的作用结果也有不同,甚至截然相反。同时,研究发现了几种对特定昆虫类群具有显著吸引或趋避作用的植物源挥发物,如对蝇具有明显趋避作用的1000μL/L的反-2-辛烯醛、100μL/L的顺-3-己烯醇等,为害虫有机防治和综合治理提供了新的思路。     

挥发性有机化合物在植物适应胁迫及生理生态中的作用

挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)是具有低分子量和高蒸气压的亲脂性液体。按来源划分,VOCs可分为人为源和植物源,而植物源是全球大气中VOCs的最大来源。植物VOCs释放受生物和非生物因素影响,它们在大气化学反应、人体健康和植物生理生态中具有重要作用。然而,对于植物VOCs释放受复合环境条件的影响及在生理生态方面的作用尚缺乏全面了解。本研究概述了植物VOCs的合成途径,重点阐述了单一及复合环境因素对VOCs种类及释放量的影响,同时归纳了VOCs在生理生态方面的作用。发现:植物VOCs合成途径已经明确,但其调控的分子机制有待进一步探究。昆虫啃食、高温、干旱、高二氧化碳浓度可降低组成型VOCs (如异戊二烯)释放,增加储存型VOCs (如蒎烯、柠檬烯)释放,同时诱导新的化合物(如绿叶挥发物, GLVs)合成并释放;复合环境对VOCs释放影响是复杂的,有待进一步探索。VOCs在植物防御食草动物或吸引食草动物天敌、介导植物间信号转导、抗氧化、抗旱和增强植物耐热性等方面发挥作用,未来将探究植物VOCs在生态系统中的更多作用。参96     

桃MYB转录因子调控花青素合成的研究进展

花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素,种类繁多,是形成植物各器官颜色的主要色素之一。桃树作为重要的经济果树和观赏植物,其花青素的种类和含量都会对品种性状、果实品质和观赏特性等方面有着重要的影响。MYB转录因子是目前植物中发现的最大的转录因子家族之一,具有调控植物花青素生物合成过程的作用。本文旨在对桃花青素合成调控关键转录因子家族MYB进行综述,以期为今后的植物花青素生物合成以及育种等方面研究提供理论基础。     

植物花青素生物合成与调控研究进展

花青素是植物体内非常重要的一类次生代谢物,有很强的药理活性。花青素在医药保健、药用植物开发等方面具有重要的研究价值和应用潜力。目前研究者基本探明了花青素生物合成途径和分子调控机制,但还没有完全掌握花青素合成的整个网络体系,还需要继续加强对花青素生物合成与调控的研究。因此,对植物花青素生物合成途径、反应酶、结构基因、调控基因及转录因子进行综述,旨在为花青素类植物品种改良和开发提供理论支持。     

芸苔属硫苷代谢调控基因的QTL分析以及克隆的研究进展

硫代葡萄糖苷是植物重要的次生代谢产物,其含量是数量遗传性状,受环境条件影响,在植物的抗性防御、调料应用及人类抗癌等方面具有重要意义。本文综述了芸苔属硫苷代谢调控基因的QTL分析以及克隆的最新研究进展,并对未来硫苷代谢调控机理的研究方向进行了展望。     

植物挥发物对蛾类昆虫行为影响的研究进展

概述了植物挥发物在蛾类昆虫定向、求偶、交配、产卵及幼虫取食等行为过程中的作用.指出植物挥发物对蛾类昆虫行为影响研究中存在以单个化合物对昆虫行为的调控作用研究为主,混合组分间相互作用机理、多生态因子对植物挥发物作用效果的影响、天敌昆虫在害虫治理中的作用等研究较少,理论成果未能与防治实践相结合等问题.提出应加强同种或同类挥发物对不同性别或不同生理状态下昆虫的作用效果差异及植物挥发物与蛾类性信息素协同作用等方面的研究,以便有针对性地进行害虫防治.     

钼提高植物抗逆性研究进展

钼（Mo）作为植物必需的微量元素,在促进植物生长发育和增强植物抗逆性方面发挥着关键作用。植物对钼的吸收转运主要受到钼酸盐转运蛋白基因MOT1和MOT2调控,钼进入植物体内以含钼酶形式参与植物生长代谢,其中对植物抗逆性方面的调控主要表现为：钼通过含钼酶硝酸还原酶、醛氧化酶、黄嘌呤脱氢酶影响植物体内的光合碳氮代谢、激素合成和活性氧代谢进而调控植物抗寒性;钼通过硝酸还原酶和醛氧化酶介导的信号转导过程调控根系发育、养分水分利用及抗旱基因表达,进一步影响脂质合成与代谢调控植物抗旱性;最新研究还发现钼在植物适应盐胁迫、缓解重金属胁迫方面也具有重要作用。这些研究结果为通过钼营养调控提升植物的抗逆性提供了新思路。     

具信号功能的植物挥发物研究进展

植物释放的挥发物是植物次生代谢产物,可由各种植物组织生产。植物是挥发性物质生产和释放的主体,虫害叶片众多挥发物的可控释放有助于植物阻止植食昆虫或者吸引它们的天敌,在植物—害虫—天敌三级营养关系中起着信号物质的作用。文章综合近年来国内外的研究进展,对具有信号功能的挥发物的种类、激发子、合成途径及其化学生态功能作一概述。     

硒元素调控富硒高褪黑素甜樱桃生产的探讨(综述)

甜樱桃味美、营养价值高并含有褪黑素。硒元素是人体必需元素，也是植物有益元素，在提高作物产量、品质、抗逆等方面有着重要作用。富硒高褪黑素甜樱桃将备受消费者的青睐，也是育种科学研究追求的目标之一。然而褪黑素在植物体内的合成代谢途径尚未全面清晰，硒在植物体内的吸收、转运和贮存也未完全明确。本文从甜樱桃的营养、观赏和应用方面明确了甜樱桃具有的价值；从富硒水果的价值、硒对甜樱桃品质及褪黑素的影响方面进行探讨，生产富硒甜樱桃较为容易，而要达到高褪黑素水平有一定的不确定性；从植物体内褪黑素合成途径、甜樱桃褪黑素合成途径、硒对甜樱桃褪黑素合成途径的影响等方面进行探索，明确植物体内褪黑素合成途径具有多样性，硒调控植物体内褪黑素含量具有复杂性，为硒调控甜樱桃褪黑素含量提供一定的理论方向。     

植物苯丙氨酸解氨酶表达调控机理的研究进展

植物苯丙氨酸解氨酶(PAL,EC 4.3.1.5)是苯丙烷类化合物代谢的关键限速酶,在次生代谢物合成及抗逆过程中有重要作用。从植物苯丙氨酸解氨酶的基本特性、蛋白定位、基因特点以及组织表达模式等方面,对近几年PAL在次生代谢物的生物合成和信号调控中的研究进展进行综述,旨在为苯丙烷合成途径中重要关键酶基因的多样性、表达调控机制复杂性和次生代谢物积累的分子机理以及苯丙氨酸解氨酶的利用研究提供理论依据和应用参考。     

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因研究进展

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因在植物生长发育过程中扮演重要角色。近年来,随着分子生物学的不断发展,对其研究也取得了重要进展。综述了植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因的克隆、功能、表达调控以及编码蛋白质的结构、底物等方面的研究进展,可为进一步阐明该基因对植物生长发育的影响提供依据。