植物激素对次生代谢产物的调控研究

植物激素参与调节植物的生长发育进程,具有显著的生理活性。而植物的次生代谢产物是重要的药物和化工业原料来源,因其经济及药用价值受到广泛关注。随着生物技术的发展,研究发现植物激素对次生代谢产物的合成具有重要的调控作用。该文主要介绍植物中的常见激素如生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯和茉莉酸甲酯的合成路径、信号传导机制及其对次生代谢产物的调控进展,从分子角度探讨其调节次生代谢物形成积累机制,有助于更好地了解植物激素的形成及其在次生代谢过程中发挥的关键作用,同时为合理利用植物激素,使其科学高效地提高植物内次生代谢产物的产量提供参考。     

调控药用植物药效成分合成的转录因子研究进展

大多药用植物的药效成分为植物本身的次生代谢产物,包括生物碱、萜类、类黄酮、酚类、苷类等。植物体内及体外环境条件会影响这些次生代谢产物的合成,导致其合成量的增加或减少,或是影响同类代谢产物不同单体成分的合成与否及合成量。目前所知调控次生代谢产物合成的机制有转录调控、转录后调控等多种形式,其中转录调控研究较多。综述了药用植物类黄酮、生物碱、萜类等活性成分生物合成相关的转录因子研究进展,为利用转录调控控制和提高药用植物药效成分合成的研究与应用提供借鉴。     

植物激素在三萜类化合物生物合成中的作用及调控机制研究进展

三萜类化合物是一类广泛存在于药用植物、以异戊二烯为结构单元的一大类天然化合物,具有抗衰老、抗炎、抗肿瘤、抗血栓、降血压、调血脂等功效;依据化合物的结构和性质,可将其分为三萜皂苷类、甾醇苷类和其他三萜类。植物激素是植物体内产生的一类微量且能促进或抑制自身生理活动的有机化合物,在调节植物生长发育、提高胁迫抗性、诱导次级代谢产物合成、积累等方面发挥着重要作用。在介绍三萜类化合物生物合成通路的基础上,归纳分析了茉莉酸、茉莉酸甲酯、水杨酸等植物激素在三萜类化合物生物合成中的作用及相关机制,认为植物激素或中间代谢产物通过作为信号分子或诱导子调控三萜类化合物生物合成中的关键酶活性或基因差异表达,从而影响最终产物的积累,并初步绘制了茉莉酸、茉莉酸甲酯、水杨酸等植物激素调控三萜类化合物生物合成作用机制模型,为研究三萜类化合物的生物合成机制,实现目标产物超积累提供参考和借鉴。     

苦荞MYB家族转录因子研究进展

苦荞Fagopyrum tataricum被誉为"五谷之王",是集营养、保健于一体的药食同源植物,其富含大量黄酮类化合物芦丁等,氨基酸组成均衡,具有降血糖、降血脂、降血压及抗氧化、抗衰老、抗癌防癌、改善血管微循环等多重功效。转录因子是调控植物基因表达的重要因子,在植物生长发育中发挥着重要的作用。MYB家族转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子,是植物最大的转录因子家族之一,根据其结构不同主要分为1R-MYB,R2R3-MYB,3R-MYB,4R-MYB四个家族,在植物生长发育与类黄酮次生代谢调控中发挥着重要的作用。该研究对苦荞中已报道的MYB家族转录因子进行总结和系统聚类分析,梳理了他们所属的亚家族以及相互关系,为进一步挖掘和克隆苦荞MYB家族转录因子提供参考。在此基础上,该文进一步综述了以上MYB家族转录因子在苦荞类黄酮生物合成途径、植物激素以及逆境等非生物胁迫过程中的调控作用,并对苦荞MYB家族转录因子的功能挖掘与调控机制研究进行展望,为苦荞MYB家族转录因子的功能研究和苦荞优质品种选育提供科学参考。     

药用植物microRNA与次生代谢产物的合成调控

miRNA(microRNA)是一类重要的内源性非编码小RNA,其主要通过剪切及翻译抑制等方式在转录后水平调控靶基因的表达,对植物次生代谢产物的合成有着重要的作用。尤其对于药用植物而言,次生代谢产物多是其活性成分,是药材发挥药效作用的基础,研究药用植物次生代谢产物生物合成途径及复杂调控网络具有十分重要的意义。该文主要对药用植物次生代谢产物合成相关的miRNA进行综述,重点介绍了miRNA对萜类、生物碱以及黄酮等生物合成的影响,旨在为药用植物次生代谢产物的生物合成调控研究提供新的思路。     

影响愈伤组织中次生代谢产物含量的因素研究进展

次生代谢产物是植物在长期进化过程中与生物和非生物因素相互作用的结果,在植物生长、发育和生理功能方面发挥着重要作用。药用植物的有效成分通常都是细胞次生代谢产物,其合成受环境等多种因素影响。利用愈伤组织培养获得目标产物,具有成本低、不受自然条件影响的优势。药用植物愈伤组织中次生代谢产物的积累量不仅受光照、温度、pH等环境因素的影响,而且,种质本身、植物生长调节剂和诱导子的使用亦会对其积累产生较大影响。该文就如何提高药用植物愈伤组织中次生代谢产物含量的影响因子进行综述,以期为进一步研究提供参考。     

药用植物生物碱次生代谢工程研究进展

药用植物次生代谢途径及其调控机制的研究基础薄弱,阻碍了代谢工程在获取高价值次生代谢产物的广泛应用。生物碱是存在于药用植物中的一类含氮杂环化合物,具有抗肿瘤、抗微生物、降血压、解痉镇痛等药理作用,备受研究者的关注。应用代谢工程手段改善代谢途径,提高次生代谢产物的量,对优化药用植物种质资源以及可持续发展具有重要价值。通过对药用植物生物碱类化合物的代谢合成途径进行综述,并讨论生物碱代谢工程的研究方法和调控策略,为药用植物生物碱相关研究提供参考。     

381 利用基因工程生产植物次生代谢产物

植物次生代谢产物对于控制和影响植物性状起着十分重要的作用，也为人类提供了所需的药物、染料、香料等众多的化合物。综述了植物次生代谢途径的研究、相关基因的克隆以及次生代谢的基因工程。     

喜树碱生物合成途径及其相关酶的研究进展

喜树碱是我国特有植物喜树中分离得到的具有显著抗癌活性的重要次生代谢产物,利用生物技术大量生产喜树碱类抗癌药物是目前研究的热点。喜树碱生物合成途径是多酶催化的复杂过程,阐明喜树碱的生物合成机制,对应用代谢工程的策略调控代谢流量,使次生代谢朝喜树碱合成的方向进行至关重要。喜树碱有着与其他萜类化合物相同的上游合成途径,以及广泛的药物来源,因此弄清喜树碱合成机制对理解整个植物次生代谢的网络调控也具有重要意义。综述喜树碱的生物合成途径、相关酶及其表达调控,并对喜树碱的合成研究进行展望。     

茉莉酸信号通路中的转录因子对药用植物次生代谢调控的研究进展

茉莉酸类物质作为植物体内源激素,能够诱导萜类、生物碱和黄酮类等多种药用活性成分在植物体内的生物合成,在植物次生代谢过程中发挥着非常重要作用。茉莉酸信号通路中的转录因子能通过与靶基因启动子中的顺式作用元件相互作用,激活或抑制植物次生代谢生物合成途径中多个关键酶基因的表达,有效地启动或关闭次生代谢生物合成途径,调控特定次生代谢产物的生物合成过程,从而影响次生代谢产物的积累。该文主要综述了茉莉酸信号通路中的转录因子(包括AP2/ERFs,bHLH,MYB,WRKY)在植物次生代谢中的调控作用等方面的研究进展,并探讨了转录因子在提高药用活性成分方面的潜在应用价值,为解析茉莉酸信号通路调控植物内的次生代谢过程提供参考和依据。     

利用基因工程生产植物次生代谢产物

植物次生代谢产物对于控制和影响植物性状起着十分重要的作用。也为人类提供了所需的药物。染料，香料等众多的化合物，综述了植物次生代谢途径的研究，相关基因的克隆以及次生代谢的基因工程。     

外源茉莉素调控植物中萜类化合物生物合成的研究进展

萜类化合物是植物中的一类重要的次生代谢产物,在医药、工业和农业生产上扮演着重要的角色。由于一些重要的萜类具有复杂的化学结构以及在植物中的低含量,使其不能低成本地大量生产。因此,利用植物中普遍存在的茉莉素调控机制和外源介导相关转录因子,调控萜类生物合成途径关键酶基因表达,以达到提高目标萜类化合物含量,这已成为研究热点。本文综述了萜类化合物的生物合成途径、响应茉莉素信号且与次生代谢有关的转录因子以及应用茉莉素调控萜类化合物合成的研究进展,探讨了茉莉素调控萜类合成中所面临的问题,并对茉莉素调控萜类生物合成的潜在经济价值进行了展望。     

基因调控技术提高药用植物细胞有效成分产量的研究进展

利用植物细胞培养技术生产具有重要经济价值的药用植物次生代谢产物为中药可持续发展提供了一条新的途径。然而,药用植物细胞培养过程中目的次生代谢产物的低产问题一直困扰着该技术的发展与应用,传统的克服这一问题的方法主要有优化培养条件、筛选高产细胞株等,大量的研究结果表明,通过上述途径无法从根本上解决植物细胞次生代谢产物的低产问题。近年来,随着基因工程等现代生物技术的发展,人们尝试利用基因调控手段来调节植物细胞的次生代谢,如采用关键酶基因调控技术、转录因子调控技术等从分子水平上解决药用植物细胞次生代谢产物的低产…     

植物次生代谢产物的生态学功能研究进展

 目的从生态学的角度,探讨植物次生代谢产物抗病、抗虫功能以及环境因子的影响,并就环境在中药道地性中的作用进行讨论。方法查阅国内外资料并进行分析和综述。结果来源于植物次生代谢途径的小分子化合物是植物进化过程中的防御物质,分子生物学技术的应用为次生产物的作用机制提供了进一步的证据。结论次生代谢产物受环境中物理、化学及生物因子的影响;我国在这方面的研究需要进一步加强。     

植物来源BAHD酰基转移酶家族研究进展

由酰基转移酶介导的酰基化修饰在天然产物结构改造中普遍存在,对丰富植物次生代谢产物结构多样性,提高化合物的稳定性、脂溶性、改善生物利用度等方面均有重要意义。BAHD酰基转移酶家族是植物中特有的对次生代谢产物进行酰基化修饰的一类蛋白,与多种活性酰基化天然产物的生物合成有重要关系。该文对植物来源BAHD酰基转移酶家族的基本性质、三维结构、催化机制、功能研究及进化关系等方面进行综述,以期对该类酶的进一步深入研究提供参考。     

药用植物次生代谢在中药材生态种植中的作用及利用

该文综述了生态种植对次生代谢的影响,指出生态种植能提高植物次生代谢产物的含量,尤其是具有防御作用的次生代谢产物的含量,并分析了其可能的机制。然后从开展病虫害草生物防控、促进有益微生物积累、优化混合种植、调控免耕及秸秆覆盖等角度总结了中药材生态种植中次生代谢的诱导和利用。文章指出高度关注次生代谢是中药生态农业最重要的特征,生态种植能促进中药材次生代谢产物的积累(即提升中药材品质)、有利于病虫草害的防控等,对于生态种植能提高药用植物次生代谢产物含量的研究还缺乏系统性,其影响和机制还亟待在中药材的生态种植上开展广泛验证和系统深入研究。     

药用植物根形态建成低磷响应策略及其分子机制北大核心CSCD

低磷供应成为全球土壤共性问题,磷是植物生长必需大量元素之一,在细胞组成、物质与能量代谢以及信号转导等关键细胞功能发挥中起着重要作用。磷酸盐转运蛋白(phosphate transporter, PHT)编码基因在调节植物生长发育、根形态建成、次生代谢、激素响应以及调节磷素平衡方面起着重要作用。药用植物活性成分大多为次生代谢产物,因此揭示磷素调控与药用植物有效成分积累关系是药用植物关注焦点,特别是低磷胁迫对根类药材的根形态建成影响及其与激素响应的偶联调控作用密切相关。随着分子生物学的不断深入研究,药用植物也逐渐开始关注PHT对药用植物次生代谢的调控机制。通过对植物长期进化过程中适应低磷环境形成的一系列策略:改变根形态建成、抑制主根生长、形成簇根系并改变体内生理代谢等、低磷胁迫响应蛋白PHT及其调控网络;药用植物响应磷饥饿的表型生物学特征、关键基因及其响应机制进行综述,以期为药用植物“优质优形优价”的生态栽培提供理论依据。     

药用植物次生代谢信号转导研究进展

植物体内的次生代谢产物通常是中药材发挥临床疗效的物质基础,也是评价药材质量的重要指标。植物的次生代谢与环境密切相关,信号分子是联系环境与次生代谢之间的纽带和桥梁,因此揭示环境因子与药用植物次生代谢之间的信号分子及其转导机制是阐明药材品质形成的重要内容。笔者综述了近十年来植物次生代谢途径中的信号分子及其迸发机理研究,并总结了植物响应外界环境刺激的次生代谢信号转导机制,以期为从事相关研究的科研工作者提供参考。     

系统生物学方法在药用植物次生代谢产物研究中的应用

次生代谢产物是植物在其生长发育和对环境的适应过程中形成的,通常是药用植物中的主要活性成分,药材品质的物质基础。但次生代谢产物的生源途径复杂,其产生和积累受到自身遗传和环境中各种生物和非生物因素的调控,影响了药用植物作为药材的品质控制及其活性成分的开发利用。系统生物学思维与方法是系统全面探索生物的有力工具,随着现代分子生物学技术及生物信息学的发展,系统整合基因组、转录组、蛋白组和代谢组等组学技术,将为药用植物次生代谢产物研究带来新的机遇。这种整体、系统的研究方法在药用植物次生代谢产物形成的生物合成途径、信号转导、生态环境及其代谢工程等研究中的应用,构建次生代谢物生物合成基因表达调控系统模型,对于系统阐释药用植物有效成分成因和道地药材形成机制、代谢工程产生药用植物活性成分、和药用植物资源合理开发利用等具有重要意义。     

真菌诱导子对药用植物细胞培养产生次生代谢产物影响的研究

 目的介绍近年来真菌诱导子对药用植物细胞培养产生的次生代谢产物的影响。方法检索国内外相关资料进行汇总,分析,依据次生代谢产物的合成途径进行分类和综述。结果总结了真菌诱导子对药用植物次生代谢产物及其代谢途径的影响规律及特点。结论植物的次生代谢产物合成的途径,可能受到真菌诱导子的影响,真菌诱导子的种类、使用的方法和剂量等的不同,对植物的代谢途径的影响表现出差异。对真菌诱导子影响植物代谢途径的全面考察,真菌诱导子的有效部位和有效成分,作用机制及调控基因的表达都有待进一步研究。