植物内生菌次生代谢产物活性多样性及其应用前景

植物内生菌(endophyte)包括内生真菌、内生细菌和放线菌,是一类新型微生物资源,在农业和医药业上有潜在应用价值。植物内生菌次生代谢产物具有丰富的化学结构多样性和广泛的生物活性,能够促进植物生长,提高植物对生物胁迫和非生物胁迫抗性等。从植物内生菌的种类及具有各种生物活性的植物内生菌次生代谢产物方面进行了介绍,并对他们在杀虫、抗菌、抗肿瘤等生物胁迫和在促进土壤修复、促进植物生长、抗氧化、抗渗透等非生物胁迫中的作用进行了阐述,分析了内生菌次生代谢产物在研究中存在的问题以及对这些植物内生菌次生代谢产物的应用前景和潜在价值进行了探讨。     

次生代谢产物：代谢途径、分类、作用及其生产（Ⅰ）

从宏观的角度，阐述了植物次生代谢产物在植物体内的基本代谢作途径、来源、作用及其生产途径。本篇为其第一部分，谈了由乙酸、甲瓦龙酸、莽草酸代谢产生的次生代谢产物。     

一氧化氮：植物细胞次生代谢信号转导网络可能的关键节点

细胞内部的信号转导系统是介导真菌诱导子等外界因子诱发植物次生代谢产物合成的桥梁和纽带.一氧化氮是近年来发现的一种新型植物信号分子.近年来的研究表明,一氧化氮(NO)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、活性氧(ROS)等植物体内的主要信号分子(途径)不仅参与植物细胞次生代谢的信号调控,而且不同信号途径之间可以通过共催化、互抑制、共协调等作用相互交叉形成复杂的信号调控网络.文中简要介绍了国内外有关研究进展,重点结合本实验室的研究结果提出了以NO为关键节点的植物细胞次生代谢产物合成信号调控网络模型,提示了NO在植物细胞次生代谢信号调控网络中的潜在分子开关作用.     

提高毛状根中次生代谢产物含量的方法与技术

毛状根培养是生产植物次生代谢产物的新途径、新方法.如何提高毛状根中次生代谢产物的产量,成为毛状根培养研究的一个新热点.概述了在利用毛状根生产植物次生代谢产物过程中,通过改变培养条件以及应用生物技术来提高毛状根中次生代谢产物含量的研究方法和技术,为进一步培养毛状根生产次生代谢产物提供可参考的价值.     

植物细胞培养生产次生代谢产物中的影响因素

植物细胞中含有一些如萜类、酚类和生物碱等由糖类有机物次生代谢衍生而来的次生代谢产物,其中一些往往是重要的药物和工业原料。因此,如何优化植物细胞培养和高水平提取这类次生代谢产物深受人们重视。本文从调控培养条件、运用诱导剂等方面对此问题进行综述。     

次生代谢产物：代谢途径、分类、作用及其生产（Ⅱ）——次生代谢产物的代谢途径、分类及作用

从宏观的角度,阐述了植物次生代谢产物在植物体内的基本代谢途径、来源、作用及其生产途径,本文是三部分中的第二部分,谈了由氨基酸和混合生成来源产生的代谢产物。     

提高植物细胞培养中次生代谢产物产量的方法

细胞的生长速度和次生代谢产物合成能力是能否实现植物细胞培养工业化生产的先决条件.本文从外植体选择、高产细胞系筛选、物理因子、化学因子的调控及培养方法等5个方面论述了植物细胞培养中提高次生代谢产物的方法.     

植物抗癌的次生代谢产物

从天然植物次生代谢产物中寻找高效毒的抗癌活性成份以制成抗癌新药,已经成为抗癌药研制的重要内容之一,从次生代谢产物的角度阐述了植物次生代谢产物的特性以及具有抗癌生物活性的植物次生代谢产物——生物碱、萜类、苷及皂苷类、黄酮类、多糖类、香豆素类化合物的几种类型,并对从植物中寻找抗癌活性成分进行展望。     

植物化学教学方法创新的探讨

《植物化学》课程是以有机化学的知识与方法,对植物的化学成分,主要是具有生理活性的植物次生代谢产物进行提取分离、结构鉴定、化学合成与结构改造,揭示植物次生代谢产物的生物合成、分布、功能与用途的一门科学,这门教学内容理论性较强。讲解难度大,学生的学习兴趣和积极性不高。针对教学过程中存在的以上问题,我试图从明确课程目标、改进教学模式、加强实验教学等等方面进行探讨,寻找创新植物化学教学方法的有效途径。     

植物精油提取和应用的研究进展

植物精油是植物体内的次生代谢产物,化学组成较为复杂。本文论述了植物精油的提取方法,包括传统的提取方法和近几年的最新研究成果。植物精油的应用比较广泛。伴随着人们生活质量的提高和环境意识的加强,其杀虫、抗菌方面的功能日益受到人们的关注和重视。     

植物次生代谢物的细胞培养技术研究进展

近年来，植物的次生代谢物的结构、功能与应用越来越受人们的关注。为了既能满足人们对植物次生代谢物的需求，又能合理开发利用自然植物资源和保护生态环境，植物细胞培养成为生产植物次生代谢物的关键技术。本文重点阐述了6种植物细胞培养技术和植物细胞培养生产植物次生代谢物过程中的重要影响因素及其调控．同时对前述两个方面的深入研究提出了合理化建议。     

青霉菌组蛋白去乙酰化酶基因的敲除及其次级代谢产物变化

丝状真菌尤其是青霉菌Penicillium代谢的各类次级产物日趋成为研制新药的重要来源，很多药物如抗癌药物、抗生素、免疫抑制剂等均来源于真菌。然而真菌次级代谢受多因素的影响，其中表观遗传修饰起到重要的调控作用。组蛋白乙酰化表观遗传修饰常与转录激活相关，从而促进次级代谢产物的合成。以青霉属真菌Penicillium christenseniae SD-193.84为研究对象，利用生物信息学手段确定其组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因，建立该菌中同源重组基因敲除技术，对该基因进行敲除，并比较了基因敲除前后次级代谢产物的变化，发现HDAC影响了多种次级代谢产物的合成。本研究为青霉菌分子遗传操作及次级代谢调控提供了参考。     

基于计算机视觉的植物水分胁迫状况监测方法

水分胁迫是影响植物生长最为普遍的环境威胁。水分亏缺的监测对设施农业、精确农业的发展具有重要意义。植物本身具有一种适应土壤水分胁迫的生理调节机制,其中叶片是植物外部形态中反应最为敏感的器官,这就为水分亏缺诊断提供了信号和依据。根据植物叶片对水分胁迫反应敏感这一特点,提出一种基于计算机视觉的植物水分胁迫状况无损监测新方法。首先根据环境情况对植物图像进行预处理;然后针对光照不均匀、阴影等造成的分割困难,采用了一种局部阈值图像分割算法,得到植物叶片的图像;最后提取植物叶片的叶尖相对距离和叶尖倾角这两个形态参数,实现植物水分亏缺程度的连续无损监测。实验结果表明,该方法监测的叶尖相对距离和叶尖倾角的变化趋势能够较好地反映出植物的水分亏缺程度,对于水分胁迫状况的监测,具有较高的应用价值。     

高等植物脂肪酸去饱和酶及编码基因研究进展

生物膜是细胞、细胞器与外界环境连接的界面,是温度胁迫伤害发生的原初位点。细胞膜脂不饱和脂肪酸含量和组分是影响生物膜相变的主要因素,进而影响植物在温度胁迫下的抗性。脂肪酸去饱和酶是脂肪酸代谢过程中的关键酶,调节细胞膜中脂肪酸的含量和组分。笔者根据脂肪酸去饱和酶在催化反应中的先后顺序将其分为3类,分别阐述这3类脂肪酸去饱和酶与温度胁迫下植物适应性的关系,综述了近年来国内外脂肪酸酶去饱和酶及编码基因的克隆、功能鉴定、表达调控等方面的研究进展,对应用基因工程技术培育出温度抗性较强植物品种的研究进行了展望。     

近十年海洋来源木霉属真菌次生代谢产物研究进展

木霉（Trichoderma spp.）是一类自然界广泛存在于土壤中的真菌类群,属于半知菌门（Deuteromycotina）丝孢目（Moniliales）木霉属（Trichoderma sp.）。海洋中的木霉属真菌因其高盐、高压和缺氧的特殊环境,能够产生更多结构新颖、生物活性独特的次生代谢产物。木霉属真菌的次生代谢产物主要包括聚酮、肽类、萜类以及其他类型,这些化合物具有细胞毒、抗菌、酶抑制等多种生物活性。本文综述近十年来海洋来源木霉属真菌中分离的新次生代谢产物,并对这些新化合物的生物活性进行归纳总结。     

植物源昆虫拒食剂的研究与应用前景

拒食剂可以定义为能抑制昆虫取食而不直接杀死它们的化合物。昆虫常继续留在经拒食剂处理的植物上并可能因饥饿而死。大部分植物依赖次生代谢物来防御植食性昆虫。各种研究表明协同进化的压力使植物越来越能抵抗昆虫的取食。大部分植物源拒食性次生性化合物可以分为倍半萜烯内酯类、异黄酮类、苦木素类和柠檬苦素类化合物４ 大类。虽然到目前为止关于结构与生物活性间关系方面尚未建立确实的规律,但结构与生物活性间关系的研究可以为了解发生在某些昆虫的膜受体水平上的分子过程提供线索,因而可以指导分离或合成高效拒食剂。昆虫感知拒食剂化合物可以通过刺激特定昆虫的特化的拒斥感器或者干扰接收诱食刺激化合物的神经元的正常功能实现。因为植物拒食剂是天然化合物,能在自然环境中很容易地被分解,较少环境污染,因而在ＩＰＭ 中具有重要的作用。为了开发出无公害新农药,需要进一步进行其作用机制、对环境的影响、结构与生物活性间关系、高效拒食剂的合成及田间试验等方面的研究。     

几种盐类对光系统Ⅱ33kD锰稳定蛋白溶液构象的影响

借助内源荧光和圆二色谱分析，考察了几种不同的盐溶液（CaCl2,NaCl,脲，三氯乙酸、二硫苏糖醇）对水溶液中33kD蛋白构象的影响，以295nm波长的乐激发时，33kD蛋白具有330nm的荧光发射峰，表明33kD蛋白所含唯一的^241Trp位于分子内部的疏水部位，CaCl2、脲、三氯乙酸或二硫苏糖醇的存在，均会改变33kD蛋白的内源荧光的强度和位置，而NaCl几科无影响，脲、二硫苏糖醇对33kD蛋白的二级结构的影响较大，因此维系33kD蛋白构象的主要因素包括：二硫键、疏水作用、范得华力和氢键，而离子键的贡献较小。     

微生物合成黄酮类化合物的研究进展

目前,工业生产黄酮类化合物面临价格昂贵等一系列问题,因此用微生物廉价生产黄酮类化合物具有重要意义。近年来系统代谢工程的出现,提供了一个全新的角度来解决传统受限制的生物工业过程。介绍了利用代谢流调控、强化前体物质积累等代谢工程策略,实现微生物法生产黄酮类化合物的国际研究状况,希望对解决目前大规模生产黄酮类物质存在的限制和挑战提供参考。