植物叶绿体基因组研究及应用进展

叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,是植物细胞特有的细胞器.叶绿体具有相对独立的遗传物质,是半自主性细胞器.本文从叶绿体起源,叶绿体DNA的遗传方式,叶绿体基因组的基本结构以及叶绿体基因组的进化四个方面综述了叶绿体基因组的研究进展.另外,综述了叶绿体基因组在系统发育基因组学、居群遗传学、谱系地理学和叶绿体基因工程中的应...     

日本开发出叶绿体转基因技术

日本奈良尖端科学技术大学的研究小组成功利用转基因技术提高植物光合作用的能力,使其生长周期得以大幅度缩短。日本奈良尖端科学技术大学的研究小组成功利用转基因技术提高植物光合作用的能力,使其生长周期得以大幅度缩短。研究人员将高活性蓝藻光合作用的相关基因植入烟草当中,它会进入叶绿体的 DNA 之中,而不会进入细胞核内的 DNA 中,这样就可以避免转基因通过烟草花粉而扩散出去。植物细胞内的叶绿体 DNA 与细胞核的 DNA 不同,它与光合作用有关。     

浅谈CAM植物

自然界,绿色植物区别于其他生物的最主要的特点就是它的自养性,进行光合作用,在光下同化CO_2和H_2O合成碳水化合物.光合作用中,CO_2的同化途径因植物类型和生态环境的不同而不同.共有三条,即卡尔文循环(C_3途径)、C_4——二羧酸途径(C_4)途径和景天科植物酸代谢途径(CAM途径),具有这些光合碳同化途径的植物分别称为C_3植物,C_4植物和CAM植物.其中C_3植物,C_4植物种类繁多,广泛存在于自然界,研究的比较透彻,大家都很熟悉.而CAM植物由于研究历史短,日常所见种类少,还鲜为人知,但它是一类代谢类型比较特殊的植物.为此,本文对它作一介绍.     

基于多信息融合的亚叶绿体定位预测研究

叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,预测亚叶绿体定位对于研究其功能以及与其他大分子相互作用有重要的意义,因此更准确地预测蛋白质亚叶绿体定位成为一项必要的工作.文章建立了新的蛋白质亚叶绿体数据集,计算了氨基酸单肽分段组分信息,氨基酸二肽组分信息,预测的蛋白质二级结构信息,氨基酸指数信息,基于生物过程和分子功能的GO注释信息,以及基于PSSM矩阵的进化信息和保守信息,结合支持向量机算法(SVM)预测了亚叶绿体蛋白质定位.Jackknife检验的总体预测成功率为93.16%,同时交叉验证和独立测试也获得了较好的结果,分别为93.72%和90.65%.     

不同栽培条件对小麦根系发育的影响

一、引言根系是植物体的一个重要营养器官和代谢器官,它对于植物体的生长发育、尤其是对地上光合作用器官的形成有着极其重要的作用。近年来许多学者(等)的研究证明根系对于植物有机体的生长发育不仅仅在运输水分和必须的营养物质上起着主动而积极的作用,同时证明根系具有把从地上部分器官得到的同化产物加以改造的意义。对根系在植物生长和发育过程中的作用以及它们的活动对形态形成过程的关系进行过研究并指出:生长和发育——是植物有机体由周转环境中吸收营养物质并将     

禾白粉病菌侵染小麦叶绿体超微结构的研究

禾白粉病茵侵染小麦叶绿体的超微结构分析发现,被侵染组织表皮细胞下方的叶肉细胞代谢活性增强,叶绿体退化延迟,光合作用增强,细胞中积累了大量的脂肪滴,外观上表现为“绿岛”现象,说明植物的感病性与叶肉细胞的代谢状况有关。     

绞股蓝叶片细胞超微结构研究初探

本文应用电子显微镜技术,着重观察绞股蓝叶片细胞内几种主要细胞器的超微结构,以及在低温环境条件下,叶绿体的形态和结构,证实了叶绿体是植物对低温敏感的细胞器。初步认为绞股蓝皂甙可能通过光合作用,形成原初产物,贮藏在液泡内。     

基于叶绿体基因组全序列分析真叶植物叶绿体基因的适应性进化

 真叶植物包括蕨类、裸子植物和被子植物。迄今已积累有较为丰富的真叶植物叶绿体基因组全序列数据。选取了29种真叶植物的叶绿体基因组全序列,采用PAML 软件基于位点间可变ω模型,分别分析了蕨类、裸子植物和被子植物叶绿体基因的适应性进化。结果显示：① 蕨类、裸子植物和被子植物各有6.5%、7.5%和19.2%的叶绿体基因受正选择作用;被子植物经历正选择的叶绿体基因明显比蕨类和裸子植物为多;② 被正选择作用的叶绿体基因主要是遗传系统和光合系统基因,它们的编码产物涉及叶绿体蛋白质合成、基因转录、能量转化与调节及光合作用等过程。推测叶绿体功能基因可能在真叶植物对陆生生态环境的适应过程中起着重要作用。     

卷心菜的叶子为什么外绿内黄

植物的叶肉细胞中含有叶绿体，它能帮助植物吸收阳光，进行光合作用，产生植物生长所必需的氧气。叶绿体中含有一种色素——叶1绿素，它是植物进行光合作用时吸收和传递光能的主要物质。叶绿素是绿色的，     

不同氮肥水平对小麦叶片叶绿体结构和碳、氮代谢的影响

植物的绿叶是进行碳素和氮素同化的场所,叶绿体既可进行CO_2光合作用,又可进行硝酸光合作用,把碳素、氮素同化有机地联系在一起。植物体内硝酸还原酶是一种诱导酶,它的活性由底物NO_3~-诱导产生,是植物体内主导氮素代谢作用持久且较稳定的关键性酶,能够灵敏地反映外界氮素水平。以小麦为实验材料,在不同生育期施以不同量的氮肥,了解硝酸还原酶活性与氮素营养的关系,叶片含氮量与光合作用的关     

对叶绿体中色素的提取和分离实验的改进

光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢,它是高中生物课的一个重点和难点.叶绿体是光合作用的场所,作好叶绿体中色素的提取和分离,有助于学生对光合作用中光合色素的种类和颜色有更好的认识,加强学生对光合作用进一步的理解和掌握.笔者结合自己多年从事生物课实验的实践,对此实验提出了如下几点改进:1　对实验材料叶绿片的改进高中课本原实验四色素的提取和分离用5g新鲜菠菜叶和少许的二氧化硅、碳酸钙研磨制取滤液,由于菠菜叶含水分多,实验效果不太明显.后来笔者用多种绿叶片进行反复实验发现,绿色叶片含水越多,实验效果越差,最后选…     

空气甲醛污染的植物修复机制

基于植物的生理代谢特性和环境适应性，植物修复是空气甲醛清除最为节能环保和有效的方法。对大量室内观赏植物、部分小型野生植物和农作物及基因改造植物的甲醛清除作用的调查研究可知，植物对甲醛的清除过程涉及甲醛的吸收、转运和代谢3个阶段，植物通过叶片(主要是气孔、保卫细胞、叶表角质膜扩散)和根毛吸收甲醛，植物吸收的甲醛大部分在吸收部位的组织细胞中代谢，小部分转运至根际或者从根部转运至叶，植物代谢甲醛的途径主要为卡尔文循环、C1代谢和乙醛酸代谢，不同代谢途径的作用和特点不同。基于此，关于空气甲醛污染进行植物修复的进一步研究提出3点建议：(1)开发甲醛清除能力强的植物种类；(2)探索植物代谢甲醛的新途径；(3)深入分析甲醛代谢对植物正常光合作用及生物质产生的影响。     

胰蛋白酶化学修饰光合膜的研究

胰蛋白酶是一种水溶性的大分子酶蛋白,它可以消化水解蛋白质多肽链上的赖氨酸和精氨酸羧基,藉以研究蛋白质的结构和功能的关系。近年来,国内外一些学者已将胰蛋白酶作为研究光合膜结构功能的一种手段,不过目前对胰蛋白酶在光合作用电子传递链上光系统Ⅱ中作用的部位还存在着不同的看法。我们利用胰蛋白酶消化叶绿体,比较研究了消化叶绿体对     

植物光合作用多样性的研究进展

生物多样性是指地球上的生物所有形式、层次和联合体中生命的多样化,简单地说,生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和.生物多样性包括三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性.自然界中植物的光合作用也存在着多样性.最初人们根据光合作用中的碳同化途径的不同,可把植物分为三碳植物(C3植物)、四碳植物(C4植物)和景天科酸代谢植物(CAM植物).随着研究的进行又发现了兼有以上光合碳同化途径类型的植物,从而更全面地说明了植物光合作用的多样性,也为植物光合作用基因工程的研究提供了事实依据.     

茄科植物叶绿体基因组研究进展

叶绿体基因组(cpDNA)是与光合作用直接相关的细胞器,其在物种鉴定及系统进化研究中的应用价值已经受到研究者们的广泛关注和逐步认可.茄科作为植物界重要的一科,涵盖了诸多重要的食用及药用植物.本文在整理近年来茄科叶绿体基因组相关研究的基础上,对目前茄科植物叶绿体基因组测序技术的发展、研究现状及今后的发展趋势及应用前景进行了综述.     

重金属污染对植物光合作用的影响

简要概述重金属污染对植物叶片的叶绿体超微结构、叶绿素含量、类囊体膜PSⅠ、PSⅡ电子传递活性、希尔反应活力以及光合产物输配等植物光合作用特征的影响.     

钙对镉胁迫下秋茄叶片光合作用及超微结构的影响

研究了不同钙(Ca)浓度下,重金属镉(Cd)对红树植物秋茄[Kandelia obovata(S.L.)Yong)]毒害的差异.采用Hoagland营养液培养,实验采用完全随机设计设9个处理,Cd质量浓度为0,0.5,5.0mg/L 3个水平;Ca质量浓度为0,400,800mg/L 3个水平,研究Ca对重金属Cd胁迫下红树植物秋茄叶片光合指标、叶绿素含量、叶组织的解剖结构、叶绿体等超微结构的影响.研究表明:Cd胁迫显著降低了秋茄叶片的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率,同时叶绿素含量减少,说明Cd对秋茄光合系统有一定的破坏作用,施加一定外源Ca,秋茄叶片光合指标显著上升,同时叶绿素含量增加,说明Ca对秋茄的光合作用有很强的促进效果.施加Ca在一定程度上缓解了秋茄叶片重金属胁迫形成的解剖结构的"旱生化",然而在解剖结构层面上的变化差异不显著.Ca对Cd引起的细胞器结构的损伤破坏有一定的保护和缓解作用,施加外源Ca缓解Cd对细胞器结构破坏的能力也不同,其中适量的Ca对Cd胁迫下的细胞核和叶绿体有很强的修复功能.研究率先揭示了Ca对红树植物耐重金属方面的在光合作用和超微结构方面的表征,以期为揭示红树植物对于重金属的耐性机制及其关键影响因素,并为红树林生态系统重金属污染修复治理提供新的理论依据,为红树林污染的修复提供了一条新思路.     

生物质能与能源植物

生物质能是利用植物的光合作用固定于地球上的太阳能.光合作用是利用植物的叶绿体把光和水收集起来产生氧、用二氧化碳转化成其它碳水化合物的过程.     

病虫害侵染对植物光合作用影响研究进展

随着人类商业运输和旅游活动扩大了病虫害的分布范围,气候变化增加了病虫害的爆发频率,造成了巨大的经济损失.光合作用是陆地生态系统吸收大气CO2的重要途径,也影响人类粮食生产.病虫害对植物光合作用的影响主要在两个方面:一方面通过采食植物的光和器官,减少了植物的光合能力.另一方面,病虫害侵染后植物的生理参数发生变化(如影响植物体中的叶绿素含量以及叶绿素a与b的比值、气孔导度和细胞内的CO2浓度),进而影响到植物的光合作用.因此,本文综述了近年来国内外关于病虫害对植物光合生理和光合作用的研究,并在此基础上对未来的研究方向进行了探讨和展望.     

GABA转运蛋白研究进展

GABA在逆境条件下能影响植物的生长,提高植物的耐性对农业生产具有重大的意义.对于GABA在植物逆境中的积累机制及代谢功能现已经有了大量的研究,GABA在植物体内积累与代谢机制与质膜上的转运蛋白密切相关.本文就GABA转运蛋白的结构与功能,以及在动植物中的发现,和自身的磷酸化与去磷酸化机制进行了归纳与总结.