植物次生代谢产物生物反应器研究进展

植物次生代谢产物生物反应器是植物生物反应器的一种,通过代谢调控及代谢工程等现代生物技术手段在分子水平上对植物原有次生代谢途径进行遗传改造达到提高植物中有用次生代谢产物含量的目的。随着越来越多植物次生代谢途径的不断解析,植物次生代谢产物生物反应器的研究和应用前景越来越广阔。以萜类和生物碱类等次生代谢产物为代表,简述了植物次生代谢产物生物反应器的研究进展及展望。

bZIP转录因子调控植物次生代谢产物生物合成的研究进展

植物次生代谢产物是通过次生代谢产生的一类小分子有机化合物,是植物适应环境的表现,次生代谢产物也是重要药物和化工原料的来源。bZIP转录因子是普遍存在于真核生物中的一类多基因家族,可有效调控植物次生代谢产物的生物合成。本文概述了植物bZIP转录因子的结构和类型,重点阐述了bZIP转录因子调控萜类、黄酮类和生物碱等植物次生代谢产物生物合成的研究进展,并对研究前景进行了展望。深入探讨bZIP转录因子的调控机制,有助于利用基因工程技术优化植物次生代谢途径,提高次生代谢产物的含量,在新药创制、工农业生产等方面具有广泛的应用前景。

膜生物反应器中溶解性微生物代谢产物的产出

利用正丁醇为碳源,通过测定膜生物反应器(MBR)内混合液的溶解性有机碳(DOC)来表征溶解性微生物代谢产物(SMP)的浓度.利用死端过滤试验来测定SMP的产出对膜污染的影响.结果表明,微生物内源代谢产物(BAP)所含大分子有机物浓度大于微生物利用基质代谢产物(UAP),BAP分子量大于100k的有机大分子所占比例超过18%;BAP浓度是影响膜污染的关键因素.阻力分布试验表明,BAP是凝胶层阻力的主要来源,BAP产出量和过滤总阻力之间存在很好的相关性,二者之间的关系为R=1.76×1012TOC0.1914.

微生物代谢产物对膜生物反应器膜污染的影响

针对膜生物反应器(MBR)在运行过程中溶解性微生物代谢产物(SMP)及胞外聚合物(EPS)对膜污染进行研究。实验过程中对MBR内的污泥混合液进行了定期膜阻力监测。结果表明,SMP和EPS对膜过滤阻力有负面的影响。SMP中相对分子质量分布(Mw)在3～10kDa对膜内部阻力影响显著,SMP中Mw>10kDa的大分子有机物及EPS浓度对膜外部阻力影响明显。通过傅里叶转换红外光谱(FTIR)检测膜表面污染物表明,EPS主要由多聚糖、蛋白质和腐殖酸组成,而污染层中的SMP主要是多聚糖和腐殖酸。

微生物介导植物次生代谢产物累积及在药用植物作用机制中的研究进展

植物次生代谢产物是植物长期与生态环境适应的结果,具有多种药理、生理和生态学功能,已广泛应用于医药、保健品、化妆品、食品和农药等行业。文章重点介绍了病原菌、诱导子和内生菌介导植物次生代谢产物累积的概况,指出利用病原菌介导植物次生代谢累积作用不持久和不安全,诱导子介导虽安全但更不持久,内生菌介导远比生物侵害因子更安全、更可控和更持久,且经济可靠效率高,应用前景更理想;同时总结了内生菌介导植物次生代谢产物累积的主要途径,归纳了内生菌与宿主植物次生代谢的互作机制,并指出内生菌在药用植物药效成分累积中的作用机制。今后应借助高通量测序、SSH、HPLC、TLC、IR、MS和NMR等手段确定内生菌介导药用植物次生代谢产物累积的途径、种类及其差异基因,再结合药用植物次生代谢单体和差异基因表达量相关分析、Unigene注释、差异基因结构分析筛选候选基因并验证其功能,综合Unigene蛋白互作网络等分析和关键酶基因作用信号通路,确定内生菌介导药用植物次生代谢累积的分子机制。

微生物转化植物次生代谢产物研究进展

植物次生代谢产物具有许多重要的生理功能,它的微生物转化成为近年来的研究热点。本文综述了植物次生代谢产物的种类和功能以及微生物转化植物次生代谢产物的类型和特点,展望了微生物转化技术在生物活性物质生产和医药保健品研发等领域的广阔应用前景。

利用植物次生代谢产物开发生物农药

叙述了甘肃地区杀虫植物资源的初步调查结果及具有杀虫作用的植物次生代谢物质生物碱的研究情况，并就这一领域的研究状况作了概要介绍。

丛枝菌根真菌对植物逆境胁迫抗性及次生代谢产物合成的影响

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)是球囊菌门真菌与植物根系组成的共生体系,71%的维管植物有AM。球囊菌门(Glomeromycota)现下设1纲4目11科27属,约有300种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)。AMF可以提高植物对干旱、盐度、重金属等非生物胁迫和由其他生物引起的生物胁迫的抵抗力以及调节植物次生代谢产物的合成。本文综述了AMF对植物逆境胁迫和次生代谢产物影响的研究进展。阐述了AMF对植物形态结构、生理生化、基因表达和次生代谢等生命活动的影响。总结了AMF提高植物逆境胁迫抗性和调节植物次生代谢产物合成方面的作用机理。旨在为深入研究AMF响应植物逆境胁迫和调节植物次生代谢产物合成的作用机理提供参考。

苔藓植物的主要次生代谢产物与有害生物防治

苔类的主要次生代谢产物为倍半萜、联苄和二联苄 ,藓类则以黄酮为主。苔类植物中的抗菌、抗真菌活性成分有异戊烯基联苄、地钱素A、网地藻烷型二萜及其衍生物、酚基倍半萜、a -santonin、核子木素A、B及其衍生物、三裂鞭苔醇、DicrnenoneA、DicranenoneB1等。许多苔类中富集的半月苔酸被认为可能完全足以抵御真菌的感染。藓类中常见的双黄酮和聚酚基化合物能够抵御真菌感染和昆虫的摄食。泥炭藓醇是导致泥炭藓类和灰藓类分解较慢的因素之一 ,苯甲酸苄酯类对昆虫和螨类是致命的 ,草酸对植食性昆虫有排斥作用 ,藓类枝条内的 protocatechiuc和五倍子酸对刺蛾科昆虫有拒食作用 ,其它包括绿片酮 pinguisone、囊绒苔醛、桉叶油内酯、大根香叶烷、倍半萜内酯、补身基烷内酯、Gymnocolin。Albicanolaceate对金鱼有明显的拒食作用 ,一系列天然的补身基烷及相关的合成化合物被证明对蚜虫有拒食作用。polygodial被认为是作为昆虫拒食剂最有效的天然产物之一 ,还能够抑制鱼类的摄食。浮苔素A、浮苔素B、半月苔酸、半月苔甲酯、和 5 -羟基半月苔酸有灭螺活性。绝大多数苔藓的粗提物 ,特别是含有芳香性化合物的 ,表现出抑制发芽、根伸长、及胚芽鞘的生长的活性。半月苔酸、isobidyclogermacrenal、指叶苔醛、指叶苔醇?

欧盟微生物农药登记中次生代谢产物的风险评估

微生物次生代谢产物在农业和畜牧业以及医药领域都有重要的应用潜力。简单综述了微生物次生代谢产物在作物保护中的作用以及欧盟在微生物农药登记管理中针对受关切代谢产物的风险评价框架。不同微生物包括真菌、细菌和放线菌等所产生的次生代谢产物在植物保护中可能被作为杀虫剂、杀菌剂、杀线虫剂等。欧盟微生物农药登记特别重视微生物次生代谢产物的安全性,需要确定所涉及的次生代谢产物是否属于受关切的次生代谢产物。次生代谢产物评价的内容包括毒性和抗微生物药物活性。风险评估过程设计4个阶段共21个步骤。被确定的受关切的次生代谢产物则需要进一步的定量风险评估。

植物病毒侵染对植物次生代谢产物的影响及其潜在应用价值

植物病毒靠寄生在植物体内而存活,感染性强,能够广泛迅速地传播。中国作为农业大国,农作物总种植面积高达1.67×10^(6) km^(2),近年来我国农业生产上因植物病毒侵染而造成的经济损失却高达600亿美元,不仅严重影响农作物的生长发育,且植株异常矮化、畸形、花叶、黄化等症状对其经济价值也造成严重危害。然而近年来,国内外围绕植物代谢产物的一系列研究发现,病毒侵染可能通过调节植物的miRNA积累水平、转录因子调控、植物激素调节等,直接或间接参与植物次生代谢产物合成途径中的某一环节,从而对次生代谢产物的积累水平造成一定的影响。而对于药用植物,其体内合成多种次生代谢产物则是其发挥药效的物质基础。因此,从药学视角开展植物病毒侵染对药用植物活性成分的影响研究,并在此基础上建立基于植物病毒调控药用植物活性成分积累水平的技术体系,具有一定的理论价值和潜在的应用前景。

内生菌对植物次生代谢产物的生物合成影响和抗逆功能研究

植物次生代谢产物具有广阔的药理活性与重要的生物功能,但天然产量低,无法满足人们日益增长的医药需求,其生物合成研究备受关注。内生菌与植物长期互利共生,影响植物众多代谢过程和生理活动,是解决次生代谢产物资源短缺的重要来源。综述了内生菌促进植物萜类,黄酮类和生物碱等次生代谢产物的生物合成,以及内生菌通过调控次生代谢物以增强植物对生物和非生物胁迫的抗性,讨论了内生菌关联植物次生代谢物在现代生物领域的生产途径和应用前景,以期为利用微生物资源为药用次生代谢产物的生物合成研究和农作物抗逆性状改良提供新思路。

生物技术在药用植物次生代谢产物方面的应用进展

综述了近年来生物技术在我国药用植物次生代谢产物方面的应用进展,包括植物组织、细胞培养产生次生代谢产物,发状根培养生产次生代谢产物,植物细胞生物反应器在药用植物次生代谢物生产中的应用概况,并提出了该领域存在的问题和发展方向。

碳源及植物生长调节剂对雷公藤愈伤组织生长和次生代谢产物含量的影响

以雷公藤根愈伤组织为材料,添加不同质量浓度的2,4-D,NAA,6-BA,KT或其组合,研究植物生长调节剂及其组合以及碳源对雷公藤愈伤组织的生长、次生代谢产物含量的影响。结果表明:2,4-D有利于雷公藤愈伤组织的生长和总生物碱的积累,6-BA对愈伤组织的生长起抑制作用,但明显促进愈伤组织中雷公藤内酯醇的形成,KT虽然对愈伤组织的生长起促进作用,但明显抑制愈伤组织中雷公藤内酯醇的形成;不同质量浓度2,4-D,NAA及与KT,6-BA组合试验表明,1.0mg·L-12,4-D+0.5mg·L-1KT明显促进愈伤组织的生长,1.0mg·L-12,4-D+2.0mg·L-1KT有利于愈伤组织中总生物碱的形成,而4.0mg·L-1NAA+0.5mg·L-16-BA有利于愈伤组织中雷公藤内酯醇的合成。碳源中,对雷公藤愈伤组织的增长量以蔗糖最高,麦芽糖最有利于雷公藤内酯醇的合成,葡萄糖最有利于雷公藤总生物碱的合成。

内生菌与药用植物的关系及对次生代谢产物的影响

内生菌与其宿主药用植物在长期协同进化过程中形成了互惠共生关系。在介绍内生菌与药用植物有效成分积累的关系及内生菌对药用植物次生代谢产物影响机制的基础上,探讨了内生菌对药用植物生长、抗逆性、道地性的影响,提出了当前药用植物内生菌研究中存在的问题与对策。

植物次生代谢合成途径及生物学意义

简述了植物次生代谢产物的类型、合成途径及其代谢调节,重点阐述了次生代谢产物在最近几年的的学科发展,论述了植物的次生代谢途径与其生物学功能之间的关系,从而加深了人们对次生代谢产物的认识,对其开发利用提供理论依据。

盐胁迫对杠柳幼苗生长及次生代谢产物积累的影响

【目的】探索盐胁迫对杠柳幼苗生长及次生代谢物的影响,初步了解杠柳盐耐受范围及盐胁迫对杠柳次生代谢产物的诱导作用。【方法】以培养30 d的杠柳实生苗为材料,测定不同盐浓度[0(CK)、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%]处理后,杠柳幼苗的生物量及总甾体成分、强心苷类成分(杠柳毒苷、杠柳次苷及杠柳苷元)、4-甲氧基水杨醛含量的变化特征。【结果】杠柳幼苗在中低浓度盐胁迫下生长良好,且地上部分干鲜质量及地下部分干质量均有不同程度增加,其干湿比也均随盐胁迫程度的增加逐渐升高;植株体内的主要有效成分如总甾体、强心苷类的含量在中等盐胁迫浓度作用下呈现明显上升趋势,而4-甲氧基水杨醛含量则在高浓度盐胁迫下显著增加。【结论】杠柳具有较强的耐盐性,且一定浓度范围内的盐胁迫可显著提高杠柳幼苗根、茎中主要药效成分含量。

植物ABC转运蛋白与次生代谢产物的跨膜转运

ABC(ATP-Binding Cassette)转运蛋白是目前已知最大、功能最广泛的蛋白家族,参与生物体内多种物质的转运,因其在生物体内与肿瘤细胞耐药性等一些重要的生理过程密切相关而引起了人们的广泛关注。研究发现,在已完成全基因组测序的生物中,ABC转运蛋白在拟南芥和水稻中数量最多,推测与植物次生代谢产物的跨膜转运相关。植物产生生物碱、萜类化合物、酚类等大量次生代谢产物,保护植物体免受环境中生物和非生物胁迫的损伤。这些化合物的累积和排泌被高度调节,ABC转运蛋白在其中起着重要的作用。本综述介绍了植物ABC转运蛋白及其在植物次生代谢产物累积和跨膜转运中的研究进展。

海洋芽孢杆菌次生代谢产物的分离、鉴定及生物学活性的初步研究

目的:开发药用海洋微生物资源,从微生物代谢产物中获取活性物质。方法:利用硅胶柱、凝胶柱、高效液相等色谱技术对抗菌模型筛选到的活性菌株F81612发酵液的乙酸乙酯浸膏进行分离,通过1HNMR、13CNMR和MS对化合物进行结构鉴定,利用纸片法和四甲基偶氮唑盐比色法对单体化合物进行生物学活性评价。结果和结论:分离鉴定了11个化合物,它们分别为:macrolactinA(1),3-羟基乙酰基吲哚(2),3-吲哚乙醇(3),环(色-脯)二肽(4),环(异亮-色)二肽(5),环(亮-脯)二肽(6),环(亮-缬)二肽(7),环(异亮-脯)二肽(8),环(苯丙-缬)二肽(9),N-苯乙基乙酰胺(10),对羟基苯甲醛(11)。化合物1为主要活性成分,对稻瘟霉、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的MIC值分别为3.6、0.45和6.3μg/ml,对肿瘤细胞株HeLa及HepG2的IC50值分别为2.0和1.8μg/ml。