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植物盐胁迫的信号调控机制
秦晓惠;段志坤;盐胁迫会引起渗透胁迫、离子毒害和次级胁迫,极大危害到植物的生存。之前的研究中,借助于分子生物学和遗传学手段,已经鉴定出多个基因参与到盐胁迫信号通路的调控,其中SOS途径是主要的植物抗盐调节机制。氨基酸、甜菜碱、可溶性糖等渗透调节物质,脯氨酸、多胺等信号小分子,SOD、CAT等抗氧化酶,HKT等离子通道蛋白均参与到了植物对盐胁迫的响应。本研究总结了盐胁迫条件下植物调控离子平衡、氧化胁迫、生长发育的最新研究进展,为之后的研究提供依据。
姜黄素通过调节肠道菌群可改善脂多糖诱导糖尿病
刘硒碲;夏宁;梁瑜祯;姜黄素是从姜科植物姜黄的根茎中提取的多酚类物质,具有重要的药用价值。本研究将30只健康雄性Wistar大鼠,随机分为3组:正常对照组(n=10)、糖尿病模型组(n=10)、糖尿病模型+姜黄素治疗组(n=10简称姜黄素治疗组)。以LPS(300ug·kg·-1day·-1)皮下注射8周建立2型糖尿病模型。测定空腹血糖逸11.1 mmol/L诊断为糖尿病。造模成功后,予姜黄素200 mg/(kg·-1day·-1)灌胃。连续治疗8周后,观察各组动物的一般情况,进行口服糖耐量试验(OGTT)及采用16S rRNA基因扩增子测序比较各组大鼠的肠道菌群。研究姜黄素对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导糖尿病大鼠肠道菌群的影响。结果表明:姜黄素可改善LPS所致糖尿病大鼠的多饮、多食等症状并对糖耐量有明显的改善(p<0.05)。LPS诱导的糖尿病大鼠肠道中提升的Melainabacteria含量可被姜黄素灌服降低(p<0.05)。本研究揭示姜黄素具有降低LPS诱导的糖尿病大鼠血糖的作用,其机制可能与调节肠道微生态有关。
乙醇脱氢酶(ADH)家族生物信息学分析
石之光;叶磊;巩鹏涛;赵德刚;柳参奎;本研究用生物信息学的方法分析了玉米等7个物种ADH的保守功能域、蛋白二级结构和进化关系。分析证实,植物ADH通常含有3个保守功能域,它们具有GroES结构的ADHN结构域,Rossmann折叠NAD(P)(+)结合蛋白和锌结合位点,这3个保守结构在物种中具有相当的保守性。二级结构的分析表明,在我们研究的物种中,每个物种的两个ADH同工酶折叠情况大体相同,物种间蛋白二级结构也趋向一致。通过构建系统进化树,分析了供试物种中ADH以及ADH两个同工酶间的进化关系。初步显示,在进化上,单、双子叶植物源自不同的ADH祖先。双子叶植物ADH在物种间具有差异;而在单子叶植物不同物种其ADH同工酶出现分化。
R2R3-MYB调控果实花色苷合成的研究进展
朱婷婷;梁东;夏惠;果皮颜色是决定果实品质和商品价值的重要因子之一,R2R3-MYB转录因子对花色苷的生物合成起着重要的调控作用。本综述从R2R3-MYB转录因子对花色苷合成的正负调控作用,特异性及与其它因子共同调控的花色苷合成网络等方面,介绍了近年来国内外R2R3-MYB在果树上调控花色苷合成的研究。并对今后果树上果实着色的研究作了展望,旨在为进一步开展本领域研究提供相关依据。
木质素合成关键酶咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶的研究进展
王华美;于延冲;付春祥;周功克;高欢欢;木质素是植物次生细胞壁的主要组分,其合成涉及多个酶的参与。其中咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(caffeoyl-CoA 3-O-methyltransferase,CCoAOMT)是植物木质素合成中的一个关键酶,能催化咖啡酰辅酶A(caffeoyl-CoA)生成阿魏酰辅酶A(feruloyl-CoA),主要参与G-木质素的合成。本文综述了CCoAOMT的特征、功能及其在木质素生物合成中的调控作用,展望了该基因的研究方法及其在生产中的应用。
核酸适配体在食品安全可视化检测中的应用研究进展
谭贵良;赵旭;刘妍;韦丽婷;李向丽;近年来,随着食品安全事件频发,研究者们愈加重视发展低成本、高灵敏、易操作的现场快速检测技术。核酸适配体因其高特异性、高亲和力、易于修饰和功能化等优点而被广泛地应用于生物医学和分析化学研究领域,特别是核酸适配体的可视化检测技术备受关注。基于核酸适配体的可视化检测方法具有选择性好、特异强、灵敏度高、无需大型贵重仪器等诸多优点,已成为一种极具应用潜力的检测方法。本手稿主要对核酸适配体技术以及核酸适配体在食源性致病菌、真菌毒素、农兽药残留、重金属等食品有害物质的可视化检测研究进展进行综述。
基于网络毒理学和分子对接筛选何首乌致肝毒性成分和CYP450抑制剂
黄洪;熊万娜;汤小军;严炯艺;于凯;基于网络毒理学和分子对接技术分析何首乌致肝毒性的成分和作用机制。首先，通过GEO数据库中肝损伤基因集和CTD数据库共收集到497个肝毒性靶点。其次，通过文献检索及CTD数据库筛选得到30个何首乌的毒性成分，通过CTD数据库和SWISS数据库预测毒性成分作用靶点，选取毒性成分作用靶点与肝毒性靶点的59个重叠靶点作为何首乌毒性成分的肝毒性作用靶点，并通过CytoHubba软件从中筛选出30个核心靶点。然后，采用STRING数据库分析靶点间的相互作用，通过DAVID数据库进行GO/KEGG富集分析，发现毒性成分的作用靶点主要富集在228个GO条目及34条信号通路。通过Cytoscape软件建立“毒性成分-作用靶点-信号通路”网络。最后，通过Discovery Studio软件虚拟筛选与CYP酶结合的毒性成分，分子对接结果发现，表没食子儿茶素没食子酸酯、羟基大黄素、儿茶素等与CYP1A1、CYP1A2、CYP2E1、CYP2B6、CYP2C9、CYP3A4结合能力较强，这些成分极有可能通过抑制CYP450同工酶活性诱导肝脏毒性。
植物生物钟的研究进展
廖宁;邱阳;石双连;范优荣;杨江义;在漫长的进化过程中，植物逐渐建立起了一套能够提前预测环境变化的调控网络——生物钟。它不仅仅是植物内部的分子计时器，更是植物与环境间联系的一座桥梁。通过输入途径将环境中授时因子(光照、温度等)发生变化的信息传递给核心振荡器；而后，生物钟核心基因依据信号通过输出途径调控下游钟控基因，从多个方面保证了植物与环境交互过程中的“利益最大化”和“损失最小化”,增强植物对于环境的适应能力。本文重点描述了生物钟在植物的生长发育和胁迫应答过程中发挥的作用，例如，开花时间、碳水化合物代谢以及下胚轴伸长的控制，高温、干旱等非生物胁迫应答的调控。同时对容易混淆的两对概念：近日节律(circadian rhythms)与昼夜节律(diurnal rhythms)、授时因子时间(zeitgeber time)与近日节律时间(circadian time),通过图示的方式进行了简洁明了的阐述。随着模式植物研究的逐渐深入，作为主要粮食作物的水稻(Oryza sativa),其生物钟基因的鉴定与功能分析也越来越完善。我们在多年生水稻基因表达节律方面也开展了系列研究。水稻生物钟参与环境交互以及水稻生长发育的方式渐渐明了，如抽穗期的调控和盐胁迫应答等，这些研究结果将有助于改善水稻农艺性状，拓展水稻的种植范围，缓解粮食安全问题。
基于网络药理学探究苗药“四大血”对类风湿性关节炎自噬的影响
杨斯;邹应利;郭昌秀;姬进忠;谢丹;韩雪;吴昌学;吴宁;本研究皆在探究苗药“四大血”(Sidaxue, SX)调控类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis, RA)中细胞自噬的分子机制。首先，构建胶原诱导型关节炎(collagen-induced arthritis, CIA)大鼠模型，SX给药21 d后计算大鼠胸腺指数和脾脏指数，观察大鼠膝关节滑膜组织病理改变，并检测大鼠血清白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)和白细胞介素-37(interleukin-37, IL-37)水平。进一步利用网络药理学分析SX调控RA中细胞自噬的可能分子机制，并借助Autodock vina软件进行分子对接验证，同时通过在线数据库预测SX主要活性成分的药学性质，结合分子对接评分初筛效应成分。最后，利用RT-qPCR和Western blot分别检测SX对CIA大鼠滑膜组织中磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide-3 kinase,PI3K)、蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)及微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)mRNA和蛋白表达的影响。动物实验结果表明，SX能有效缓解CIA大鼠关节肿胀，缓解免疫器官的过度反应，改善滑膜组织病理改变，降低炎症因子IL-6、IL-37水平(P<0.05)。网络药理学结果表明，AKT1、CASP3、BCL2L1等靶点较为关键，动物自噬、凋亡及PI3K/AKT信号通路等途径与RA相关且显著性较高，分子对接结果显示PI3K/AKT信号通路关键靶点与SX主要活性成分稳定结合，β-谷甾醇、卡亚宁、乌索酸和胡萝卜苷可能是SX调控自噬的较优效应成分。RT-qPCR和Western blot实验结果显示，SX呈剂量依赖性下调PI3K、AKT、mTOR mRNA(P<0.05)和蛋白(P<0.001)的表达，上调自噬标志物LC3 mRNA表达水平(P<0.05),促进LC3-Ⅰ转变为LC3-Ⅱ(P<0.01)。综上所述，SX具有改善RA的作用，其机制可能是抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路，进而促进滑膜细胞发生自噬性细胞死亡以拮抗滑膜细胞的异常增殖。
烟草黄酮类化合物的代谢及其调控机制
张刚;李军营;黎旺姐;王莎莎;逄涛;龚明;黄酮类化合物是一类次生代谢产物,分子量较低,广泛存在于植物界,与花色的形成、UV防护、抵抗病原体及调节植物生长等密切相关,也是衡量烟草和卷烟质量的一项重要指标。黄酮类化合物的积累是编码类黄酮生物合成途径的结构基因协同表达的结果,而结构基因通常由MYB、b HLH、WDR等调节基因控制。目前已经鉴定出参与黄酮类化合物生物合成和调控的大多数基因。本综述系统地总结和阐述了类黄酮的生物合成途径及其重要基因的调控机制,展望了未来烟草黄酮类物质研究中值得关注的方向,对从分子水平上更好的探索类黄酮的生物合成及其调节具有重要的意义。