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植物类胡萝卜素生物合成及功能

花匠小妙招
2025-01-07 05:16

中国生物工程杂志!"#$%&'$()*+#%(,(-. /011 21 11 103 112

植物类胡萝卜素生物合成及功能

霍!培!季!静 !王!罡!关春峰

天津大学农业与生物工程学院!天津!20003/

摘要!详述了植物类胡萝卜素生物合成途径并从突破类胡萝卜素合成途径中上游瓶颈限制类胡萝卜素代谢各分支途径的改造提高植物细胞对类胡萝卜素物质积累能力三个方面探讨了类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程中的研究现状最后对植物类胡萝卜素代谢的研究前景进行了展望

关键词!类胡萝卜素!生物合成!基因工程

中图分类号!B51

!!类胡萝卜素是一类天然色素的总称普遍存在于动物高等植物真菌藻类和细菌中不同的类胡萝卜素具有不同的生物学功能

在植物中类胡萝卜素主要存在于植物叶绿体以及许多花和果实的有色体中其在植物光合作用中发挥两个重要功能即参与光吸收和防止前体细胞发生光氧化 1 同时类胡萝卜素也是植物对外界刺激响应的信号分子前体物质因此在植物中类胡萝卜素具有促进光形态发生参与非光化学抑制反应脂质过氧

化反应及吸引传粉昆虫等作用 /4 近期研究还发现

疫系统的正常生理功能尤为重要 5 番茄红素是一种红色素存在于许多水果和蔬菜中如番石榴西瓜葡萄柚和番茄可以作为单线态氧的有效猝灭剂能消除羟自由基在细胞中和脂类结合而有效抑制脂质的氧化是非常好的食用抗氧化剂对降低恶性肿瘤和冠心病发病率起着重要作用 6 叶黄质和玉米黄质存在于绿色某些黄色和橙色的水果和蔬菜中如玉米油桃橘子木瓜和南瓜等是人体视网膜黄斑的主要构成成分 10 可以预防老年人群中由黄斑病变所引起的失明 11

正是由于类胡萝卜素与人类健康的关系密切以及其他方面的应用价值有关类胡萝卜素生物合成途径及其相关基因的遗传操作调控得到了广泛的研究本文主要对类胡萝卜素生物合成途径及类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程方面应用的国内外最新研究进展进行了综述

类胡萝卜素可以参与传统植物激素如脱落酸和新型植物激素如独角金内酯的生物合成

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在动物细胞中类胡萝卜素物质也起着尤为重要的作用但其自身不能合成类胡萝卜素只能从日常饮食中摄取重要成分

类胡萝卜素物质具有抗氧化活性可以其中 4胡萝卜素广泛的存在于各种橘黄

保护人类远离一系列的慢性病是健康饮食中必须的

色水果及深绿色和黄色蔬菜中如花椰菜菠菜甘蓝胡萝卜南瓜番薯和西葫芦等是人体合成维生素D的重要前体物质而维生素D在人体正常生长和组织修复过程中起着重要作用对维持人体视觉系统和免

!"类胡萝卜素生物合成途径

类胡萝卜素是含;0个碳的类异戊烯聚合物即四萜化合物是含有5个异戊二烯单位的四萜化合物由两个二萜缩合而成植物中的萜类化合物有两条合成途径即甲羟戊酸途径 A*?&,(%&)* EFD 和/4"4甲基4G4赤藻糖醇4;4磷酸 /4"4A*)#.,4G4*H.)#H$)(,4;4I#(JI#&)* EKL 途径 7#&%等 1/ 综述了植物帖类化合物的生物合成途径并以图表形式清晰的给出了类胡萝卜素生物合成的前体物质异戊烯二磷酸 $J(I*%)*%.

收稿日期 /01041/4/0!!修回日期 /0114054/6

国家转基因生物新品种培育科技重大专项资助项目 /00678050029016' /0057805002900: /005780500;9001 /00678050109012'

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