PSY、LCYE基因在番茄红素合成途径的功能研究
部编版高中生物必修二第四章基因的表达常考点
(名师选题)部编版高中生物必修二第四章基因的表达常考点单选题1、如图是两种细胞的亚显微结构示意图。
以下叙述正确的是（）A．与甲细胞相比，乙细胞特有的细胞器有⑧⑨⑩B．生长素、促甲状腺激素、胰岛素的合成都发生在甲细胞②C．乙细胞如果含有甲细胞中的⑥，则乙不可能是豌豆叶肉细胞D．乙细胞含有中央液泡，呈高度分化状态，所以其核DNA是不会解旋的答案：C分析：甲细胞能分泌抗体，为浆细胞，其中结构①～⑦依次为细胞膜、核糖体、内质网、染色质、线粒体、中心体、高尔基体。
乙图为植物细胞结构示意图，其中结构②为核糖体；结构③为内质网；结构④为染色质；结构⑤为线粒体；结构⑦为高尔基体；结构⑧为叶绿体；结构⑨为液泡；结构⑩为细胞壁。
A、⑩为细胞壁，不属于细胞器，A错误；B、甲细胞能分泌抗体，为浆细胞，不能合成生长素、促甲状腺激素、胰岛素，B错误；C、⑥为中心体，存在于动物细胞和低等植物细胞中，豌豆叶肉细胞为高等植物细胞，不含中心体，C正确；D、乙图中的细胞含有大液泡，呈高度分化状态，细胞不在分裂，但细胞可以进行基因的表达，其中在转录过程中DNA需要解旋，D错误。
故选C。
2、在生物体内，控制tRNA合成的基因经过转录生成tRNA前体，tRNA前体经过核糖核酸酶P的剪切加工才能成为成熟的tRNA。
据此分析，核糖核酸酶P（）A．通过破坏氢键剪切前体tRNAB．可能存在于细胞核或某些细胞器中C．能够催化tRNA基因的转录D．可对双链DNA分子进行剪切和加工答案：B分析：由题文和选项的描述可知：该题考查学生对转录、酶的专一性等相关知识的识记和理解能力。
由题意可知：tRNA前体是经过转录生成，该tRNA前体经过核糖核酸酶P的剪切加工才能成为成熟的tRNA，说明核糖核酸酶P通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA，但不能化tRNA基因的转录，A、C错误；tRNA是以基因的一条链为模板通过转录过程而合成的，转录的场所是细胞核、线粒体与叶绿体，可见，核糖核酸酶P可能存在于细胞核或某些细胞器中，B正确；核糖核酸酶P具有专一性，只能作用于RNA，不能作用于双链DNA分子，D错误。
番茄素
番茄红素的研究进展及应用前景摘要：番茄红素是植物中所含的一种天然色素。
广泛存在于番茄、番茄制品及西瓜、葡萄柚等水果中。
它是目前在自然界的植物中被发现的最强抗氧化剂之一。
近年来，番茄红素是目前功能食品、医药、化妆品等行业的研究热点。
本文主要对番茄红素的结构、理化性质、生理功能、应用前景进行综述。
关键词：番茄红素；基本性质；生理作用；应用前景番茄红素(Lycopene)，是植物中所含的一种天然色素，番茄红素最早于1873年由Hartsen等从Tamus communis L分离得出结晶；1875年，Millardet将其命名为Solanorubin；1903年，Schunck 将其更名为lycopene且沿用至今{1}。
近年来多项研究发现，番茄红素具有超强抗氧化力、抗肿瘤效应、减少心脑血管疾病发生、增加免疫力等多种功效。
但哺乳动物自身不能合成番茄红素，必须靠食物获取。
因此，番茄红素越来越受到医学及营养学界的重视，其相关产品开发成为研究热点之一。
一、结构1910年，Willstaller和Escher在对番茄红素的研究中首次确定了其分子式为C40H56，分子量为536.85。
1930年，Karrer 等人提出，番茄红素是一种化学结构式中含有11个共扼双键及2个非共扼双键的非环状平面多不饱和脂肪烃，在1932年由Kuhn 和Grundmann证实{2}，其结构如图1。
二、理化性质番茄红素晶体为红色长针状，分子式为C40H56，相对分子质量为536．85，熔点174℃，可燃，是胡萝卜素的异构体。
番茄红素不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、丙酮、己烷，易溶于苯、二硫化碳、氯仿等有机溶剂。
番茄红素对某些离子比较敏感，如Cu2+与Fe3+会引起番茄红素的损伤，而Na+、K+、Mg2+和Zn2+对番茄红素的稳定性影响不大。
番茄红素分子中存在多个双键，使其稳定性很差，存在顺反异构和氧化降解现象。
到目前为止，已发现72种番茄红素异构体。
辣椒类胡萝卜素生物合成的分子遗传学研究进展
广东农业科学Guangdong Agricultural Sciences 2024，51（2）：71-80 DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2024.02.007邓明华，莫云容，吕俊恒，赵凯，黄尧瑶，王岩岩，张宏. 辣椒类胡萝卜素生物合成的分子遗传学研究进展［J］. 广东农业科学，2024，51（2）：71-80. DENG Minghua, MO Yunrong, LYU Junheng, ZHAO Kai, HUANG Yaoyao, WANG Yanyan, ZHANG Hong. Advances in molecular genetics of carotenoid biosynthesis in Capsicum［J］. Guangdong Agricultural Sciences, 2024，51（2）：71-80.辣椒类胡萝卜素生物合成的分子遗传学研究进展邓明华，莫云容，吕俊恒，赵 凯，黄尧瑶，王岩岩，张 宏（云南农业大学园林园艺学院/云南省蔬菜生物学重点实验室，云南 昆明 650201）摘 要：辣椒（Capsicum spp.）属于茄科辣椒属，作为一种蔬菜和香料作物在世界各地得到广泛栽培。
除作为烹饪食材和香料应用外，辣椒在制药和化妆品领域也有广泛的用途。
类胡萝卜素是一类天然色素的总称，参与植物许多重要的代谢过程，如光合作用、光保护、光形态建成和生长发育等。
类胡萝卜素具有多种生物活性，是辣椒果实主要的营养物质之一，培育类胡萝卜素含量更高的辣椒品种需要全面深入了解其生物合成及其调控的分子机制。
分子生物学和生物技术的发展促进了类胡萝卜素生物合成基因的鉴定，为培育类胡萝卜素含量更高的辣椒新品种提供了机会。
该文描述了类胡萝卜素的生理作用、类胡萝卜素与辣椒果实颜色、类胡萝卜素生物合成途径、辣椒类胡萝卜素生物合成途径的结构基因及调控因子、辣椒果实颜色的分子遗传学及与辣椒果实颜色有关的QTL位点等方面的研究进展。
2022-2023学年山东省菏泽市高三一模生物试卷含详解
2023年高三一模考试生物试题一、选择题1.我国生物学家在某些细胞中发现了一种新的丝状结构——细胞蛇。
细胞蛇只由蛋白质形成，用以催化细胞中重要物质的合成。
这种新发现的细胞结构形态和数量在细胞中是不恒定的，在相关物质合成迅速时，细胞蛇也变得更为发达。
以下说法错误的是（）A.细胞蛇形态和数量变化与功能相适应B.细胞蛇可以降低化学反应的活化能C.细胞蛇的发现揭示了细胞的统一性D.细胞蛇彻底水解后的产物只有氨基酸2.单羧酸转运蛋白（MCT1）是哺乳动物细胞膜上同向转运乳酸和H+的跨膜蛋白。
在癌细胞中，MCT1基因显著表达，导致呼吸作用产生大量乳酸；当葡萄糖充足时，MCTl能将乳酸和H+运出细胞，当葡萄糖缺乏时则将乳酸和H+运进细胞。
下列推测错误的是（）A.合成与运输MCT1，体现细胞内结构之间的协调配合B.乳酸被MCT1运进细胞，可作为替代葡萄糖的能源物质C.癌细胞细胞质中乳酸产生较多使细胞内pH显著降低D.MCTl会影响癌细胞增殖，其基因可作癌症治疗新靶点3.蛋白激酶A（PKA）的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变了的蛋白质可以调节靶蛋白的活性。
PKA有两个调节亚基和两个催化亚基，其活性受cAMP（腺苷酸环化酶催化ATP环化形成）调节（如图）。
下列说法正确的是（）A.调节亚基和催化亚基均有结合cAMP的结构位点B.cAMP与催化亚基相应位点结合，导致亚基分离并释放出高活性催化亚基C.丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解D.ATP是合成cAMP、DNA等物质的原料，也可作为生物的直接供能物质4.科研人员对野生酵母进行诱变处理，导致图中某呼吸酶基因发生突变，获得了高产酒精酵母，该突变酵母甚至在有氧条件下也能产生酒精。
下列说法错误的是（）A.高产酒精酵母可能是酶3基因发生突变而产生的新品种B.野生型酵母菌在细胞质基质和线粒体基质中都能产生CO₂C.氧气充足时，野生型酵母菌细胞质基质中因缺少NADH导致丙酮酸不能转化成酒精D.氧气充足时，高产酒精酵母菌在线粒体中大量消耗NADH5.图1、2表示甲、乙两种遗传方式不同的单基因遗传病，A（a）、B（b）分别表示甲病、乙病的相关基因（不考虑XY同源区段）；图3表示A（a）、B（b）四种基因经过电泳所形成的条带分布情况。
番茄红素β-环化酶基因(LcyB)启动子调控LcyB RNAi双元载体构建
番茄红素β-环化酶基因(LcyB)启动子调控LcyB RNAi双元载体构建莫爱琼;文了;黎海燕;马丽;万小荣【摘要】根据番茄基因组DNA序列信息设计引物进行PCR扩增了Micro-Tom 中番茄红素β-环化酶(Lycopeneβ-cyclase,LcyB)基因起始密码子上游1 534 bp 启动子区域序列(LcyBp),生物信息学分析表明,该启动子序列中存在TA-TA-盒、CAAT-盒、昼夜节律响应元件Circadian、光响应元件Box Ⅰ、真菌激发子响应元件Box-Wl、低温响应元件LTR、响应赤霉素的作用元件P-box、乙烯响应元件ERE、响应生长素的作用元件TGA-element等顺式作用元件.依据番茄LcyB基因序列,设计2对含有不同酶切位点的特异引物进行PCR扩增LcyB基因3'端特异的276 bp DNA片段,利用RNAi载体pKANNIBAL构建了“LcyB启动子-LcyB基因正义片段(Sense)-PDK内含子-LcyB基因反义片段(Antisense)-OCS终止子”的RNAi表达框,并将这一RNAi表达框插入植物双元表达载体pART27的NotⅠ位点,构建成本研究的LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB.为利用RNAi技术特异性敲除LcyB基因进而提高番茄果实中番茄红素含量奠定实验基础.【期刊名称】《华南师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(048)004【总页数】7页(P50-56)【关键词】番茄;番茄红素β-环化酶(Lycopene β-cyclase,LcyB);启动子;RNAi双元载体【作者】莫爱琼;文了;黎海燕;马丽;万小荣【作者单位】仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225【正文语种】中文【中图分类】Q945.1番茄红素(Lycopene)具有淬灭单线态氧、清除自由基、诱导细胞间连接通讯、调控细胞增殖等多种功能，尤其是对某些癌细胞增殖的抑制作用比α-胡萝卜素和β-胡萝卜素更强，因而成为现在最受关注的类胡萝卜素色素之一，是目前国际功能食品研究和化妆品与食品添加剂研究的焦点，有希望成为最重要的一个化学防癌物质，对人类健康有重要意义[1-2].在高等植物中番茄红素是由八氢番茄红素脱氢转变而来的，番茄红素的代谢途径主要是其环化反应，特别是番茄红素β-环化酶(Lycopene β-cyclase, LcyB)催化其环化形成β-胡萝卜素，是其主要代谢途径，PECKER等[3]克隆鉴定了番茄中编码番茄红素β-环化酶的LcyB 基因，发现其表达在果实后熟阶段降低，从而利于果实中番茄红素的积累. 目前成功的相关转基因植物报道的工作是在类胡萝卜素合成品种中过表达正向催化番茄红素前体合成的关键酶基因，希望提高转基因植株中番茄红素的含量，但由于向番茄红素合成支路的流向增大，往往导致其它以异戊二烯类化合物为前体的合成途径底物缺乏，而对转基因植株的生长发育造成不利影响[4-5]. 例如组成型表达八氢番茄红素合成酶基因的转基因番茄中，因为与赤霉素的生物合成途径竞争牻牛儿牻牛儿焦磷酸(GGPP)前体导致植株矮化等现象，因而无法应用于农业生产[4]. 2000年以色列科学家利用番茄Beta突变体的研究[6]表明，该突变体果实“后熟”期间番茄红素水平明显低于野生型，进一步研究发现这种突变表型是由于第6染色体上编码番茄红素β-环化酶的LcyB基因高表达所致，即番茄红素环化反应增强，大量转变生成β-胡萝卜素了. 迄今尚无番茄中LcyB基因启动子研究的有关报道.一些小的双链RNA可以高效、特异地阻断体内特定基因表达，使特异mRNA降解，诱使细胞表现出特定基因缺失的表型，这一过程称为双链RNA干扰(Double-stranded RNA interference, 简称RNAi)[7-8]. RNAi作为一种反向遗传学的研究方法，为后基因组时代基因功能的分析提供了一种可靠、快速的应用技术平台. 本实验从新型模式植物微型番茄(Micro-Tom)中克隆LcyB基因5’上游启动子序列，并构建其驱动的特异静默LcyB基因的RNAi植物双元表达载体，为在此基础上利用RNAi技术特异性敲除番茄果实中的LcyB基因，通过阻断番茄果实中番茄红素的环化反应来终止以番茄红素为底物继续进行的代谢途径，进而获得番茄红素高富集的优质番茄奠定实验基础.1.1 植物材料微型番茄(Lycopersicon esculentum,称作Micro-Tom)是一种新型模式植物，其生命周期短，从播种到果实成熟只需约70 d，且生长密度高，可达约1 357株/m2；农杆菌介导的Micro-Tom子叶转化频率高，约达80%；Micro-Tom中只有2个主要基因(Dwarf Gene和Miniature Gene)与普通番茄不同[9-10]. 上述特征大大方便了番茄的突变和转基因，且使基因敲除的应用更为便利. Micro-Tom 种子播种在泥炭土中，生长条件为：光周期，16 h光/8 h暗；温度，25±1 ℃. 萌发生长约20 d后取番茄叶片备用.1.2 Micro-Tom LcyB基因5’上游启动子序列克隆采用SDS法提取Micro-Tom叶片基因组DNA[11]. 根据DNA数据库中报道的番茄基因组DNA序列信息(GenBank Accession No. KP233172)设计一对引物(LcyBp-F: 5’-CGRYCGTTCAGTCGTCTTAGGC-3’和LcyBp-R: 5’-CTCGAGACCATTATAGAGAATG-3’)，以Micro-Tom基因组DNA为模板，进行PCR扩增LcyB基因5’上游启动子序列，将PCR产物克隆到pMD 19-T (Simple) 载体(TaKaRa)上，通过PCR和酶切检测获得阳性克隆(含质粒pMD-LcyBp)后，挑阳性克隆送上海生工生物技术有限公司测序，获得Micro-Tom LcyB基因5’上游启动子序列(命名为LcyBp).1.3 LcyB基因启动子序列的生物信息学分析将上述克隆的Micro-Tom LcyB基因启动子序列在植物顺式作用元件数据库中的信号扫描程序进行生物信息学分析，搜寻该启动子序列中可能响应外界环境刺激和发育信号的顺式作用元件.1.4 LcyB基因启动子驱动的特异静默LcyB基因的RNAi双元表达载体构建构建LcyB基因RNAi植物表达载体时，本研究选用质粒pKANNIBAL作为基本克隆载体. 以引入的Mcr I和Xho I 2个限制性内切酶酶切质粒pMD-LcyBp，获取LcyBp片段替代质粒pKANNIBAL上的CaMV 35S 启动子，构建成含Micro-Tom LcyB基因启动子的中间RNAi质粒pK-LcyBp.根据DNA数据库中报道的番茄LcyB基因序列信息(GenBank Accession No. AEKE02020044)设计引物RNAi-S1(5’-CTCGAGGATCTTGATCCTAAATACTGGC-3’)和RNAi-S2(5’-GGTACCTGACAGTATGTAGCTCTTATCTCAC-3’)、以及RNAi-AS1(5’-AAGCTTGATCTTGATCCTAAATACTGGC-3’)和RNAi-AS2(5’-ATCGATTGACAGTATGTAGCTCTTATCTCAC-3’)扩增LcyB基因3’端276 bp 片段，在上述4条引物5’端分别引入Xho I、Kpn I和Hind III、Cla I酶切位点. 将2个PCR产物分别克隆到载体pMD 19-T (Simple) (TaKaRa)上，通过PCR、酶切检测及测序验证获得阳性克隆(分别含质粒pMD-RNAiS及质粒pMD-RNAiAS).以Xho I和Kpn I 2个限制性内切酶双酶切质粒pK-LcyBp及质粒pMD-RNAiS，分别回收质粒pK-LcyBp的大片段和质粒pMD-RNAiS酶切后的LcyB基因片段，连接构建成中间RNAi质粒pK-LcyBp-RNAiS；以Hind III和Cla I 2个限制性内切酶双酶切pK-LcyBp-RNAiS及pMD-RNAiAS这2个质粒，分别回收质粒pK-LcyBp-RNAiS的大片段和质粒pMD-RNAiAS酶切后的LcyB基因片段，连接构建成中间RNAi质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB.再利用Not I从质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB切下LcyBp::LcyB RNAi表达框插入植物双元表达载体pART27的Not I位点，最后构建成本研究的RNAi植物双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB.2.1 Micro-Tom LcyB基因启动子序列克隆与生物信息学分析根据DNA数据库中报道的番茄基因组DNA序列信息设计一对引物，以Micro-Tom基因组DNA为模板进行PCR扩增，结果扩增出一条约1 500 bp的DNA片段(图1)，将此片段回收后克隆到载体pMD 19-T (Simple)上，通过PCR和酶切检测、筛选，获取含质粒pMD-LcyBp的阳性克隆. 挑阳性克隆送上海生工生物技术有限公司测序，测序结果表明PCR产物为1 551 bp的DNA序列. 对此序列进行BLASTn分析(/Blast.cgi)，结果表明其与GenBank DNA数据库中报道的番茄基因组DNA序列信息完全吻合，说明所克隆的DNA序列为Miro-Tom LcyB基因起始密码子ATG上游启动子区域序列(图2). 将克隆的LcyB基因启动子区域序列在国际植物顺式作用元件数据库PlantCARE[12]中进行生物信息学分析，搜寻该启动子序列中可能的响应发育信号和外界环境刺激的顺式作用元件(图2). 在该启动子序列-137～-132(LcyB基因起始密码子ATG上游)处有典型的TATA-box，核心序列为ATATAA[13]；-107～-104处有CAAT-box，核心序列为CAAT[14]；在-298～-289、-275～-266及-116～-107处有典型的响应昼夜节律的顺式作用元件Circadian，核心序列分别为CAAAAATATC、CAAACACATC及CAAAAGCATC[15]；-326～-320处有光响应元件Box I，保守序列为TTTCAAA[16]；在-783～-778及-315～-310处有真菌激发子(Elicitor)响应元件Box-W1，核心序列为TTGACC[17]；在-712～-707及-383～-378处有低温响应元件LTR，核心序列为CCGAAA[18]；另外，在该启动子序列中存在一些响应几种植物激素的顺式作用元件，如-1 352～-1 346及-920～-914处响应赤霉素的作用元件P-box，核心序列为CCTTTTG[19]；-327～-320处的乙烯响应元件ERE，核心序列为ATTTCAAA[20]；-995～-990响应生长素的作用元件TGA-element，核心序列为AACGAC[13](表1). 序列分析结果表明，所克隆的DNA序列为Micro-Tom LcyB基因起始密码子上游包含各种响应植株发育信号和外界环境刺激的顺式作用元件的启动子区域序列.2.2 LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi双元表达载体构建以限制性内切酶Mcr I和Xho I双酶切质粒pMD-LcyBp，回收LcyBp启动子片段克隆到质粒pKANNIBAL的Mcr I和Xho I位点，替换其中的CaMV 35S 启动子，构建成含番茄LcyB基因启动子的中间RNAi质粒pK-LcyBp. 对构建的载体pK-LcyBp进行PCR和双酶切检测,结果以LcyBp-F和LcyBp-R为引物可特异地扩增出1 551 bp的LcyBp片段，以Mcr I和Xho I 2个限制性内切酶双酶切质粒pK-LcyBp可切下相应大小的DNA片段(图3)，说明载体pK-LcyBp构建正确.以Micro-Tom基因组DNA为模板，分别以RNAi-S1和RNAi-S2以及RNAi-AS1和RNAi-AS2为引物，进行PCR扩增LcyB基因3’端276 bp的DNA片段. 按图4的流程构建LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体. 用限制性内切酶Xho I和Kpn I双酶切质粒pK-LcyBp，将LcyB基因片段用同样的酶从质粒pMD-RNAiS上切下，然后将2个片断用连接酶连接，构建成质粒pK-LcyBp-RNAiS. 用限制性内切酶Hind III和Cla I双酶切pK-LcyBp-RNAiS，并以同样的酶从质粒pMD-RNAiAS上切下LcyB基因片段，再回收2片段并连接，构建成中间RNAi质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB. 再利用Not I从质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB切下LcyBp::LcyB RNAi表达框插入载体pART27的Not I位点，最后构建成Micro-Tom LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB.对构建的载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB进行PCR、酶切及测序检测，结果以LcyBp-F和LcyBp-R为引物可特异地扩增出1 551 bp的LcyBp片段；分别以Xho I/Kpn I和Hind III/Cla I双酶切质粒pART-LcyBp-RNAi-LcyB，均可切下276 bp的LcyB基因片段；以Not I单酶切质粒pART-LcyBp-RNAi-LcyB，得到与预期大小一致的2个片段(图5). 进一步对质粒pART-LcyBp-RNAi-LcyB所有经连接的接合处(Junction Area)进行测序，结果表明，构建质粒的接合处序列都与预期一致，构建过程中未发生碱基插入、缺失等造成的读码框变化. 说明已成功构建Micro-Tom LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体(图6).近年来伴随番茄红素重要生理功能的发现，利用基因工程技术改造番茄红素合成途径，提高农作物番茄红素含量的研究成为类胡萝卜素研究领域的新热点. 植物中转入番茄红素合成关键酶同源序列很强的基因非常容易发生基因静默(Gene silencing)，从而会降低番茄红素的含量.RNAi具有高度的特异性，只引起与dsRNA同源的mRNA的降解，在由21～23个核苷酸构成的siRNA(small interfering RNA)中只要改变1个核苷酸，就可以使该siRNA序列不对靶向mRNA起作用[21]. 已有大量研究[7-8, 21-24]证实RNAi可高效特异地抑制特定基因的表达，获得功能性丧失，从而成为研究基因功能的良好工具. 本实验从Micro-Tom中克隆了LcyB基因起始密码子上游1 534 bp的启动子区域序列，利用RNAi中间载体pKANNIBAL构建了“番茄LcyB启动子-LcyB基因正义片段(Sense)-PDK内含子-LcyB基因反义片段(Antisense)-OCS终止子”的结构，并将这一结构以Not I从质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB上切下，插入植物双元表达载体pART27的Not I位点，最后构建成本文的RNAi植物双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB. 故可使将来转基因植物中经转录就形成了具有“LcyB基因正义片段-PDK内含子-LcyB基因反义片段”结构的mRNA，LcyB基因正、反义片段通过链内退火，形成dsRNA，激发RNAi机制，形成siRNA，能够与内源LcyB基因转录的mRNA发生特异性作用，使LcyB基因在转录后水平沉默(PTGS).许多报道的转基因实验中所用的启动子多为组成型启动子，如CaMV 35S，在它的调控下，外源基因在转基因植物中所有的发育阶段和所有的部位都能表达，对于需要组织特异性表达的基因来说，在该启动子调控下表达造成营养浪费而常导致植株生长不良，如上述Fray和Grierson将番茄八氢番茄红素合成酶基因在组成型启动子调控下转入番茄，结果幼果异常生长，植物矮化. 在基因工程研究中对于组织或器官特异性启动子的需求是很大的，也越来越受到研究人员的重视. 因此本研究是采用番茄LcyB基因本身的启动子调控LcyB基因RNAi片段的表达，将可更加特异地阻抑LcyB基因在番茄中的时空表达.【相关文献】[1] 谭新平, 王银娜, 刘昕. 番茄红素与癌 [J]. 天然产物研究与开发, 2001, 13(4): 71-75. 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Journal of South China Normal University (Natural Science Edition),2014, 46(3): 107-111.。
番茄红素的研究进展(2)
辽宁农业科学 2007(2):36～39 L iaoning Agricultural Sciences文章编号:1002-1728(2007)02-0036-04番茄红素的研究进展3穆 欣1,薛玉梅2,许 明2(1.辽宁省农业科学院蔬菜研究所,辽宁沈阳 1101611; 2.沈阳农业大学园艺学院,辽宁沈阳 110161)中图分类号:S641.2文献标识码:B 番茄红素(lycopene)是一种呈黄色到红色的类胡萝卜素(car otenoid),广泛存在于动、植物体中。
1875年M illardet从番茄中最早获得番茄红素的[1]粗提物,称之为Solanorbin,1903年Schunck[2]发现从番茄中提取的这种色素与从胡萝卜中提取的胡萝卜素具有不同的吸收光谱,并将其命名为Lycopene。
随后,人们开始对番茄红素的基本化学结构进行研究,1910年W illstatter和Escher 首先提出番茄红素是胡萝卜素的异构体,并确定其分子式为C40H56[3]。
1930年Karrer等提出,番茄红素的化学结构式为11个共轭及2个非共轭的碳-碳双键组成的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃,并在1932年由Kuhn和Grund mann证实[4]。
过去由于番茄红素不象胡萝卜素那样具有维生素A 原的活性,而未被重视。
近20年来,国内外越来越多的研究和调查表明,番茄红素具有淬灭活性氧、消除人体自由基、预防心脏病、减缓动脉粥样硬化、预防多种癌症、保护心血管、抗老化、保护皮肤[5～8]等生理功能。
番茄红素是类胡萝卜素中最有效的单线态氧淬灭剂,它的淬灭能力是β2胡萝卜素(β2car otene)的2倍,是维生素E的100倍[6～9],因此,其抗氧化性是类胡萝卜素中最强的。
另外,番茄红素的防癌抗癌的效果也明显优于α2胡萝卜素和β2胡萝卜素。
据北卡州立大学研究,番茄红素是所有类胡萝卜素中最强的心脏保护剂[10]。
目前,番茄红素的研究已成为国际上功能性食品成分分析和抗癌防癌研究中的一个热点。
2025届高考生物复习检测案18孟德尔的豌豆杂交实验(二)(2)
检测案18孟德尔的豌豆杂交实验(二)(2)[提能强化练]1．小麦的粒色受两对同源染色体上的两对基因R1和r1、R2和r2控制。
R1和R2决定红色，r1和r2决定白色，R对r为不完全显性，并有累加效应，也就是说，麦粒的颜色随R的增加而逐渐加深。
将红粒(R1R1R2R2)与白粒(r1r1r2r2)杂交得F1，F1自交得F2，则F2的基因型种类数和不同表型的比例为()A．3种、3∶1B．3种、1∶2∶1C．9种、9∶3∶3∶1D．9种、1∶4∶6∶4∶12．[2024·日照模拟]某雌雄同株的二倍体植物中，控制抗病(A)与易感病(a)、高茎(B)与矮茎(b)的基因分别位于两对染色体上。
让纯种抗病高茎植株与纯种易感病矮茎植株杂交，F1全为抗病高茎植株，F1自交获得的F2中，抗病高茎∶抗病矮茎∶易感病高茎∶易感病矮茎＝9∶3∶3∶1。
下列有关叙述错误的是()A．等位基因A、a与B、b的遗传既遵循分离定律又遵循自由组合定律B．F2中的抗病植株分别进行自交和随机交配，后代中抗病基因频率均不变C．F2中的抗病高茎植株进行自交，后代的性状比例为25∶5∶5∶1D．F2中的抗病高茎植株随机交配，后代的性状比例为27∶9∶9∶13．某种遗传病由位于两对常染色体上的等位基因控制，只有同时存在两种显性基因时才不患病，经遗传咨询可知5号和6号生育后代患病的概率为7/16。
据此分析，下列说法中正确的是()A.该病在人群中男性患者多于女性B．3号与4号个体的基因型可能相同C．7号个体的基因型可能有2种D．8号个体是纯合子的概率为3/74．蜜蜂中的雄蜂是由卵细胞直接发育而来的单倍体，而雌蜂是由受精卵发育而来的二倍体。
一雌蜂和一雄蜂交配产生F1，在F1雌雄个体交配产生的F2中，雄蜂的基因型共有AB、Ab、aB、ab4种，雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb4种，则亲本的基因型是()A.aabb×ABB．AaBb×AbC．Aabb×aBD．AABB×ab5．某种鼠的体色有三种：黄色、青色、灰色，受两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制。
番茄SlPSY1基因转录调控因子筛选及互
核农学报2023，37（1）：0008~0016Journal of Nuclear Agricultural Sciences 番茄SlPSY1基因转录调控因子筛选及互作验证李松文孟凡亮刘丽红简越李园园汪俏梅*（浙江大学园艺系/农业农村部园艺植物生长发育与品质控制重点开放实验室，浙江杭州310058）摘要：番茄八氢番茄红素合成酶（SlPSY1）作为类胡萝卜素生物合成途径的关键限速酶，直接影响果实中类胡萝卜素的积累。
为探究SlPSY1基因的转录调控机制，通过克隆SlPSY1基因启动子序列，构建pSlPSY1pro-AbAi诱饵载体，并将诱饵载体转化至酵母细胞中获得诱饵酵母菌株。
利用番茄混合组织酵母杂交cDNA文库进行酵母单杂交筛库试验，筛选得到AP2/ERF家族转录因子SlJERF1和10个未知功能蛋白。
后续克隆SlJERF1基因序列，构建pGADT7-SlJERF1重组载体，通过酵母单杂交点对点对SlJERF1进行分子验证，结果显示在金担子素（AbA）浓度为150ng·mL-1的条件下，对照组酵母不能正常生长，而试验组酵母能正常生长，表明SlJERF1与SlPSY1基因启动子存在互作。
这一结果为进一步拓展类胡萝卜素合成调控网络提供了重要的理论依据。
关键词：番茄；类胡萝卜素；酵母单杂交；SlPSY1；SlJERF1DOI：10.11869/j.issn.1000‑8551.2023.01.0008番茄（Solanum lycopersicum）是茄科番茄属一年生草本植物，起源于南美洲，具有悠久的栽培史，是我国乃至世界范围内种植最广泛的蔬菜之一。
番茄果实风味独特，营养丰富，富含多种生物活性物质，深受消费者的青睐［1］。
番茄因具有较小的基因组、较短的生长发育周期、其转基因技术已经成熟等优点，成为分子研究领域的模式植物。
2012年番茄全基因组序列得到解析，在很大程度上推动了以番茄为模式植物的分子生物学研究［1］。
类胡萝卜素合成途径终产物脱落酸的合成调控与生物学效应
类胡萝卜素合成途径终产物脱落酸的合成调控与生物学效应作者：杨秋玲季静王罡关春峰来源：《天津农业科学》2011年第05期摘要：概述了类胡萝卜素和脱落酸的基本概况、分布，生物合成途径中各中间产物在细胞中的存在部位，合成途径，合成途径中的关键酶、突变体等。
关键词：类胡萝卜素；脱落酸；关键酶中图分类号：Q945 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2011.05.007Regulation and Biological Effects of End-product Abscisic Acid of Carotenoid Biosynthetic PathwayYANG Qiu-ling,JI Jing,WANG Gang,GUAN Chun-feng(College of Agriculture and Bioengineering,Tianjin University, Tianjin 300072, China)Ａｂｓｔｒａｃｔ: This paper summarized basic situation of carotenoid and abscisic acid, their distribution, existing parts of middle products in cells, synthetic way, key enzymes of synthetic way, and mutants.Key words: carotenoid; abscisic acid;key enzyme类胡萝卜素是脱落酸的前体物质，它和脱落酸对调节植物体生长发育发挥着极其重要的作用。
对二者间相互关系的研究有利于更加清楚地了解植物各种生理活动的机理，具有重要的理论意义和应用价值。
1 类胡萝卜素类胡萝卜素类物质是指C40的碳氢化合物(胡萝卜素)和它们的氧化衍生物(叶黄素)两大类色素的总称。
烟草类胡萝卜素代谢的遗传及基因工程研究进展
烟草类胡萝卜素代谢的遗传及基因工程研究进展杨永霞;冯琦;王景;崔红;刘国顺【摘要】综述了烟草类胡萝卜素合成和降解途径所涉及的关键基因的分离、功能分析、分子调控及类胡萝卜素代谢的调节和基因工程研究进展,同时对烟草类胡萝卜素代谢的研究方向和应用前景进行了讨论和展望.%Advances in research of biosynthetic and degradation pathway of carotenoid,and hence its related carotenogenic gene as well as carotenoid dioxygenase gene were reviewed. Metabolic manipulation of carotenoid was summarized. Strategies, problems and achievements of genetic manipulation of carotenoid metabolism were discussed.【期刊名称】《中国烟草学报》【年(卷),期】2013(019)001【总页数】5页(P90-94)【关键词】烟草;类胡萝卜素;代谢;基因工程;研究进展【作者】杨永霞;冯琦;王景;崔红;刘国顺【作者单位】烟草行业栽培重点实验室河南农业大学烟草学院,郑州市文化路95号450002【正文语种】中文【中图分类】S572.03植物中的类胡萝卜素是生物体内通过类异戊二烯途径合成，主要是含有40个碳原子的萜类色素物质。
类胡萝卜素在光合作用中担负着光吸收辅助色素的重要功能，起着提高光合效率、保护光合器官、防止光氧化损伤等的重要作用[1-2]。
类胡萝卜素类物质包含很多具有鲜艳色彩的色素物质，可以赋予植物花和果实等器官绚丽的色彩，在植物长期的进化和发育过程中具有重要作用。
此外，植物类胡萝卜素还是许多生理活性物质，如植物激素(ABA，独脚金内酯等)、防御化合物和风味芳香物等生物合成的前体[3-6]，因此，研究类胡萝卜素具有重要的现实意义。
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PSY、LCYE基因在番茄红素合成途径的功能研究
PSY、LCYE基因在番茄红素合成途径的功能研究摘要：番茄作为一种重要的蔬菜作物，具有丰富的营养价值和生物活性物质。
其中，红素（lycopene）是番茄中主要的类胡萝卜素，对人体健康具有多种好处。
红素的合成是一个复杂的代谢途径，其中PSY（phytoene synthase）和LCYE （lycopene ε-cyclase）基因在红素合成途径中起着重要的作用。
本文将重点阐述PSY和LCYE基因在番茄红素合成途径中的功能及其调控机制。
关键词：番茄，红素合成，PSY基因，LCYE基因
一、引言
番茄是世界上最重要的蔬菜作物之一，其丰富的营养成分和生物活性物质对人类健康具有重要意义。
研究表明，番茄中的红素（lycopene）是一种非常重要的类胡萝卜素，具有抗氧化、抗肿瘤和降低心脑血管疾病风险等多种好处。
因此，研究番茄红素合成途径以及其相关基因的功能对于增加番茄红素含量和优化番茄营养价值具有重要意义。
二、番茄红素合成途径的基本概述
番茄红素是一种独特的类胡萝卜素，其合成途径比其他类胡萝卜素更为复杂。
红素的合成过程包括多个关键酶类的参与，其中PSY和LCYE基因是合成途径中的关键调控因子。
三、PSY基因在番茄红素合成中的功能
PSY基因编码一种酶，即植物细胞色素合酶，它在转化植物体内的光合物质为胡萝卜素的过程中起关键作用。
PSY基因的转录水平直接影响番茄红素合成途径中的产物丰度。
研究发现，通过调控PSY基因的表达水平，可以显著提高番茄中红素的含
量。
此外，PSY基因的过量表达同时也增强了番茄对压力（如
干旱、高温等）的抵抗能力。
四、LCYE基因在番茄红素合成中的功能
LCYE是番茄红素合成途径中的另一个关键酶类，它参与了红
素的后期合成过程。
LCYE基因的表达水平与番茄中红素含量
呈正相关。
研究发现，通过过量表达LCYE基因，可以有效增
加番茄中红素的合成速率，从而提高番茄红素的含量。
此外，研究还发现LCYE基因的表达水平受到光照条件的昼夜变化和
光强的影响。
五、PSY和LCYE基因的调控机制
PSY和LCYE基因的转录水平受到多种因素的调控。
研究表明，氮素、温度、光照等环境因素对PSY和LCYE基因的表达水平
均具有一定的影响。
此外，植物激素也参与了PSY和LCYE基
因的调控过程。
例如，茉莉酸甾酯（jasmonates）和沙门酮（abscisic acid）等激素对于PSY和LCYE基因的表达均具有一定的促进作用。
六、结论
PSY和LCYE基因在番茄红素合成途径中发挥了重要的作用。
通过调控PSY和LCYE基因的表达水平，可以有效提高番茄中
红素的含量，从而增加番茄的营养价值。
然而，目前对于PSY
和LCYE基因的调控机制仍需进一步深入研究。
未来的研究可
从表观遗传学和转录组学等角度入手，探究更多调控因子对PSY和LCYE基因的调控作用，为番茄红素合成途径的优化提
供更多理论基础和方法支持
综上所述，PSY和LCYE基因在番茄红素合成途径中发挥
着重要的调控作用。
研究发现，通过过量表达LCYE基因可以
有效增加番茄中红素的合成速率，进而提高番茄红素的含量。
此外，PSY和LCYE基因的表达水平受到光照条件的昼夜变化和光强的影响。
环境因素和植物激素也参与了PSY和LCYE基因的调控过程。
然而，对于PSY和LCYE基因的调控机制仍需进一步研究，未来的研究可以从表观遗传学和转录组学等角度入手，探究更多调控因子对PSY和LCYE基因的调控作用，为番茄红素合成途径的优化提供更多理论基础和方法支持。