植物次生代谢产物是一大类的小分子化合物,在植物体中的基础含量一般都很低。然而在生物和非生物的压力胁迫下,或者在一定的诱导条件下,次生代谢产物的产量通常有一定的提高。近年来,为了提高特定的次生代谢产物的含量,代谢工程被广泛应用。随着次生代谢产物生物合成途径中已克隆基因的增多以及代谢途径的进一步阐明,已经有一些行之有效的方法取得了令人欣喜的进展。 在外界生物或非生物的压力胁迫下,一些植物激素,如脱落酸、水杨酸、乙烯以及茉莉酸酮酯(JAs)等在植物中大量积累,通过相互作用,调控植物的信号传递、胁迫耐受以及次生代谢等过程,形成植物的应激系统。其中,茉莉酸酮酯在植物应激反应和次生代谢调控中起着至关重要的作用。此外,茉莉酸酮酯在植物发育的各个阶段也具有重大的意义。 在植物的茉莉酸生物合成途径中,丙二烯氧化物环化酶(AOC,allene oxidecycalse,EC 5.3.99.6)和丙二烯氧化物合成酶(AOS,allene oxide synthase,EC4.2.1.9)的催化是最重要的酶促步骤。 为了研究药用植物茉莉酸合成途径基因的功能以及它们在次生代谢工程中的应用价值,选取了莨菪和金银花为研究对象。 莨宕是一种重要的药用植物,会产生一类受甲基茉莉酸诱导的色胺类生物碱。我们从中克隆了JA合成途径的基因AOC和AOS,并把AOC基因转入烟草验证了其对次生代谢产物(尼古丁)合成的促进作用。金银花是一种常用的中草药,含有多种次生代谢产物,其中绿原酸是最重要的活性成分,也是衡量金银花质量的指标化合物,我们从中克隆了AOS基因,并发现其组织表达同绿原酸的组织分布有一定的相似性。 1)莨宕丙二烯氧化物环化酶基因(HnAOC) 丙二烯氧化物环化酶(AOC)的催化作用是JA合成途径中最关键的步骤。采用RACE的方法,从莨菪中克隆了AOC基因(HnAOC,GenBank登录号:AY708383),该基因与其他物种中的AOC基因具有较高的同源性。其cDNA全长为1044 bp,包括5'和3'非翻译区(UTR)、polyA尾和一个长747 bp的开放阅读框(ORF)。HnAOC基因组内含有两个内含子,分别为94 bp和402 bp。HnAOC基因编码的蛋白质共有248个氨基酸,分子量为27.0 kDa,理论等电点8.74。Southern杂交结果显示HnAOC在莨菪中是一个多拷贝基因;RT-PCR分析结果表明,HnAOC基因可被多种不同的诱导因素所诱导表达,从而可以借此调控AOC基因的表达和JA合成。 2)莨宕丙二烯氧化物合成酶基因(HnAOS) 丙二烯氧化物合成酶(AOS)是JA合成途径中的第一个特异性的酶。采用RACE的方法,从莨菪中克隆了AOS基因(HnAOS,GenBank登录号:EF532599),其cDNA全长为1652 bp,包括5'和3'非翻译区(UTR),polyA尾和一个长1485 bp的开放阅读框(ORF),基因组内不含有内含子。HnAOS基因编码的蛋白质含494个氨基酸,分子量为55.8 kDa,理论等电点8.82,属于细胞色素P450大家族。实时荧光定量PCR分析结果显示,在正常生长的植株中,HnAOS基因在茎中表达水平最高。另外,HnAOS基因受伤、甲基茉莉酸的诱导而上调表达,直接的甲基茉莉酸处理比伤诱导的效果在时间上出现得更早,从而佐证了伤诱导的作用是通过茉莉酸合成途径来实现的。 3)转基因烟草中HnAOC的过量表达提高了其抗逆性及尼古丁含量 丙二烯氧化物环化酶的催化是植物JA合成途径中最关键的步骤,而且烟草中尼古丁的代谢受JA的诱导,为了验证JA生物合成途径的基因工程能否使受其诱导的次生代谢产物的含量增加,因此我们将最莨菪的AOC基因转入烟草,以尼古丁含量为代表来验证HnAOC过量表达对次生代谢产物含量的影响。RT-PCR分析结果显示,在转基因烟草中HnAOC均有表达,而烟草AOC基因的表达也增强了;电导率测定结果显示,转基因烟草的叶片在低温条件下离子泄漏程度低于野生型烟草,表现出对低温伤害的耐受性。实时荧光定量PCR(RT-QPCR)结果表明,转基因烟草中尼古丁合成途径的关键酶基因PMT和QPT的表达水平也大幅度提高,HPLC分析结果显示其尼古丁含量也相应提高了。因而,本研究证明了JA生物合成途径的基因操作可以代替繁琐的外源激素处理来提高目的产物的含量,从而为生产受JA诱导的次生代谢产物提供了一个有效的基因工程策略。 4)金银花丙二烯氧化物合成酶基因(LjAOS) 金银花是一种被广泛应用的重要的中草药材料,具有清热解毒,消炎杀菌的功效。绿原酸是金银花的主要功效成分,也是金银花质量监控的指标性化合物,它的含量在不同的组织和花周期中差异较大,其中在花蕾中的含量最高。对于药农和制药厂家来说,药材的质量监控是非常关键的问题,因此金银花采收部位的绿原酸含量备受关注。JA作为一类调控植物发育和次生代谢的植物激素,可能在其中起着重要的作用。在JA的生物合成途径中,AOS是第一个特异性的酶,属于细胞色素P450大家族。为了研究JA合成途径的遗传操作是否可以对绿原酸的合成进行调控,我们首先从金银花中克隆出来一个全新的AOS基因(LjAOS,GenBank登录号:DQ303120)。其cDNA全长为1942 bp,包括5'和3'非翻译区(UTR),polyA尾和一个长1584 bp的开放阅读框(ORF)。LjAOS基因编码的蛋白质含527个氨基酸,分子量为59.2 kDa,理论等电点为8.41,其基因组中不含有内含子。多重比对表明LjAOS蛋白与其他的AOS蛋白具有较高的同源性,LjAOS蛋白序列中含有AOS家族应有的保守氨基酸残基。Southern杂交结果显示LjAOS基因在金银花中为多拷贝基因;有趣的是,RT-QPCR结果显示LjAOS基因在各个组织中表达量也是在花蕾中最高,这与绿原酸的分布规律具有一定的相似性,揭示了JA的生物合成可能与花的发育以及绿原酸的合成有关。本研究为提高金银花中绿原酸含量提供了一个可供试验的靶点。 综上所述,莨菪和金银花JA合成途径关键酶基因的研究使我们对JA生物合成途径和其在上述两种药用植物中的调控作用有了一定的了解,对于进一步阐明植物JA合成途径及其作用机制和进化有一定的帮助。同时,对转基因烟草抗逆性能和尼古丁含量的研究将有利于JA合成途径基因在植物次生代谢工程中的应用。

众多医疗设备系统的基本元素都很相似。埋藏式脉冲发生器（IPG）的大部分功能都连接到神经电极刺激头上。人体外控制器为患者个体刺激疗法设计刺激系统。
　　直到最近几年，得益于神经电刺激器的患者人数远远低于可选择的其他治疗方法，例如药物或手术治疗。但是将微处理器，非排异材料，电池，射频通信和软件结合起来，能制造出更有效的系统，更便于移植，最重要的是让患者更能接受。与此同时，随着医学界对神经系统的认识逐步深入，再加上实际治疗和临床试验的可喜成果，让更多的医生认识到神经电刺激器对他们的患者来说是有效可行的。
　　“人们越来越多的认识到药物不能治疗所有的疾病，而且会对人体造成有害的副作用。”生物医学工程师、神经技术报告（Neurotech Reports一本服务于神经技术公司和投资团体的月度学术刊物）的编辑/出版商James Cavuoto先生说道，“因此，临床医生现在对新的治疗方法持开放态度。” 

神经技术报告出版商James Cavuoto说道，临床医生现在对新的神经科技治疗方法持开放态度。
　　他补充道，人们接受神经科技设备进行治疗也得益于媒  
体的宣传，例如广播名人Rush Limbaugh例子给周围人影响巨大，他本人在2001年耳聋之后接受了人工耳蜗移植手术。
　　通过这些和其他成功的例子，神经技术报告进行了市场调查，并预测世界范围内神经科技产品的销售将会由2006年的31亿美金翻倍增长到2010年的76亿美金。
　　红色数字的增长吸引了设备制造商和供应商的眼球。投资公司投入数百万美金成立了神经科技公司。同时，医疗行业巨头美敦力医疗用品公司（Medtronic），圣犹达医疗公司（St.Jude）和波士顿科技公司（Boston Scientific）等，正在扩张他们的神经电刺激器计划，并收购那些在神经科技市场已经站稳脚跟的独立公司。“虽然这个产品生产还在起步阶段，现有的市场份额也不大。但我们看到了这个市场巨大的潜力。”AMI半导体公司医学团队副总裁Todd Schneider先生说道。该公司正在为神经电刺激器生产微处理器。 
设计和安装电极对神经此机器系统的有效性起了决
定性的作用。已经接受了美国食品药品监督局FDA
审批的这两节ANS电极，给医生更多的选择来治疗
各种疼痛病。
　　从背痛到偏头痛
　　专家们都认同慢性疼痛病是目前神经科技最大的市场。据美国国家安全研究所称，慢性疼痛病仅在美国就影响了9000万人的生活，每年造成大约8000万美金缺勤损失。为了减轻痛苦，很多患者求助于强效麻醉剂和止疼片。近一年以来，据美国健康和人类服务部称，这些药物摄入过量造成了108,000多人次急症案例的发生。背痛或者背部手术失败占了其中大部分。
　　医疗行业巨头美敦力医疗用品公司（Medtronic）和2005年底被圣犹达医疗公司（St.Jude）收购的ANS公司，领先研制开发脊髓刺激系统（SCS），该系统被称作“疼痛起搏器”。移植设备通过向脊椎附近的神经纤维发射低强度电子脉冲，干扰了疼痛信号传递到大脑的路径。SCS治疗方法可减少50％的疼痛感。
　　ANS公司针对慢性疼痛的旗舰产品是EONTM 系统，于2005年经美国食品药品管理局FDA审批通过。它的埋藏式脉冲发生器（IPG），安装了锂电池，在高能量消耗条件下至少可正常运行七年。EON可给16个独立电极供电，这给临床医生更多的选择来缓解患者的疼痛。 
NDI公司为了实现微脉冲植入的最小型化目标，采用了一种被成为三维
芯片结构封装的技术。几个倒装焊芯片（flip-chip）电路被嵌在可变形
的电路板上，然后再将电路板封装在一个十分紧凑的包装中。
　　据ANS公司产品管理副总裁Tom Hickman所说，EON区别于以往系统的关键是：它具备更高速、高能和高效的IPG个性化芯片和加强软件。通过射频RF通信IPG连接到系统控制单元的快速程序平台。可以对设备进行实时调整以缓解患者不同部位的疼痛，比如背痛和腿痛。
　　Hickman补充道，“电极在神经科技应用上非常重要，移植设备的电极数量、大小和精确位置都被作为知识产权保护起来。在发送期望的刺激电脉冲上，电极发挥了作用。再多的方案修改也没有办法弥补电极错位导致的问题。” 
由于心脏起搏器系统而闻名于世的医疗行业巨头美
敦力医疗用品公司（Medtronic），率先采用Activa系
统疗法通过电极刺激来治疗帕金森症。
　　如今大约有超过3万名患者正在借助SCS系统来缓解他们的疼痛，与此同时，ANS公司正在开发其他的应用设备。例如，公司正在借助临床研究测试它的根源神经电刺激器系统，这将被用于治疗患者慢性偏头痛的病症。在这项应用中，IPG将被移植到臀部或者胸腔，对后脑枕骨神经发送电极脉冲。
　　大脑深处
　　除了慢性疼痛之外，工程师和研究员正在开发治疗大脑紊乱的神经电刺激器，例如帕金森症，并帮助患者控制癫痫病以及对中风后遗症的治疗。美敦力医疗用品公司（Medtronic）在它研制的深部脑刺激术（DBS）上采用Activa疗法领先于同行，该疗法于1997年经美国食品药品监督局FDA批准，可控制由帕金森症和原发性颤抖症引起的运动紊乱。在这项设备当中，电极被植入丘脑，对那些困扰患者的导致颤抖和突发性运动的肆意脑电波进行干扰。
　　自从美敦力医疗用品公司（Medtronic）正式推出了该疗法后，世界范围内大约3万名患者接受了它的治疗。大多数案例中，药物没有给这些患者减轻症状或者还带来了有害的副作用。研究表明这个设备在控制行动紊乱上比苍白球切除术更加有效，后者是一种要去掉部分脑组织的切除治疗方法。区别于脑手术不可逆转的缺点，当临床医生发现有更好疗法时，可不使用Activa疗法。
　　美敦力医疗用品公司（Medtronic）Activa系统最新的一项成果是美国食品药品监督局于2004年批准Kinetra神经电刺激器。这个设备包括两个DBS电极，可对左右半脑同时发射电脉  
冲。在Kinetra问世之前，治疗帕金森症要分别给左右半脑各植入一个神经电刺激器。Lynn Otten是美敦力医疗用品公司（Medtronic）Activa系统开发小组主要工程师。他指出DBS系统的优势毫无疑问的在于治疗患者行动紊乱的症状。“它还有希望作为顽固性癫痫病、重性抑郁症和强迫症的治疗方法。”Otten说道。
　　大脑高速公路
　　其他公司推出了可代替DBS疗法治疗神经紊乱的产品。例如，位于休斯顿的Cyberonics公司拥有众多专利产品，帮助公司在癫痫病神经电刺激器产品上几乎占据垄断地位。他们的产品被称作VNS(迷走神经电刺激器), 它包含有IPG发生器，和怀表大小差不多。该设备被植入到患者左胸腔，通过隐藏在颈部左迷走神经附近的螺旋状铂铱电极，对该神经发射电脉冲进行刺激。
　　“迷走神经是通向大脑的高速公路，对该神经进行刺激的优势在于，很方便接近，同时脑组织不方便渗透进去。”Cyberonics公司临时CEO 兼工程师Reese Terry说道。“相对来说也更容易移植和操作。”有大约45,000名癫痫病患者已经接受VNS疗法的治疗，现在公司正致力于如重性抑郁症等其他病症的治疗设备开发。
　　同时，一个新起的竞争者，位于加利福尼亚州的NeuroPace公司，正在投资反应神经电刺激系统（RNS）的临床试验器械开发项目。移植到大脑中的RNS系统，使用来探测脑反常电波活动，然后发射电脉冲刺激，在患者捕捉到该反常脑电波之前使脑活动正常化。 
EnteroMedics公司的移植系统可取代有风险的胃旁
路手术，当食物进入胃时，阻隔迷走神经给出让胃扩
张的信号。
通过刺激大脑外层的脑皮层，Northstar Neuroscience 公
司希望能改善中风患者手和手臂的活动功能。
　　在西雅图，Northstar Neuroscience公司也在开发另一种可选择的中风患者深部脑手术。公司设计了一组电极，可对脑外层——脑皮组织各功能方面进行电刺激。大脑皮层控制运动，情感，听觉，语言和其他功能。今年，针对公司第一个产品，将会进行关键临床刺激疗法测试。该疗法旨在改善中风患者手和手臂运动能力。在这种特殊的治疗模式下，外科医生将相当于一枚邮票大小的一组6个电极，埋藏于保护大脑的硬脑膜表层。脑皮层刺激电极连接到胸腔移植脉冲发生器。
　　Northstar公司COO首席运营官Jeff Bowers先生说：“我们关注脑皮层的许多优势。首先，很多神经功能都连接于此，因此皮层上很多点都适合进行电脉冲干扰。同时，作为大脑的外层，脑皮层比深部脑组织更容易让医生接触到。”Bowers先生的目标是在2008年底将手和手臂行动的治疗方法商业化，但是，到目前为止美国食品药品监督局FDA还没有批准过一个治疗中风的移植神经电刺激器。该产品的市场前景非常可观。美国有大约500万人患过中风，每年新中风患者数量以超过50万递增。
　　广大的市场
　　这些例子只是如今神经科技应用快速发展的沧海一粟。现在只要有一种疾病被命名，就会有针对治疗这种疾病的设备问世。
　　在美国的克里弗兰，NDI医疗公司刚刚开发了一种据称是市场上最小的多渠道无限可充电IPG。它的大小和拇指差不多，被移植在腹部以下，这个设备现在正在作为“膀胱起搏器”进行临床试验，用来控制尿失禁。为了制造这种微型化产品，他们向一家微电子模块外包生产商Valtronic公司求助。Valtronic公司采用3D芯片规模包装（3D- 
CSP）的电路组装科技。通过这个技术，他们将几个倒装芯片电路组装到柔性电路板上，然后压缩包装。结果是：比常规大小的组件体积小了75%。
　　NDI医药总裁Geoffrey Thrope说道：“这对神经科技工业来说是一个激动人心的时刻。”Geoffrey Thrope这位生物医药工程师，曾参与研制美国食品药品监督局批准的治疗脊椎受伤病人手部活动的神经电刺激设备FREEHANDTM 。今后10年以内，治疗神经医疗设备的市场份额将高达200亿美金。
　　在众多的医疗设备中，占市场份额较大的是控制肥胖病的设备。仅在美国，就有大约1500万人患有肥胖症。对这些患者来说，神经电刺激器可以提供更好更安全的治疗方法取代胃部旁路手术。后者是一种高死亡风险，并且恢复时间漫长的治疗方法。 
美国克里弗兰（Cleveland）市FES中心的主管Hunter Packham认为，
美国公司在神经科技领域目前还处在领先地位。
　　美国明尼苏达州一家私人公司EnteroMedics与梅奥医学中心联手，开发了一种叫做VBLOC的治疗方法。该治疗方法是医生使用腹腔镜将两个微型电极插入食道和胃间隙之上  
的迷走神经附近。连接到电极的埋藏式神经调节器产生低能高频电子脉冲，当食物进入胃时，阻隔迷走神经给出让胃扩张的信号。据CEO Mark Knudson先生所说，该公司已经在世界范围内几点地方进行了VBLOC的临床试验，并提交美国食品药品监督局FDA申请临床设备豁免（IDE），来启动今年在美国的临床试验计划。
　　只是一个开始
　　放眼未来，神经科技将要面临更艰巨的挑战。在美国麻萨诸塞州，Cyberkinetics公司期望能针对它的专业神经调制设备，在今年申请到美国食品药品监督局FDA的人道主义设备豁免（HDE）。该设备可帮助脊椎受伤病人的神经纤维再生。这个叫做Andara的设备，是一种电池供电的振荡场电刺激器（OFS），大小相当于唇膏管，包含六个电极。其中三个电极被埋藏在伤口以上两节脊椎骨位置，其余三个电极组安置在伤口以下相似距离处。设备刺激脊椎附近的神经纤维，使患者恢复感觉和运动功能。 
Cyberkinetics公司的脑门神经界面，在大脑初级运动皮层埋藏传感器，
并从外部设备上分析脑电波。该系统尚在临床试验阶段，设备将被用
在运动神经受损的患者身上，例如脊椎受伤或者ALS病人，来帮助他们
用脑电波控制电脑、轮椅或其他设
　　Cyberkinetics公司还参与了另外一个系统脑门神经界面的临床试验，该系统在大脑初级运动皮层埋藏传感器，并从外部设备上分析脑电波。设备将被用在运动神经受损的患者身上，例如脊椎受伤或者ALS病人，来帮助他们用脑电波控制电脑、轮椅或其他设备。同克里弗兰FES中心的工程师合作，公司进行了一项长期的研究调查大脑之门系统是否能被用于控制和移植神经电刺激器帮助瘫痪病人移动手或手臂。
　　Hunter Packham是克里弗兰FES中心的主管。他正在通过“网络神经假体”推动神经科技发展。该系统中，植入胸腔的单独刺激器可让瘫痪病人控制几种不同的运动功能，比如手部运动，站立和膀胱控制。“有一个事实你无法辩驳。那就是神经科技领域现在十分热门。很多美国公司都对这个领域感兴趣。”Packham说道。Cyberkinetics公司科学主管John Donoghue也指出，“这个领域潜能无限，我们才刚刚看到所有新的诊断，恢复和治疗设备的全貌。”
脉搏背后的力量
　　神经电刺激器还没有达到最新的起搏去纤颤器的复杂程度。后者的闭路系统可感知病人心脏电波活动，然后发送恰当的电刺激帮助恢复患者身体机能。而相反的，技术人员或医学人员配置神经电刺激器是根据观察以往病人在临床和研究上的数据，调节了一些必要的频率振幅参数。 
电路图表显示出植入设备（左边）和外部控制器之间的一般无线通信射频系统
　　即使是这样，最新的神经电刺激器同多数其他的电子设备一样，它微型包装下的微处理器具备了更多功能。这些功能的集合例如MEMs传感器正在上升期间。
　　一些设备制造商自己设计个性化集成电路来控制刺激脉冲发生器。其他的则依靠芯片制造商，如X-FAB,STM微电子公司和AMI半导体公  
司。很多集成电路IC制造商，仍然在避免涉足医疗移植设备，因为要为产品质量承担责任。 
为了保证能耗最小化，AMI公司53000无线收发器采用“监听模式”，电波
一般处于休眠状态，只在需要射频RF 信号的时候定期读取电波频率。
　　AMI医疗小组的副总裁Todd Schneider先生说：“医疗产品供应商对产品质量要承担很大责任。但是我们作为汽车行业主要供应商的时候已经习以为常。例如Northstar Neuroscience公司正在联手AMI公司设计和制造中风康复系统特殊集成电子回路（见正文描述）。
　　在刺激脉冲发生器（IPGs）中采用的ASICs一般在单芯片上包含同步和数位信号，并设计成尽可能节能，以延长为每个IPGs供电的充电锂电池寿命。神经电刺激器的电刺激输出电压在10到20V的范围内。最新的IPGs包含射频通信，具备符合美国联邦通信委员会（FCC）植入式医疗设备通信服务（MICS）标准的402－405MHz频带内超低能耗无线芯片。例如AMI半导体公司推出了标准无线收发器53000，同时还有在低能量情况下使用的较低端的芯片52100。无线通信允许技术人员使用外部控制器来为IPG设置程序，同时给植入体电池充电。被植入医疗设备收集的数据也可以无线传送到体外给医生查看。
　　更进一步看，AMI公司Schneider 期望未来植入设备芯片将会安装闭路操作的模拟/数字A-D转换器，同时数位信号可让人们更精确更自由的控制植入设备。另外，神经技术报告编辑/出版商James Cavuoto相信下一代设备将会集合可实时更新刺激治疗方法的传感器渠道，让患者受益。 
网络资源
　　更多信息请点击如下链接：
　　神经技术报告：http://designnews.com.cn/0710-601.aspx
　　ANS脊椎刺激系统：http://designnews.com.cn/0710-602.aspx
　　Medtronic 公司Activa疗法深部脑刺激：http://designnews.com.cn/0710-603.aspx
　　Cyberonics 公司迷走神经系统治疗癫痫病：http://designnews.com.cn/0710-604.aspx
　　Neuropace 公司反应神经电刺激器治疗癫痫病：http://designnews.com.cn/0710-605.aspx
　　Northstar Neuroscience公司对中风的治疗：http://designnews.com.cn/0710-606.aspx
　　NDI Medical微脉冲系统: http://designnews.com.cn/0710-607.aspx
　　Valtronic公司微电子产品制造：http://designnews.com.cn/0710-608.aspx
　　EnteroMedics VBLOC对肥胖症的治疗：http://designnews.com.cn/0710-609.aspx
　　Cyberkinetics公司神经科技系统：http://designnews.com.cn/0710-610.aspx
　　FES中心：http://designnews.com.cn/0710-611.aspx
　　AMI半导体医药小组：http://designnews.com.cn/0710-612.aspx

茉莉酸 (jasmonic acid , JA) 　　化学名称为 3- 氧 -2-(2'- 戊烯基 )- 环戊烷乙酸。有抑制植物生长、萌发、促进衰老、提高抗性等生理作用。 　　是存在于高等植物体内的内源生长调节物质。茉莉酸(3_氧_2_2′_顺_戊烯基_环戊烷_1_乙酸，jasmonic acid，简称JA)及其甲酯(简称JA_Me)是一类脂肪酸的衍生物。研究结果表明，JA对植物有许多相似生理作用。例如：能诱导气孔关闭(Satler和Thimann,1981;Manthe等，1992)，抑制Rubisco生物合成(Popova和Vaklinova,1988; Pancheva和Popova,1998),影响植物对N、P的吸收和葡萄糖等有机物的运输(陈汝民等，1993；Bourbouloux等，1998)。更引人注目的是，茉莉酸类(JAs)、SA还与抵抗病原侵染有关，都是植物对外界伤害(机械、食草动物、昆虫伤害)和病原菌侵染做出反应，而诱导抗性基因表达的信号分子，JAs和SA介导的信号传递途径与植物抗性密切相关。

会议名称:  2005年全国有机质谱学术交流会
摘要:  茉莉酸(Jasmonicacid,JA)是抑制植物生长、促进衰老的一类活性物质,它可抑制一些植物种子的发芽,促进叶子脱落,诱导气孔关闭,诱导或促进一些蛋白质合成,影响植物对干旱、损伤、病虫害等胁迫的反应.目前研究认为茉莉酸普遍存在于高等植物中,但是茉莉酸的含量与植物的种类、生长发育以及环境刺激等因素有关.目前植物中茉莉酸的研究已成为热点,而茉莉酸含量的测定是限制茉莉酸研究的重要因素.1993年T.Albrecht等运用酶联免疫法测定了JA的含量,1997年IanT.Baldwin等用氨丙基柱纯化样品,通过GC-MS技术测定了伤诱导植物(Nicotianasylvestris)中JA的含量.酶联免疫法准确性较差,氨丙基柱不易回收利用,成本高,因此摸索一种既省时又经济、准确性较高的方法对于JA的深入研究具有重要意义.经反复实验,找出了一种经济、简便的茉莉酸前处理及定性定量方法.
关键词:  茉莉酸,含量测定,色谱,质谱

國立台灣大學園藝學研究所九十六學年度作物組專題討論(上) 題目：乙烯誘導植物抗病之研究 日期：96年11月14日指導教授：黃鵬林博士、杜宜殷博士 地點：四號館106室學生：廖育辰 學號：R95628115 摘要乙烯是一個氣態的植物荷爾蒙，在植物中其影響了許多生理及分化的作用。在植物中乙烯的增加，常會與病原菌的攻擊及防禦反應的啟動具有關聯性。而乙烯在與各種病原菌間的相互影響與抗病的作用機制等方面，已經被廣泛地研究。在植物中對病原菌有兩個主要的誘導抗病機制，分別為系統獲得抗性與誘導系統抗性。而乙烯在這兩個抗病機制上所扮演的角色不盡相同。 Abstract The gaseous hormone ethylene is known to regulate multiple physiological and developmental processes in plants. Enhanced ethylene production is an active response of plants to perception of pathogen attack and is associated with the induction of defense reactions. The discrepancy of the double signaling function of ethylene in disease resistance has been addressed in studies of various plant–pathogen interactions. There are two main mechanisms of induced resistance against pathogens, systemic acquired resistance (SAR) and induced systemic resistance (ISR). The role of ethylene involved in SAR and ISR is different. 內容大綱 一、前言 乙烯為一氣態植物荷爾蒙，它影響了植物生理、分化及抗逆境等表現。乙烯在面臨病原菌的抗病作用上，具有複雜的作用機制。在研究上可應用不同的病原菌，觀察乙烯相關基因突變植物或轉殖植物上之表現，以探討乙烯誘導抗病反應的方式，及其對抵抗病原菌的差異性影響。 二、病原菌與乙烯相關基因突變植物間的影響 利用與乙烯反應相關基因的植物突變株及轉殖株，以活體寄生型 (biotrophic)、死體寄生型(necrotrophs)、活體-死體綜合生活史寄生型(mixed biotrophic–necrotrophic lifestyle) 病原菌進行感染比較。在乙烯非敏感型突變株中，感染死體寄生型或綜合寄生型的病原菌，可發現乙烯的產生及病徵減弱的情形。乙烯會促成植物對死體寄生型病原菌的抗性，但對活體寄生型則無，這可能與水楊酸 (salicylic acid, SA) 抗病機制有關 (Thomma et al., 2001)。水楊酸、茉莉酸 (jasmonic acid, JA) 及乙烯，亦使植物對綜合寄生型的病原菌具有抵禦性的能力 (Devadas et al., 2002; O’Donnell et al., 2003a; O’Donnell et al., 2003b)。 三、乙烯與誘導系統抗性之關聯 誘導系統抗性 (induced systemic resistance, ISR) 是指生長於植物根部的非致病性根群菌，誘發植物產生的整株系統性的抗性。而茉莉酸和乙烯則為誘發ISR產生的關鍵訊息因子。利用乙烯鈍感阿拉伯芥突變株，感染Pseudomonas syringae pv. Tomato (Pst) 根群菌，可發現植株沒有ISR作用的表現。這些結果指出，對於植物而言，面對根群性細菌所誘發的ISR反應，植物乙烯訊息傳導作用是必需的 (Knoester et al., 1999)。此外也觀察到，將植物接種Pst根群菌，會加速且擴大茉莉酸的作用與乙烯相關基因的表現 (Verhagen et al., 2004)。 四、乙烯與系統獲得抗性之關聯 系統獲得抗性 (systemic acquired resistance, SAR) 是指植物被死體寄生型病原菌感染或者局部組織經誘導物處理，導致植株未感染部位產生出的抗性。水楊酸為誘發SAR產生的關鍵訊息因子之一。水楊酸在植物受到病原菌感染後，會產生過敏性反應 (hypersensitive reaction, HR)，以限制病原菌擴展，以促進植物細胞死亡和誘導產生系統性抗病。利用嫁接法針對未轉殖與乙烯鈍感轉殖株進行試驗，結果指出，在過敏性反應過程中，乙烯大量生成並導致區域性的PR (pathogenesis-related) 蛋白被誘導表現，並使植物產生系統性的SAR反應 (Verberne et al., 2003; Vernooij et al., 1994)。 五、結論 對於死體寄生型與綜合寄生型病原菌的感染，乙烯在植物中具有防禦性的誘導能力。而對植物誘發的ISR反應來說，植物乙烯訊息的傳導能力是必需的，並且也觀察到跟茉莉酸及乙烯作用的相關基因表現量增加。另外，在SAR反應中，可觀察乙烯與區域性的抗病表達具有關聯性。 參考文獻 Devadas, S. K., A. Enyedi, and R. Raina. 2002. The Arabidopsis hrl1 mutation reveals novel overlapping roles for salicylic acid, jasmonic acid and ethylene signalling in cell death and defence against pathogens. Plant J. 30: 467–480. Knoester, M., C. M. M. Pieterse, F. B. John, and L. C. Van Loon. 1999. Systemic resistance in Arabidopsis induced by rhizobacteria requires ethylene-dependent signaling at the site of application. Mol. Plant–Microbe Interact. 12: 720–727. O’Donnell, P. J., E. A. Schmelz, P. Moussatche, S. T. Lund, J. B. Jones, and H. J. Klee. 2003a. Susceptible to intolerance – a range of hormonal actions in a susceptible Arabidopsis pathogen response. Plant J. 33: 245–257. O’Donnell, P. J., E. Schmelz, A. Block, O. Miersch, C. Wasternack, J. B. Jones, and H. J. Klee. 2003b. Multiple hormones act sequentially to mediate a susceptible tomato pathogen defense response. Plant Physiol. 133: 1181–1189. Thomma, B. P. H. J., I. A. Penninckx, W. F. Broekaert, and B. P. A. Cammue. 2001. The complexity of disease signaling in Arabidopsis. Curr. Opin. Immunol. 13: 63–68. Van Loon, L. C., B. P. J. Geraats, and H. J. M. Linthorst. 2006. Ethylene as a modulator of disease resistance in plants. Trends Plant Sci. 11: 184-191. Verhagen, B. W. M., J. Glazebrook, T. Zhu, H. S. Chang, L. C. Van Loon, and C. M. J. Pieterse. 2004. The transcriptome of rhizobacteria-induced systemic resistance in Arabidopsis. Mol. Plant–Microbe Interact. 17: 895–908. Verberne, M. C., J. Hoekstra, J. F. Bol, and H. J. Linthorst. 2003. Signaling of systemic acquired resistance in tobacco depends on ethylene perception. Plant J. 35: 27–32. Vernooij, B., L. Friedrich, A. Morse, R. Reist, R. Kolditz-Jawhar, E. Ward, S. Uknes, H. Kessmann and J. Ryals. 1994. Salicylic acid is not the translocated signal responsible for inducing systemic acquired resistance but is required in signal transduction. Plant Cell 6: 959–965.

省份：上海市 
电话：021-59908200
邮编：201808
地址：上海市嘉定区徐行镇澄浏路８７５号
碳青霉烯用辛酸铑

王永建手机：18267677888                  邮箱：784576242@qq.com微信：18267677888地址：上海市闵行区沪闵路7886上海花园二期94号—2A
生产型企业