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一、概述
乙烯的生物合成途径已经确定，是以甲硫氨酸为合成前体，经s-腺苷甲硫氨酸(SAM)、氨基环丙烷羧酸(ACC)而合成乙烯的。整个合成过程顺序由SAM合成酶、ACC合成酶和ACC氧化酶催化。SAM 合成酶基因属于管家基因，其mRNA水平与乙烯生物合成水平没有明显关系，原因在于SAM 只有部分用于合成ACC产生乙烯,SAM主要还是用于其他生物反应，如作为甲基供体参加甲基化反应，用于多胺生物合成等，SAM酶在乙烯生物合成中并不重要。而ACC合成酶和ACC氧化酶才是乙烯生物合成的关键酶,ACC合成酶催化的反应是乙烯合成的限速步骤,ACC氧化酶则是乙烯形成酶(EFE)。
二、服务指标
| 序号 | 指标 | CAS号 | 检测方法 | 样品要求 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1-氨基-环丙烷羧酸（ACC） | 22059-21-8 | 基于液质联用检测方法 外标法 |
植物鲜样/种子 |
| 2 | 1-氨基-环丙烷羧酸合酶（ACC合成酶） | / | 基于液质联用检测方法 外标法 |
植物鲜样/种子 |
| 3 | 乙烯 | / | 气相色谱法 | 气体样品 |
三、乙烯的形成机制
当植物受到如水分、温度、机械损伤等胁迫作用时诱导植物产生乙烯。乙烯(Ethylene，ET)合成分为两步：蛋氨酸(Methionine，Met)先在ATP参与下形成S-腺苷蛋氨酸(S-adenosyl methionine，SAM)，1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase，ACS)催化S-腺苷蛋氨酸转化为1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC)，这一步是乙烯合成的关键步骤，也是乙烯合成的限速步骤。其次，ACC氧化酶(ACC oxidase，ACO)催化ACC，生成乙烯(Ethylene)。
乙烯的形成
四、生理作用
乙烯是重要的植物内源激素，参与果实成熟、植物与微生物互作、抗病、感病及逆境反应，并与其他激素共同作用影响植物的生长发育。植物幼苗在乙烯含量偏高的环境下生长时，会发生茎伸长生长受抑制、侧向生长、上胚轴水平生长的现象（可简单描述为“短、粗、横向生长”），该现象被称为乙烯的“三重反应”。在打破种子休眠、抑制或诱导植物开花、果实成熟、棉铃开裂、水稻的灌浆与成熟等方面，乙烯都发挥着重要的作用。对植物而言，催熟是乙烯产生的最显著的效应，因此它也被称为催熟激素。
五、乙烯对植物物质代谢调控作用的研究进展
1、乙烯对植物氨基酸代谢调控作用的研究进展
植物通过氮素代谢合成氨基酸，氨基酸代谢具有重大意义，不仅因为氨基酸在合成蛋白质中至关重要，还因为氨基酸是参与调控植物生长和响应胁迫的代谢物的前体，是合成其他代谢物的重要前体物质，植物遭受非生物胁迫可以通过调节氨基酸代谢产生抗性，如干旱导致脯氨酸含量增加，提高植株耐旱性。
乙烯在氨基酸代谢途径中的作用
2、乙烯对植物脂肪酸代谢调控作用的研究进展
脂肪酸合成由乙酰辅酶A羧化酶催化形成，脂肪酸可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，脂肪酸是细胞膜组成成分，因此脂肪酸含量及比例是衡量植物抗寒性高低的重要指标。脂肪酸是香气物质前体之一，不饱和脂肪酸在脂氧合酶的催化作用下，可分解为小分子的醛、酮，大部分分解成直链香气物质。研究表明乙烯可以通过提高脂肪酸代谢途径相关酶活性，使脂肪酸代谢途径产生的香气含量变多。
乙烯在脂肪酸代谢途径中的作用
3、乙烯对植物酚类调控作用的研究进展
酚类物质主要由莽草酸途径代谢而来，苯丙氨酸裂解酶(Phenylalanine ammonia-lyase，PAL)、 查尔酮合成酶(Chalconesynthas，CHS)及花青素合成酶(Anthocyanidin synthase，ANS)是酚类物质代谢的关键酶，催化合成类黄酮、单宁及花青素等重要的酚类化合物。
4、乙烯对植物糖类调控作用的研究进展
乙烯对糖类物质代谢具有调节作用，不仅在呼吸跃变型果实中证明乙烯可以增加可溶性糖的含量使果实达到可食用状态，在非呼吸跃变果实中也得到同样的结论。果实硬度对果实的甜度和酸度及食用品质至关重要，乙烯释放量随果实成熟而上升，细胞壁结构在乙烯作用下发生变化，果实变软，甜味变高，酸味、涩味逐渐消失。
5、乙烯对植物生物碱调控作用研究进展
Cho研究小组将乙烯利加入咖啡和唐松草悬浮培养物中，发现乙烯利促进了生物碱的产生。处理咖啡细胞除比对照细胞多产生85%的生物碱外，还产生了一种对照细胞没有的未知生物碱。Rutgers大学的科学家，证实乙烯利在咖啡和唐松草系统中促进次生代谢产物合成能力有大不相同的生化途径，他们指出乙烯可能对提高各种细胞悬浮培养系统中次生代谢产物产量很有价值。Sui等研究表明乙烯在烟草生物碱积累中发挥积极作用，乙烯反应因子NtERF91可以激活尼古丁合成基因表达并调控生物碱代谢，尤其是新烟草碱。
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