甘蔗苗期生化性状与糖分及产量的关系

选取8个甘蔗基因型研究苗期一些生化性状与蔗汁糖分和蔗茎产量的关系。结果表明，高产高糖基因型苗期初期叶片蔗糖含量和总糖含量较高，硝酸还原配活性在苗期初期至中期的增幅较大；高糖基因型中性转化酶活性在苗期较高，而高产基因型则表现较低。相关分析和通径分析表明，叶片蔗糖含量对蔗茎产量和蔗汁糖分均为正相关和正向贡献；硝酸还原酶和中性转化酶活性都对蔗茎产量和蔗汁糖分表现为不同方向的相关或贡献。根据以上结果，认为苗期的叶片蔗糖含量可作为高产高糖性状间接选择的较可靠指标；而以硝酸还原配或中性转化酶活性作为间接选择指标时，其取值范围还带进一步研究。     

甘蔗SPS基因家族成员表达与糖分积累关系解析

以甘蔗高糖品种福农95-1702和低糖品种ROC-5为材料,分析SPS I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ在高、低糖这两个品种的幼叶、第三功能叶和不同蔗茎的表达,测定甘蔗糖分积累早期、中期和后期的糖分含量。结果显示,在功能叶和茎第二节中,三个阶段SPS家族成员在高糖品种的含量整体趋势高于低糖品种,结合蔗糖积累特点分析表明其可能在蔗糖合成中扮演着重要的角色。与正三叶相反,在幼叶中,三个阶段SPS家族成员在高糖品种的表达量整体趋势低于低糖品种,表明其可能与嫩叶的生长等其他生理性状相关,在成熟茎中,随着蔗糖积累时间的增加,高糖品种中的优势表达基因减少,而低糖品种中的优势表达基因增加,这可能与低糖品种中、后期大量积累蔗糖相关。     

密度对饲用玉米蔗糖合成和积累的影响

以4个饲用玉米品种为材料,研究玉米生长发育过程中密度对蔗糖合成和积累的影响,探讨蔗糖合成酶(SS)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)与蔗糖间的相关性,明确蔗糖合成机理。研究结果表明,拔节期至成熟期蔗糖含量随密度的增加而降低,孕穗期至灌浆期SS活性随密度的增大而减小,SPS活性在孕穗期至灌浆期随密度的增大而减小;子粒蔗糖含量因密度和品种而异,SS活性随着密度的增大而减小,子粒SPS活性在整个灌浆过程呈逐渐降低趋势,在吐丝42 d以前酶活性均随密度的增加而降低;功能叶片SPS活性、SS活性与蔗糖含量间在孕穗期至成熟期呈极显著正相关,子粒SPS活性与蔗糖含量在吐丝7～42 d呈极显著正相关,子粒SS活性与蔗糖含量在吐丝后(除吐丝42 d呈显著正相关外)呈极显著正相关。     

甘蔗采后冷藏过程中品质及生理变化

甘蔗采后于２℃贮藏，随着贮期延长，蔗茎的呼吸强度呈上升趋势但没有高峰出现。蔗汁中蔗糖和可溶性总糖含量呈下降趋势，还原糖和酒精含量出现不同程度的增加。在贮藏前期，蔗汁中／中性蔗糖转化酶活性呈增加趋势，其中以酸性转化酶活性增加较为显著。甘蔗采后蔗糖含量下降是转化酶和呼吸作用的共同结果。     

菠萝果实发育过程中糖积累与其代谢酶的关系

以菠萝[Ananas comosus(L.)Merr.]"巴厘"和"台农11号"两个品种为试验材料,测定不同发育时期果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖代谢相关酶--酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,并对果实中糖积累与酶活性的关系进行分析.结果表明:2个品种果实中糖积累动态十分相似,即果实发育前期,糖积累缓慢;进入成熟期,蔗糖迅速积累,而己糖"巴厘"果实中前期变化较少,后期稍有积累,"台农11号"果实中前期稍有积累,后期基本不变.2个品种果实中蔗糖含量与SS和SPS活性相关系数分别达到正的显著或极显著水平,NI活性与2个品种果实中蔗糖含量呈极显著负相关,蔗糖含量与AJ的活性相关性品种间差异明显.     

不同施氮量对幼龄胡椒叶片碳代谢的影响

为探讨氮素营养对胡椒叶片碳代谢过程中碳水化合物累积及相关蔗糖酶活性的影响,以胡椒‘热引1号’插条苗为试验材料,采用盆栽试验的方法,研究施氮量0、1、2、3、4 g/盆共5个处理对胡椒叶片酸性转化酶(AI)活性、蔗糖合成酶(SS)活性、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、可溶性糖、淀粉及氮含量的影响。结果表明,适量施氮肥可以增加胡椒叶片AI、SS和SPS活性,增加可溶性糖和氮含量,施氮不足或过量均会引起胡椒叶片AI、SS和SPS活性降低。胡椒叶片可溶性糖含量与抽花穗时间及花穗数量均呈显著正相关,淀粉含量与抽花穗时间和花穗量呈显著负相关。因此,在胡椒开花期,可通过施肥等栽培措施增加叶片中可溶性糖含量,进而促进开花。     

施氮对冬小麦旗叶蔗糖含量及籽粒淀粉合成的影响

为给小麦高产优质栽培提供依据,在高产田块上,设置三个氮肥用量(90、180、270 kg N·ha-1),研究了施氮对两个冬小麦品种豫麦49和太空6号开花后旗叶蔗糖、籽粒淀粉合成动态及产量的影响.结果表明,施氮对两品种旗叶蔗糖含量及SPS酶活性、籽粒蔗糖含量及SS酶活性、籽粒淀粉积累速率及产量均有显著影响,但影响特点因品种而异.豫麦49在施氮量90～270 kg·ha-1范围内,随施氮量的增加,旗叶和籽粒的蔗糖含量、SPS和SS活性以及籽粒淀粉积累速率均呈增加趋势.太空6号在施氮90～180 kg·ha-1范围内,上述指标在灌浆中后期与施氮量呈正相关;当氮肥用量增加至270 kg·ha-1时,各项指标均下降.相关分析表明,两供试冬小麦品种籽粒蔗糖含量与旗叶蔗糖含量分别呈极显著和显著正相关(豫麦49 r=0.703**,太空6号r=0.530*);豫麦49籽粒淀粉积累速率与其籽粒蔗糖含量和SS活性之间呈显著和极显著正相关(r=0.578*,r=0.701**),太空6号籽粒淀粉积累速率仅与籽粒SS之间呈显著的正相关(r=0.625*),而与籽粒蔗糖含量之间相关性不显著(r=0.121).施氮量270 kg·ha-1时,豫麦49产量最高;太空6号需氮量相对较低,产量达最大值时的施氮量为180 kg·ha-1.     

木薯内源ABA含量与块根淀粉积累关系研究

以淀粉含量不同的木薯品种‘辐选01’和‘华南124’为材料,通过测定木薯内源脱落酸(ABA)含量、淀粉积累过程中的关键酶活性以及淀粉积累量,探讨ABA含量与块根淀粉积累的关系。结果表明:不同淀粉含量的木薯品种其内源ABA含量存在差异,尤其在生育后期表现尤为明显;淀粉含量高的品种叶片、茎秆和块根的ABA含量、块根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPpase)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)及淀粉分支酶(SBE)的活性高于淀粉含量低的品种;结果表明,叶片ABA含量与块根的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)及淀粉分支酶(SBE)活性呈极显著正相关,与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性呈显著正相关。茎秆ABA与腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPpase)呈显著正相关,与可溶性淀粉合成酶(SSS)以及淀粉分支酶(SBE)的活性呈极显著正相关;块根ABA含量与块根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPpase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性呈极显著正相关,与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性呈现正相关,与块根淀粉分支酶(SBE)活性呈极显著负相关。茎叶、块根ABA含量与块根淀粉积累均呈现极显著正相关。可见,木薯内源ABA在块根淀粉积累中有重要调节作用。本研究为高产、高淀粉木薯品种的选育与栽培提供理论支持和实践指导。      

桂糖47号和桂糖31号对机械收获的生理适应性差异

当前甘蔗机械收获不能大面积推广的难点和痛点是机械碾压对甘蔗生长造成的负面影响。为了探明机械收获对桂糖47号（GT47）和桂糖31号（GT31）苗期主要农艺性状和重要生理指标的影响，为甘蔗机械收获的生理适应性评价和适宜机械收获品种选育提供理论参考。试验采用随机区组设计，设机械收获和人工收获2种处理，对比分析不同处理的发株率、分蘖率、叶片主要成分、根系活力及相关酶类的差异。结果表明，机械收获对GT31的发株率和分蘖率影响较大，对GT47发株率的影响不明显；2个甘蔗品种人工收获时的含氮量差异极显著，2种收获方式对GT47的含氮量影响不明显；人工收获时，GT47和GT31的全磷含量差异极显著，而机械收获时，2个品种的全磷含量无显著差异。钾含量受不同收获方式和不同甘蔗品种的影响都较大，无论是机械收获还是人工收获，GT47和GT31的全钾含量之间均存在极显著差异；不同收获方式下，不同甘蔗品种的根系活力差异较大，机械收获时，GT47和GT31的根系活力分别为0.53 mg/(g·h)和0.82 mg/(g·h)，差异达到极显著水平，而人工收获时，2个品种的根系活力无明显差异；机械收获后，GT31根系...     

20个甘蔗品种（系）的抗旱性比较

干旱是限制我国甘蔗产量提高的主要原因。采用桶栽和人工控水的方法,对云南省甘蔗主产区临沧市选取的20个甘蔗品种（系）进行抗旱性分析,通过测定苗期和分蘖期的8个抗逆生理指标,以及分蘖率、成活率和株高3个生长指标,采用模糊隶属函数、主成分分析和系统聚类分析方法对各甘蔗品种（系）的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫后,甘蔗叶片相对含水量、叶绿素含量、甘蔗分蘖率、株高和成活率呈下降趋势,而甘蔗叶片丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量、质膜透性、SOD和POD酶活性则呈上升趋势。通过模糊隶属函数、主成分分析和系统聚类分析可将20份甘蔗品种（系）材料分为3类,其中7个为抗旱品种（系）,6个为中等抗旱品种（系）,7个为不抗旱品种（系）;根据抗旱综合值,7个抗旱品种（系）的抗旱能力排名为：‘桂糖06-2081’>‘柳城05-136’>‘福农38’>‘柳城03-1137’>‘德蔗03-83’>‘云蔗05-49’>‘福农40’。相关分析表明,与甘蔗抗旱性呈显著正相关的指标分别为成活率、株高和叶片相对含水量,呈显著负相关的指标分别为质膜透性、脯氨酸和可溶性糖含量。     

不同气孔密度水稻剑叶光合特性及蔗糖代谢研究

以叶片不同气孔密度(高、中和低气孔密度)水稻品系为试验材料,在齐穗期研究水稻剑叶光合特性、糖分含量和蔗糖代谢酶活性。结果表明,水稻叶片中蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶活性与气孔密度呈极显著正相关;蔗糖合成酶活性与气孔密度呈显著正相关。高气孔密度水稻叶片Rubisco活性、净光合速率、蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性显著高于低气孔密度水稻;不同叶片气孔密度与中性转化酶呈显著负相关。研究认为,气孔密度增加提高了水稻叶片光合效率,促进了蔗糖积累及蔗糖代谢酶活性提高,有利于更多光合产物——蔗糖向籽粒转运。     

甘蔗蔗糖转运蛋白ShSUT4基因克隆及表达分析

采用RACE技术从甘蔗体内克隆出一个新型蔗糖转运蛋白基因,命名为ShSUT4（GenBank登录号为GQ485583.1）,预测其编码501个氨基酸,存在GPH（蔗糖/H+共转运体）超家族保守结构域,具有12跨膜结构。初步研究结果表明,ShSUT4在甘蔗根茎叶中均有表达;且在9个不同甘蔗品种成熟茎中表达量存在差异,在其中8个品种中ShSUT4表达量的高低与所测茎节中锤度高低呈正相关性,推测ShSUT4可能参与调控甘蔗体内蔗糖的积累。     

灌浆结实期高温对水稻籽粒蔗糖及降解酶活性的影响

选用水稻品种越光和笹锦为材料,在开花后设置自然温度和高温两种处理,研究了不同温度处理下籽粒蔗糖、果糖和葡萄糖含量的动态变化以及蔗糖合酶、液泡型转化酶和细胞壁结合型转化酶活性的差异。高温处理下,蔗糖合酶活性值大于转化酶活性值,且与淀粉积累速率呈显著正相关,表明蔗糖合酶在蔗糖的分解和淀粉的合成过程中起着重要作用;高温下两品种籽粒的蔗糖含量明显增加,但分解的葡萄糖和果糖含量并未相应增加,表明高温有利于籽粒中蔗糖的积累,而不利于籽粒中蔗糖的分解。高温下蔗糖合酶、液泡型转化酶和细胞壁结合型转化酶活性明显下降,表明蔗糖分解速率的下降与蔗糖合酶和转化酶活性下降有关。     

后期灌溉对宿根蔗蔗糖分积累的影响

在广西干旱条件下对两个甘蔗品种的宿根蔗,于生长后期分别进行灌溉和不灌溉（对照）处理。结果表明灌溉处理的甘蔗蔗糖分明显高于对照。对甘蔗叶片的生理生化分析结果表明,与对照相比,灌溉处理的过氧化物酶、ＮＡＤＰ－苹果酸酶、ＡＴＰ酶、酸性转化酶活性及水生蛋白质和蔗糖含量均有所提高,还原糖含量降低。对干旱相对较敏感的桂糖１１号,叶片的呼吸强度和叶绿素含量也以灌溉处理的较高。     

Effect of High Temperature on Sucrose Content and Sucrose Cleaving Enzyme Activity in Rice Grain During the Filling Stage

Global warming is due to continuous increase in greenhouse effect caused by human productive activities. Much attention has been paid to the influence brought by the increase of temperature on crop growth. Many researches in China and other countries are …     

粤西1号芒果成熟阶段的蔗糖代谢

以粤西1号为试材研究了芒果果实成熟阶段淀粉、葡萄糖、果糖和蔗糖的含量以及蔗糖代谢相关酶-酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性变化.结果表明:采收前淀粉含量逐渐减少,采收后快速减少;葡萄糖含量采收后呈先增后减的趋势,果糖含量采收前缓慢增加,采收后开始迅速增加,蔗糖变化与果糖变化趋势一致,完熟时含量最多的糖为蔗糖(62.55 mg,g),果糖次之(44.45 mg/g),葡萄糖最少(2.87mg/g).AI、NI、SS、SPS在采收前活性差别不大,在后熟阶段,AI、SS、SPS活性显著增加,且SPS活性达到最高值.粤西1号糖代谢以积累蔗糖为主,2种酶SPS和SS起关键作用.     

Transformation of Sucrose to Starch and Protein in Rice Leaves and Grains under Two Establishment Methods

Six rice varieties, PR120, PR116, Feng Ai Zan, PR115, PAU201 and Punjab Mehak 1 were raised under aerobic and transplanting conditions to assess the effects of planting conditions on sucrose metabolising enzymes in relation to the transformation of free sugars to starch and protein in flag leaves and grains. Activities of sucrose synthase, sucrose phosphate synthase and acid invertase increased till flowering stage in leaves and mid-milky stage(14 d after flowering) in grains and thereafter declined in concomitant with the contents of reducing sugar. Under aerobic conditions, the activities of acid invertase and sucrose synthase(cleavage) significantly decreased in conjunction with the decrease in non-reducing sugars and starch content in all the varieties. Disruption of starch biosynthesis under the influence of aerobic conditions in both leaves and grains and the higher build up of sugars possibly resulted in their favoured utilization in nitrogen metabolism. Feng Ai Zan, PR115 and PR120 maintained higher levels of sucrose synthase enzymes in grains and leaves and contents of metabolites(amino acid, protein and non-reducing sugar) under aerobic conditions, while PR116, Punjab Mehak 1 and PAU201 performed better under transplanting conditions, thus showing their adaptation to environmental stress. Yield gap between aerobic and transplanting rice is attributed primarily to the difference in sink activity and strength. Overall, it appear that up-regulation of sucrose synthase(synthesis) and sucrose phosphate synthase under aerobic conditions might be responsible in enhancing growth and productivity of rice varieties.     

Evaluation of performance of sorghum varieties grown in Tokyo for sugar accumulation and its correlation with vacuolar invertase genes SbInv1 and SbInv2

ABSTRACT

The sugar-accumulating potential of global and local sweet and grain sorghum varieties were tested under the local conditions. The basis for this study was the dependency of sugar accumulation on temperature and photoperiod. Thus, the efficacy of cultivars as a bioenergy source would need to be determined based on their performance under the local environmental conditions. A strong correlation of sucrose content with brix was observed, enabling large-scale screening of varieties for high sucrose content. The morphological characteristics inherent in sweet sorghum, such as tall stems, greater number of leaves and a longer vegetative period, were found to correlate with the total stem sugar content. Assessment of sugars along the stem revealed maximum sugar accumulation in the upper intermediate to upper internodes in most of the varieties tested. The maximum theoretical ethanol yield (MTEY), a function of brix and juice yield, was determined as a better indicator of testing the performance of a variety as a potential source of bioethanol, mainly due to a negative correlation of stem juiciness and sucrose content in the varieties tested. Further, the relative expression of vacuolar invertase genes, SbINV1 and SbINV2, was studied, and a strong negative correlation of SbINV2 to stem sucrose content was observed. This reveals a possibility of involvement of vacuolar invertase gene, SbINV2, in sugar accumulation in sweet sorghum stems, and as a key candidate for molecular breeding studies for higher stem sugar content.