镧对UV - B辐射胁迫下大豆 幼苗活性氧代谢的动态效应

采用水培法研究了La对紫外辐射(UV - B, 280～320nm)胁迫下大豆幼苗活性氧代谢的动态影响。实验 结果表明,UV - B辐射( T1 /15μW / cm2 和T2 /45μW / cm2 )胁迫下,大豆幼苗质膜透性、丙二醛(MDA) 、过氧化氢 (H2O2 )和脯氨酸含量先升(胁迫期)后降(恢复段) ,过氧化氢酶(CAT)活性先增(1～5d)后减(6～11d) , T1 组过氧 化物酶( POD)活性在胁迫期逐渐升高,恢复期维持一较高水平后陡降,而T2 组POD活性一直升高至第9d,尔后略 有下降。La介入,使大豆质膜透性、MDA、H2O2 与脯氨酸光致修复各时段变幅降低, La + T1 及La + T2 组CAT和 POD酶活性显著高于各自的UV - B组( P < 0. 05) 。表明La对CAT、POD等抗氧化酶的调控作用,减轻了UV - B 辐射对其功能的损伤,提高了清除活性氧的运行效率,降低了MDA浓度和脯氨酸含量,维持了质膜正常透性,且对 低剂量( T1 )的防护效果优于高剂量( T2 ) ,进而在防御系统层面实现了La对UV - B辐射伤害大豆幼苗的防护效 应。     

La对UV - B辐射下大豆幼苗 NRA和可溶性蛋白的影响

在温室模拟增强紫外辐射UV - B (280～320nm)环境下,研究镧(La)对UV - B胁迫下大豆幼苗叶片硝 酸还原酶活性(Nitrate reductase activity,NRA) 、可溶性蛋白、淀粉和可溶性糖含量的影响。结果显示,高低两个紫 外强度剂量下,叶片NRA较对照组都有显著下降,处理5d后降幅分别达到40. 9%和42. 0%;而经过适宜浓度 LaCl3 (20mg/L)预处理后,降幅较UV - B单独处理组均有明显升高,分别为39. 2%和38. 9%。蛋白质、淀粉和可溶 性糖含量变化与NRA相似,但是紫外辐射处理组蛋白含量变化较对照组呈现先升高后下降趋势。结果表明适宜 浓度的La3 +能够促进NRA以及UV - B胁迫下NRA活性的提高,缓解UV - B胁迫对植物的伤害。     

UV B辐射增强对小麦叶片蛋白质含量的影响

为了解UVB辐射增强对小麦叶片蛋白质的影响,采用双向电泳技术分析了UVB辐射增强处理后小麦叶片蛋白质的变化。结果表明,UVB辐射增强处理小麦幼苗6 d后,叶片总蛋白含量与对照差异极显著（P＜0.01）。经过双向电泳分析,UVB辐射增强处理与对照相比,差异在2倍以上的点有21个。其中上调表达的蛋白点有6个,下调表达的蛋白点有12个,新出现的蛋白点有3个。说明UVB辐射增强对蛋白总量及其表达均产生影响。     

大气CO2浓度倍增及UV B辐射对冬小麦幼苗生长发育及抗氧化特性的影响

为给未来气候环境下小麦育种和栽培提供依据,以鲁麦14为材料,在人工模拟条件下研究了大气CO₂浓度倍增和UVB辐射对冬小麦幼苗生长发育和抗氧化特性的影响。结果显示,大气CO₂浓度倍增可增加冬小麦株高、比叶重、地上部干重和分蘖数,显著提高抗氧化酶活性和类黄酮含量,降低了细胞膜透性;而高剂量的UVB处理效应与此相反。在高CO₂浓度和UVB复合处理下,CO₂倍增通过提高抗氧化酶活性,增加类黄酮含量,修复膜过氧化损害,明显减缓由高剂量UVB辐射对冬小麦的不利影响,有利于小麦幼苗生长发育。说明高浓度CO₂可以缓解UVB辐射对冬小麦幼苗生长产生的负效应。     

不同光照条件下大豆体内异黄酮的含量与分布

用ＨＰＬＣ检测了不同光照处理大豆组织中异黄酮的含量。结果显示：幼苗子叶异黄酮含量大大高于叶片和根中的含量;光照处理后,子叶中异黄酮的含量降低,而叶片和根中的异黄酮含量上升;异黄酮含量较低的品种,幼苗光照后子叶中异黄酮含量上升较多。幼苗子叶中的异黄酮以大豆甙和染料木甙及其丙二酰衍生物为主,叶片中主要含有染料木甙及其丙二酰衍生物,根中异黄酮组分以丙二酰大豆甙为主;异黄酮组分因品种不同显示出一定差异。     

应用BPAT研究UV-B诱导下大豆愈伤异黄酮含量的变化

通过应用生物光子分析技术,用UV-B辐射诱发大豆愈伤组织中异黄酮的产生来研究紫外辐射在工业化大规模生产大豆异黄酮中的应用价值.结果发现,经50μW·cm-2UV-B辐射诱导16 h后,随着诱导时间的延长,大豆愈伤组织延迟发光初始强度Io按双曲线规律减小,而自发发光强度IBPE则按双曲线规律增加,大豆异黄酮含量增长明显.经数学分析,大豆异黄酮含量的变化与延迟发光初始发光强度Io的变化之间呈现指数递减,而与自发发光IBPE呈现指数递增关系.大豆异黄酮含量的增加可以用延迟发光初始发光强度Io的降低或自发发光强度IBPE的升高来量度.试验结果表明:随着处理时间的延长,UV-B辐射对大豆异黄酮含量的增加具有良好的诱导作用.     

大豆PAL2-3基因的克隆及转化研究

大豆异黄酮是苯丙氨酸代谢途径中合成的一类次级代谢产物,在苯丙氨酸代谢途径中,苯丙氨酸解氨酶(PAL)是关键酶和限速酶。本课题组前期研究发现PAL基因的相对表达量与大豆异黄酮含量具有明显的协同增减趋势,并且在PAL基因家族成员时空表达模式分析中发现,PAL2-3(XM_003542493)是PAL基因家族中相对表达量较高的主要表达成员之一。本试验首先通过克隆大豆中PAL2-3基因;然后构建pCAMBIA3301-GmPAL2-3植物过表达载体,将构建好的pCAMBIA3301-GmPAL2-3表达载体重组质粒转化到根癌农杆菌EHA105中;采用农杆菌介导的大豆子叶节转化体系获得转化植株,并对T1代转化植株进行PPT检测,外源标记基因Bar检测以及荧光定量PCR检测,对转基因阳性植株进行大豆籽粒异黄酮含量的测定。结果表明T_1代转基因植株中PAL2-3基因的表达量是对照的5.11~11.24倍,总异黄酮含量最高的(2 587.63μg·g~(-1))是对照(1 616.90μg·g~(-1))的1.6倍。因此在大豆中过量表达PAL2-3基因可以提高大豆籽粒中异黄酮含量。     

紫外辐射对大豆异黄酮含量变化的影响

研究了UV-B强度增加对大豆异黄酮含量变化的影响,建立高效液相色谱检测方法用于大豆异黄酮的检测.大豆植株经不同辐照度UV-B辐射后,收获成熟籽粒,超声波振荡法提取大豆异黄酮,采用BDS Hypersil C18柱,以含甲醇:0.4%磷酸(30:70,v/v)洗脱,DAD254 nm检测,内标法定量.结果显示大豆在180 mw·m-2UV-B处理后出现了不同程度的伤害,大豆异黄酮含量明显降低,其中Daidzin、Glycitin、Genistin和Daidzein含量分别比对照降低4.5%、8.6%、1.1%和11.4%,且具有较好的相关性.     

水分胁迫下外源褪黑素对大豆苗期抗氧化特性和产量的影响

为探究大豆苗期干旱外源褪黑素对其抗氧化性和产量的影响,以干旱敏感型大豆品种绥农26为试验材料,分析水分胁迫下叶面喷施和根施褪黑素对大豆叶片和根系抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性和丙二醛(MDA)含量以及产量的影响。结果表明:与水分胁迫(CK)相比,施用褪黑素显著提高大豆叶片抗氧化酶活性,处理后第4天,叶面喷施和根施处理与CK相比,SOD活性在V5期分别提高6.3%和19.5%,POD、CAT活性在V1期分别提高7.5%、12.7%和5.6%、9.9%(P<0.05),MDA含量在V3期分别降低了9.4%、10.3%(P<0.05);处理后第7天,叶面喷施褪黑素与对照相比,在V1期SOD、POD、CAT活性分别提高了6.3%、9.5%、4.9%(P<0.05),而根施褪黑素处理较对照分别提高了6.9%、20.9%、11.1%(P<0.05),MDA含量叶面喷施和根施褪黑素处理与CK相比分别降低了6.9%、10.3%(P<0.05);V1、V3和V5期叶面喷施褪黑素处理的产量与CK相比分别提高了31.6%、29.8%、12.6%(P<0.05),而根施褪黑素处理的产量较对照分别提高了43.3%、31.8%、24.9%(P<0.05)。结果表明:外源褪黑素通过降低MDA含量,提高抗氧化酶活性、维持细胞水分平衡、提高大豆的抗旱能力,最终提高其产量,而且根施褪黑素效果要显著优于叶施。     

不同生育时期大豆异黄酮合成相关酶基因表达的分析

通过Real-time PCR分析了不同生育时期7个大豆异黄酮合成相关酶基因(PAL,C4H,4CL,CHS,CHI,IFS和F3H)的相对表达情况.并利用高效液相色谱法测定了籽粒发育过程中豆荚(含籽粒)中异黄酮及其组分的含量,同时利用SAS8.2分析了F5∶11重组自交系群体(RILs)豆荚中异黄酮含量与部分基因相对表达量间的相关性.结果表明:从营养生长进入生殖生长阶段,部分基因(PAL,CHI,IFS和F3H)的相对表达量普遍有显著提高;PAL,C4H,CHS和IFS基因在叶片中的相对表达量高峰出现在R1期,大部分基因在2个品种豆荚中相对表达量差异显著的时期为R6期.在R6期,豆荚中PAL基因的相对表达量与染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关.CHS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)、染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关,但是与黄豆黄素(GC)呈显著负相关,IFS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)含量呈显著正相关;F3H基因的相对表达量与所有异黄酮成分均呈显著负相关.研究明确了相应基因的表达情况,对于理解异黄酮含量变异的遗传机制具有重要意义.     

转EPSPS基因大豆植株中蛋白的表达

采用ELISA定量测定法研究了转EPSPs基因大豆不同生长时期不同器官中CP4 EPSPS蛋白含量的变化.结果表明:转EPSPS基因大豆不同器官在不同牛育期CP4 EPSPS蛋白含量表现出较大的差异,R8期籽粒中的CP4EPSPS蛋白含量在所有时期和所有组织中蛋门含世最高;上位叶和下位叶中CP4 EPSPS蛋白除V3～V5期和R8期外的表达趋势一致,茎上部和茎下部中CP4 EPSPS蛋白在不同时期表达动态趋势基本一致,根中CP4 EPSPS蛋白含量存V3～V5期下降,然后逐渐升高,R1～R8期有一个大幅度的下降过程.从V1期至R8期,随着植株的不断生长,各组织中CP4 EPSPS蛋白的含量有明显的变化.     

蚜虫取食和机械损伤对大豆真叶中异黄酮的诱导作用

采用高效液相色谱法,通过测定大豆真叶异黄酮含量的变化,探讨大豆蚜虫取食和机械损伤与大豆真叶异黄酮含量之间的化学诱导关系。结果表明:蚜虫取食诱导的异黄酮合成反应速度较快,而机械损伤处理诱导的异黄酮合成反应速度相对较慢;蚜虫取食引起大豆真叶内大豆黄素和染料木素苷元含量的同时增加,而机械损伤处理提高黄豆黄素苷元含量却降低了大豆黄素苷元含量;蚜虫取食能在相当长的时间内维持异黄酮含量的增加,而机械损伤处理只能在短时间内引起异黄酮含量的变化。因此,蚜虫取食和机械损伤处理所诱导的异黄酮含量变化的规律不同,蚜虫取食和机械损伤所诱导的大豆抗性不是完全对等的。     

大豆胚芽生物活性成份的开发与研究

大豆胚芽中含有8％左右的油脂，其中不饱和脂肪酸含量较高、尤其是能形成EPA和DHA的亚麻酸含量高。其大豆异黄酮含量为1％～3％，高于大豆子叶（豆瓣）中的10倍以上，是提取制备大豆异黄酮的好原料。而且还含有20％的低聚糖。将大豆胚芽进行系统开发，可研制出四种保健食品，可创造出较高的经济效益和社会效益。     

转TaDREB3基因大豆的品质等同性分析

将抗逆基因TaDREB3转入大豆品种东农50,得到3个稳定遗传的株系,并将T4代株系种子播于大田中。对3个转TaDREB3基因株系及非转基因对照株系的种子分别进行蛋白质含量、油份含量、脂肪酸含量、异黄酮含量等品质性状的等同性分析,研究转化外源基因TaDREB3后大豆原有品质性状是否有改变。结果表明：3个转基因株系和对照植株相比,蛋白质含量、油分含量和脂肪酸含量均没有显著性差异;转基因株系1的大豆黄素虽然和对照差异显著,但是异黄酮总含量和对照没有显著性差异。说明TaDREB3基因的导入并没有改变大豆的品质性状。     

黑龙江省野生大豆高异黄酮新种质创新利用研究Ⅲ大豆种间杂交F1代异黄酮的遗传规律和杂种优势的研究

为有效的利用具有优异基因的野生大豆资源创造高异黄酮含量的大豆新种质,采用野生大豆作为亲本进行种间杂交,研究种间杂交后代异黄酮的遗传规律。结果表明：种间杂交F1代异黄酮含量介于双亲之间,且F1代异黄酮含量与双亲具有一定的相关性;从杂种优势分析得知,在杂交F1代中出现正向优势和负向优势的机率均等;在选育大豆异黄酮专用品种时,应采用双亲异黄酮含量均高,或以异黄酮含量中等且综合性状优良的栽培大豆为母本,以异黄酮含量高的野生大豆资源为父本组配杂交组合。     

调环酸钙对盐碱胁迫下大豆幼苗光合特性和保护酶活性的调节作用

探讨外源调环酸钙(EA)对复合盐碱胁迫下大豆的缓解作用,明确EA提高大豆耐盐碱能力的适宜浓度,以大豆品种合丰50和垦丰16为试验试材,分别在110mmol·L-1的复合盐碱胁迫下培养15 d取样,研究V3期叶面喷施不同浓度EA（5~200 mg·L-1）对大豆光合特性和保护酶活性的影响。结果表明：与对照相比,各浓度EA处理均能增加盐碱胁迫下两品种大豆叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量,降低Chl a/b的比值;提高大豆叶片 Pn、Gs、Tr、Ls、WUE和AMC,降低了Ci;显著提升大豆叶片SOD、POD、CAT活性,抑制了MAD含量的增加。综合分析表明,100 mg·L-1浓度处理时效果最好,表现为叶绿素指标、净光合速率和抗氧化酶活性随EA浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,在100 mg·L-1出现最大值。初步推断在盐碱胁迫下,施加的外源EA通过提高植物抗氧化酶活性和叶绿素含量、降低MDA含量来保护细胞结构的完整、阻止光合速率的下降,促进幼苗生长,从而增强大豆幼苗耐盐碱胁迫的能力,100 mg·L-1处理时效果最佳。     

不同结瘤品种与根系分隔对大豆光合特性、生物量及产量的影响

采用根系分隔盆栽试验,研究了强结瘤(NTS1007)和弱结瘤(南豆12)大豆品种在3种不同根系分隔方式(B1,B2,B3)下大豆的光合特性、农艺性状、生物量及产量的变化规律。结果表明:相对于弱结瘤处理,强结瘤品种可提高大豆的净光合速率,且在R1期达到最大值,比弱结瘤增加了13.17%。随着生育时期的推移,强结瘤品种较弱结瘤品种增加大豆生物量,增幅呈先减少后增加的趋势,从V3期30.95%减小到R1期1.27%,在R4期增长到23.36%。相对于强结瘤品种,弱结瘤品种可降低大豆株高,在V3、R1、R4期下分别降低了18.68%、40.90%、21.65%;增加大豆单株粒数、百粒重与籽粒产量,分别增加87.03%、14.88%、55.94%。不同根系分隔方式下,尼龙网分隔有利于改善大豆的农艺性状。在V3、R1、R4期,尼龙网分隔较完全分隔株高分别降低了17.05%、9.74%、5.51%;在R1、R4期下,尼龙网较不分隔处理茎粗分别增加了4.85%、9.78%。大豆净光合速率在V3、R1、R4期均为尼龙网分隔最高,在V3、R1、R4期较完全分隔高14.67%、2.82%、24.00%。大豆根与茎的生物量在V3期尼龙网分隔最高,较不分隔分别高40.00%、6.06%,在R1、R4期下完全分隔最高,较尼龙网分隔分别高16.45%、8.59%。叶与荚的生物量在V3期以完全分隔最高,较尼龙网高17.14%;在R1、R4期下均以不分隔最高,与尼龙网分隔相比分别高10.55%、11.01%。不同根系分隔方式对大豆的产量有显著影响,大豆百粒重与籽粒产量均为不分隔尼龙网分隔完全分隔,不分隔下大豆百粒重与产量较完全分隔分别高11.22%、25.45%。     

大豆异黄酮提取-测定优化体系的建立

利用超声波法提取大豆异黄酮,结合三波长紫外分光光度法测定大豆异黄酮含量,对大豆异黄酮提取方法进行优化.结果获得的最优提取条件为:料液比1:20、乙醇浓度50%、提取时间30 min,提取2次;并用三波长法测定24个大豆品种异黄酮含量,发现品种间异黄酮含量有显著差异,其中吉林32和吉林35含量最高,分别达到了0.292%...     

净作和套作条件下大豆籽粒异黄酮积累规律比较

以我国西南地区3个常用大豆品种为材料,比较净作和套作条件对大豆籽粒发育及后熟过程中异黄酮积累规律的影响。结果表明:籽粒成熟期按总异黄酮积累速率可分为初始积累期和快速积累期;受田间小气候影响,套作条件下大豆较晚进入快速积累期;田间采收时,贡选1号品种净作总异黄酮含量极显著高于套作,南豆16和贡秋豆3号净作与套作之间差异不显著。3个品种籽粒后熟期套作条件下总异黄酮的积累量均极显著高于净作,总异黄酮含量套作均显著高于净作;后熟期不同品种异黄酮各组分及总异黄酮的积累量均存在显著差异。本研究发现净套作对3个大豆品种的异黄酮积累动态及总含量均有显著影响,品种间籽粒异黄酮的积累对种植条件的反应不同。相对净作而言,后熟过程更利于套作大豆籽粒异黄酮的进一步积累。     

大豆异黄酮和皂甙对H_(22)小鼠肝癌移植瘤的生长抑制及促细胞凋亡作用

为了探讨大豆异黄酮和皂甙对H_(22)小鼠肝癌移植瘤的生长抑制及促细胞凋亡作用,建立小鼠皮下H_(22)移植瘤模型,将其分为模型组、5-氟尿嘧啶组、大豆异黄酮组和大豆皂甙组。大豆异黄酮和大豆皂甙组分别按200 mg·kg~(-1)剂量每日灌胃给药,共10次;5-Fu组按25 mg·kg~(-1)剂量隔日腹腔注射给药,共5次。实验末期处死动物,计算抑瘤率、胸腺指数和脾脏指数,苏木素-伊红(HE)染色法观察肿瘤组织病理学变化,比色法检测肿瘤组织Caspase-3和Caspase-8相对活性以及血清还原型谷胱甘肽(GSH)含量、总抗氧化活力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量。结果表明:与模型组比较,大豆异黄酮和皂甙处理均能显著降低H_(22)小鼠肝癌移植瘤组织的瘤重,提高抑瘤率,其抑癌率分别为36.3%和34.8%。同时,大豆异黄酮和皂甙均显著升高荷瘤小鼠脾脏指数,增高肿瘤组织Caspase-3和Caspase-8相对活性,降低小鼠血清MDA水平,增高血清GSH和T-AOC水平。试验说明大豆异黄酮和皂甙对H_(22)小鼠肝癌移植瘤具有明显的抑瘤作用,其作用可能与其促细胞凋亡和抗氧化作用有关。