花后不同时期高温处理下小麦籽粒的淀粉合成及相关酶基因表达

为探讨弱筋小麦籽粒淀粉合成对花后高温的响应机制,以弱筋小麦扬麦15为试验材料,研究花后不同时期35℃高温处理对籽粒淀粉积累、淀粉合成酶(AGPase、GBSS、SSS、SBE)活性以及淀粉合成酶基因(AGPase1、GBSSI、SSSIII、SBEI)表达的影响。结果表明:小麦花后不同时期经35℃高温处理后,其籽粒淀粉积累量、淀粉合成酶活性以及淀粉合成酶基因相对表达量均呈现下降趋势,各处理下降的幅度均表现为:花后5～7d>花后10～12d>花后15～17d>花后20～22d>花后25～27d,且花后5～7d高温处理下降的幅度最大。4种淀粉合成酶基因中,GBSSI和GBSS对温度最为钝感,SSSIII和SSS对温度最为敏感。     

花后阴雨对小麦籽粒淀粉合成和干物质积累的影响

针对长江中下游小麦开花期常遇连阴雨导致减产的现象,研究阴雨寡照对小麦籽粒淀粉合成和干物质积累的影响,旨在为该地区小麦抗逆稳产栽培提供理论依据。选用长江中下游小麦主栽品种‘扬麦18’(受渍迟钝型)和‘皖麦52’(受渍敏感型)为试验材料,在小麦开花后设置7 d、11 d和15 d的渍水遮阴处理,研究渍水遮阴对小麦籽粒发育过程中淀粉合成相关酶活性及淀粉、干物质积累的影响。结果表明,渍水遮阴处理后,小麦籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和结合态淀粉合成酶(GBSS)活性在灌浆前期(花后10～15d)与对照差异不显著,随着灌浆进程的推进,渍水遮阴处理与对照之间差异增大。灌浆中期(花后20 d)小麦籽粒中AGPase和SSS活性达到峰值时,渍水遮阴处理11 d、15 d的‘扬麦18’和‘皖麦52’籽粒中AGPase活性分别较对照下降1%、10%和11%、24%,SSS活性则下降5%、11%和9%、32%,且渍水遮阴处理11 d和15 d的小麦籽粒中SSS和GBSS活性在灌浆后期显著低于对照。用Logistic方程分别拟合籽粒淀粉和干物质的积累,花后渍水遮阴处理缩短了籽粒灌浆缓增期,降低了小麦籽粒灌浆的平均速率、淀粉积累的最大速率及平均速率,减少了籽粒淀粉和干物质的积累量。同时,渍水遮阴处理降低了小麦穗粒数和千粒重,使产量显著下降。随着渍水遮阴处理时间的延长,小麦籽粒中淀粉合成相关酶活性、干物质积累量及产量的下降幅度越大。迟钝型品种‘扬麦18’各指标的下降幅度均小于敏感型品种‘皖麦52’。小麦开花后渍水遮阴处理降低了籽粒中AGPase、SSS和GBSS活性,不利于籽粒淀粉合成及干物质的积累,导致产量下降显著。     

垄沟集雨覆盖对旱作马铃薯块茎淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积的影响

为探讨垄沟集雨覆盖栽培对旱作马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积的影响,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,设置全膜双垄和地膜垄作覆盖栽培模式,以露地平播为对照,测定马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积指标。结果表明,从块茎发育全过程来看,全膜双垄和地膜垄作覆盖栽培马铃薯可溶性淀粉合成酶(SSS)活性分别较露地平播显著提高77.70%、22.63%,可溶性淀粉合成酶SSIII基因表达量分别较露地平播显著提高32.26%、119.35%,同时,ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)活性和ADP-葡萄糖焦磷酸化酶AGPase、可溶性淀粉合成酶SSII、颗粒结合型淀粉合成酶GBSSI、淀粉分支酶SBEI、淀粉分支酶SBEII基因表达量均明显降低,而淀粉分支酶(SBE)活性无显著变化;全膜双垄覆盖栽培马铃薯总淀粉含量、直链淀粉含量及直/支链淀粉比较露地平播分别提高5.04%、17.57%和27.81%,达到显著水平,而地膜垄作明显降低了马铃薯总淀粉含量、直链淀粉含量及直/支链淀粉比;SSS活性与GBSSI基因表达量呈显著负相关,与直链淀粉含量及直/支链淀粉比呈显著正相关,其他淀粉合成关键酶活性均与基因表达量、淀粉累积指标无明显相关性。本研究结果对筛选青海东部旱区马铃薯适宜的淀粉优质生产措施具有重要意义。     

水稻不同Wx等位基因对籽粒直链淀粉积累特性的影响

为了解水稻Wx等位变异对籽粒直链淀粉积累特性的影响,本研究选用携带有5种不同Wx等位基因的水稻单片段代换系(Single-segment substitution line,SSSL)为材料,在同一遗传背景下对水稻籽粒灌浆过程中表观直链淀粉含量(Apparent amylose content,AAC)的动态变化及其与颗粒结合性淀粉合成酶(Granule-bound starch synthase,GBSS)酶活的关系进行了研究。结果表明,不同Wx等位基因水稻材料籽粒灌浆过程中的AAC差异在灌浆早期(花后6d)已较明显,随着籽粒发育,非糯水稻花后6~11d是直链淀粉的快速增长期。籽粒灌浆过程中,不同Wx等位基因间籽粒AAC存在显著性差异,并且在直链淀粉积累特性上存在明显不同。较高和高AAC品系(携Wxg2和Wxg3基因)直链淀粉积累速率快,在灌浆初期(花后11d)便达到与籽粒成熟期一致的水平,之后变化不大;低、中等AAC材料(携Wxt和Wxg1基因)直链淀粉积累速率相对中等,灌浆初期(花后11d)AAC并不高,其直链淀粉的积累是个渐近的过程,直至灌浆后期(花后26d)才达到最大含量;糯稻(携wx基因)则在整个籽粒发育过程中AAC变化不大,始终保持着极低的含量水平。在整个灌浆期间,籽粒GBSS酶活与AAC均呈正相关,其中灌浆早期(花后6d)相关度最高,随后相关度逐渐降低,但始终维持在较高的水平(r0.820)。本研究结果可为进一步深入研究Wx座位等位变异机制奠定基础。     

不同类型玉米籽粒淀粉积累、相关酶活及基因表达差异分析

为探究不同类型玉米淀粉形成机理,对普通玉米、甜玉米、糯玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达进行测定,分析不同类型玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达之间的差异及相互关系。结果表明,不同类型玉米总淀粉和直链淀粉百分含量为:普通玉米>糯玉米>甜玉米,支链淀粉百分含量为:糯玉米>普通玉米>甜玉米,灌浆期间总淀粉和直链淀粉含量3个玉米类型间差异显著;灌浆期间,普通玉米各淀粉合成相关酶活性最高,甜玉米淀粉合成相关酶活性最低,糯玉米则介于普通玉米和甜玉米之间,但其GBSS酶活性很小。灌浆期间3个类型玉米除GBSS酶活性差异不显著外,其他淀粉合成相关酶活性差异显著;普通玉米淀粉合成相关基因表达量总体均高于甜玉米和糯玉米,甜玉米和糯玉米相关突变基因仍存在表达。表明不同类型玉米淀粉含量和组成上差异明显;普通玉米淀粉的形成需要淀粉合成相关酶相互作用,淀粉合成相关酶活性的缺失会改变淀粉组成;不同类型玉米淀粉合成相关基因表达差异显著,但都存在转录活性。对普通玉米进行相关性分析同时发现,淀粉的合成不仅受到转录调控,还受到转录后调控,淀粉的合成是淀粉合成各酶之间相互协调的结果。     

CO2浓度增高对水稻籽粒淀粉代谢相关酶活性的影响

以高产优质粳稻松粳9号和稻花香2号为材料,利用开放式空气CO₂浓度富集系统（FACE）实验平台,研究CO₂浓度增高对水稻籽粒淀粉代谢相关酶活性的影响。试验设正常大气CO₂浓度（400±40μmol·mol-1）和高CO₂浓度（600±60μmol·mol-1）,测定开花后两个水稻品种籽粒中ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶活性的变化。结果表明,CO₂浓度增高对不同灌浆进程中酶活性的影响程度有显著差异,对乳熟期之后ADPG焦磷酸化酶、可溶性和颗粒型淀粉合成酶活性的表达均有较明显的促进作用,仅阻碍了乳熟期籽粒中淀粉分支酶活性的表达;淀粉代谢相关酶活性对CO₂浓度增高的响应因品种而异,松粳9号籽粒中ADPG焦磷酸化酶活性受CO₂浓度增高的影响较大,而稻花香2号淀粉合成酶活性受其影响更大。说明随着灌浆进程的推进,CO₂浓度增高对淀粉生物合成途径中关键酶活性表达的影响程度存在明显的时段特征,且不同品种的响应程度有显著差异,总体来看,CO2浓度增高可在一定程度上促进淀粉代谢相关酶活性的表达。     

黑膜覆盖对旱地马铃薯块茎淀粉积累和关键酶活性的影响

为探明宁南半干旱雨养农业区马铃薯块茎中淀粉和关键酶活性对黑色地覆盖膜的响应机理,在2016年和2017年以宁南山区马铃薯主栽品种青薯9号为材料,通过两年大田试验,研究了黑膜覆盖(BF)、白膜覆盖(WF)和不覆膜(NF)对马铃薯块茎中淀粉及其组分积累、淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明,与WF和NF相比,BF的直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量分别增加11.37%~35.68%、8.56%~27.05%、8.33%~27.60%,淀粉积累速率提高13.80%~37.90%;BF、WF、NF条件下块茎ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)、淀粉分支酶(SBE)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化,BF的淀粉合成关键酶活性明显高于WF和NF。与WF和NF相比,BF的AGPase活性分别增加12.81%和40.24%;UGPase活性分别增加15.34%和36.52%、SBE活性分别增加16.64%和44.17%、SSS活性分别增加13.69%和34.76%、GBSS活性分别增加15.75%和45.44%。BF产量较WF和NF分别提高14.54%和57.23%。相关分析表明,马铃薯块茎中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量与AGPase、UGPase、SBE、SSS、GBSS活性在多数测定时期呈正相关(P<0.01)。因此,在干旱半干旱地区采用黑色地膜覆盖栽培能够通过影响淀粉合成关键酶,进而提高马铃薯块茎中的淀粉及其组分含量,最终影响马铃薯的产量。     

施钾对夏玉米子粒发育过程中糖代谢相关酶活性的影响

选用高淀粉玉米品种费玉3号及低淀粉玉米品种豫玉22为材料,研究了钾肥不同用量对玉米开花后子粒淀粉积累、淀粉合成关键酶活性的影响;分析不同处理对直、支链淀粉含量的影响以及淀粉合成关键酶活性与直、支链淀粉积累的关系。结果表明,施K2O 225kg/hm2的处理显著比不施钾肥处理提高了两品种子粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPG-PPase）的活性与尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 （UDPG-PPase）,显著提高了费玉3号子粒中可溶性淀粉合成酶（SSS） 的活性;施钾降低了豫玉22子粒SSS、束缚态淀粉合成酶（GBSS）的活性。施K2O 225kg/hm2提高了两品种穗位叶蔗糖含量和蔗糖合成能力,促进了子粒淀粉的合成;显著提高子粒直链、支链及总淀粉含量及积累速率,收获时总淀粉含量分别提高13.6%和8.2%,施钾更容易提高费玉3号子粒淀粉含量。中、高量钾提高了高淀粉玉米费玉3号子粒可溶性糖含量,有利于淀粉的合成;而对低淀粉玉米豫玉22子粒可溶性糖含量没有显著影响。除可溶性糖含量外,品种与施钾的交互作用对以上各指标的影响均达到显著性水平。     

不同氮素水平对豫麦49-198籽粒灌浆及淀粉合成相关酶活性的调控效应

为了明确不同氮素水平下小麦干物质运转、 籽粒灌浆及有关淀粉酶活性的变化规律,以豫麦49 198为材料,在河南科技大学试验农场,通过设置120 kg/hm2（N1）、 180 kg/hm2（N2）、 240 kg/hm2（N3）和300 kg/hm2（N4）4个氮素水平,研究了小麦茎鞘物质运转、 籽粒灌浆和淀粉合成有关酶活性。结果表明,在一定范围内增施氮肥有利于提高茎鞘干物重以及抽穗后茎鞘物质输出量、 输出率、 转化率,各指标均以N3处理最高,N1处理最低。适量增施氮肥能提高籽粒生长潜势、 最大灌浆速率和平均灌浆速率,缩短籽粒生长活跃期,使品种达最大灌浆速率的时间提前,其中N3处理最佳,其最大灌浆速率和平均灌浆速率分别为0.55710-2 和0.37310-2 g/(grainsd),N4处理最差,其最大灌浆速率和平均灌浆速率分别为0.40610-2 和0.272 10-2 g/(grainsd)。适量增施氮肥能增强籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶（SSS）、 Q酶和ADPG焦磷酸化酶3种酶活性,各处理中,酶活性均以N3处理最高,N4处理最低,N3和N4处理相比SSS、 Q和ADPG焦磷酸化酶最大酶活性分别提高了22.0%、 23.2%和9.5%。但过量施氮,降低了茎鞘干物重的积累、 运输和转化能力以及籽粒灌浆速率和3种淀粉合成有关酶活性。抽穗期茎鞘干物重、 抽穗后茎鞘干物质输出量和输出率均与籽粒产量呈显著正相关。试验表明,在适宜氮肥水平下小麦具有较高的茎鞘物质输出率和转化率、 籽粒灌浆速率及淀粉合成有关酶活性,是产量较高的生理基础。     

有机无机肥料及抽穗期气温升高对水稻籽粒淀粉合成相关酶活性及淀粉品质形成的影响

为探讨不同肥料处理下抽穗期高温胁迫对水稻籽粒淀粉酶活性及淀粉品质形成的影响,本试验以优质食味水稻南粳9108为材料,设置施用有机肥(OF)和常规化肥(CF)处理,于抽穗期进行常温(NT)、+2℃(较常温增加2℃,MT)和+5℃(较常温增加5℃,HT)处理,对籽粒淀粉合成特性进行研究。结果表明,抽穗期温度升高降低了蔗糖合成酶(SS)、淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性,提高了蔗糖磷酸合成酶(SPS)和焦磷酸化酶(AGP)的活性。蔗糖含量、淀粉平均粒径、热焓值与峰值温度均表现为HT>MT>NT;淀粉含量、直链淀粉含量与黏度值则随着温度升高而下降。在肥料处理方面,各淀粉相关酶活性均表现为OF>CF,且在OF处理下有较好的淀粉品质。综上所述,温度升高通过抑制淀粉合成,加速了形成淀粉原料的积累,进而导致籽粒中蔗糖含量升高;有机肥处理能促进蔗糖合成并提高淀粉合成相关酶活性。从气候变暖应对措施方面,可选择有机肥替代化肥调控淀粉相关酶活性,进一步改善淀粉品质。本研究结果为减少高温对水稻的危害与提高淀粉品质提供了技术参考。     

温度对不同穗重型水稻叶片保护酶活性及同工酶表达的影响

通过人工控温,对不同穗重型品种叶片的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化歧化酶(SOD)的酶活性及同工酶表达进行研究,结果表明:重穗型品种Ⅱ优162、冈优527在适温(24℃)、次高温(29℃)和高温(32℃)下,叶片中的3种保护酶活性都呈上升的趋势;而中穗型品种D优68和轻穗型品种E优540,在高温下其3种保护酶活性下降。从同工酶表达看,SOD的同工酶谱带在不同穗重型品种间无明显差异,且随温度的升高而减弱。CAT表达则在重穗型与中穗和轻穗型品种间有明显不同,特别是高温胁迫(38℃)下,中穗型和轻穗型品种谱带C1消失,而重穗型品种则产生1条新的CAT谱带C0。POD表达研究发现,不仅穗重型间,且在同一类型的品种间也存在差异性,但前者间的差异显著大于后者,表明不同穗重型可能存在不同的高温应答机制。     

日粮淀粉来源对断奶仔猪内脏器官蛋白质合成率的影响

应用稳定同位素L2-H5苯丙氨酸一次性大剂量(1.5mmol/kg)腹腔注射法,研究了日粮淀粉来源对断奶仔猪内脏器官蛋白质合成率的影响。结果表明,玉米淀粉促进了仔猪内脏器官蛋白质的合成,其蛋白质合成率高于糙米淀粉(P>0.05)和糯米淀粉(P<0.05)。其中十二指肠、空肠、回肠、结肠、胰脏和肝脏的蛋白质合成率分别比糯米的高85.87%、47.47%、37.29%、56.29%、43.55%和17.63%。     

氯苯对小麦抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度的 1 ,2 ,4 三氯苯对扬麦 1 0号和皖麦 3 8叶片和根系中超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化物酶 (POD)的影响。结果表明 :(1 )随 1 ,2 ,4 三氯苯浓度的升高 ,两小麦品种叶片中SOD和POD活性都逐步升高 ;(2 )随 1 ,2 ,4 三氯苯浓度的升高 ,两小麦品种根系SOD的活性亦逐步升高 ,而POD活性呈现先升高后降低的趋势 ;(3 ) 1 ,2 ,4 三氯苯诱导小麦叶中正常表达的POD和SOD同功酶活性较对照提高 ,并能诱导新的POD同功酶的表达。     

香菇对木质纤维素的降解及其有关酶活的变化

以木糠加20%麦麸为基质,栽培香菇7917,7923,LcB,在不同生长阶段,测定培养物的主要化学组分和有关酶活的变化。结果表明,从接种到子实体收获,所试菌株培养物的干物质重、纤维素、半纤维素、木质素、全碳和 C/N 等都持续不断地下降,全氮和粗灰分相对含量却逐渐升高。基质中纤维素酶活性在子实体形成期间达到最高峰,而此时可溶性糖含量较低;多酚氧化酶活性在菌丝生长阶段呈上升趋势,子实体形成时降低或消失.     

红壤旱地中土壤酶对长期施肥的响应

土壤酶是土壤生物学活性的重要组成部分,它催化有机物的矿化释放无机养分,参与土壤腐殖物质的分解形成,反映了土壤各种生物化学过程的动向和强度;其活性与土壤的理化性质和其他生物学特征紧密相关,且有易于测定的优点,是近年来土壤质量评估工作中必不可少的内容[1]。土壤酶一直受到红壤研究者们的重视[2,3],但这些研究涉及的酶的种类较少,近年来国外相关文献中的一些常见的酶,如葡糖苷酶、荧光素水解酶、芳基硫酸酯酶等[4~6]鲜见报道;也没有回答在长期不同施肥管理条件下,红壤中酶活性的综合水平特点和土壤酶动力学特征的差异等问题。本文的…     

A SURVEY OF ACTIVITIES OF ENZYMES HYDROLYSING SUCROSE AND STARCH IN SOILS UNDER PASTURE

Some climatic and soil factors influencing the activities of enzymes hydrolysing sucrose and starch in New Zealand soils under pasture were studied. Amounts of reducing sugars produced on incubation of soils without added substrate were related very closely to soil organic C content. Activities of (a) enzymes hydrolysing sucrose and (b) enzymes hydrolysing starch decreased and increased, respectively, with increasing rainfall; the ratios (a)/(i) were highest in the driest groups of soils. Variations in annual rainfall and soil organic C together, but not separately, explained much of the variation in sucrose-hydrolysing activities; these activities appeared to be related more to the composition than the amount of organic matter in a soil. Variations in activity of enzymes hydrolysing starch could be explained by variations in soil organic C, clay content, and, in some cases, other factors associated with different soil groups; these activities were increased by irrigation and reduced by drainage of soils. The activity of starch-hydrolysing enzymes, compared with sucrose-hydrolysing enzymes, was relatively greater under legumes than under grasses at the same site but could differ considerably at different sites. Activities also differed under forest and pasture at adjacent sites.