甜高粱蔗糖合酶表达与蔗糖积累的相关分析

以甜高粱为原料生产酒精是一种有潜力的生物能源途径,了解甜高粱蔗糖积累机理对生物能源开发具有重要意义。以两个甜高粱品种为材料,利用Western blotting技术检测高粱叶片和茎秆中蔗糖合酶(Sucrose Synthase, SS)的表达,分析其与蔗糖积累的相关性。结果表明,甜高粱叶片和茎秆中的SS蛋白质表达量在发育早期(拔节期、抽穗期)较低,发育后期(开花期、灌浆期和腊熟期)明显升高,在开花期最高。同2个普通高粱品种相比,在发育后期2个甜高粱品种叶片和茎秆中SS的表达明显增加,且与茎秆中的蔗糖积累相关,推测这是甜高粱与普通高粱蔗糖含量差异的重要原因。试验结果为选育甜高粱品种和提高茎秆蔗糖含量提供了一条可能的策略。     

不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律研究

为了探讨不同类型高粱茎秆蜡粉含量变化规律,根据物理学的色差原理,首次采用色差法,对高粱蜡粉进行测定。结果表明,不同类型高粱之间茎秆的蜡粉含量有明显的差异,同一类型不同基因型间也不同;饲草高粱茎秆自上而下各节段的蜡粉含量呈现出高-低-高的变化趋势,中间茎节的蜡粉含量与全株混合蜡粉含量总平均值最接近,可代表全株的蜡粉含量;不同类型高粱进入各生育期的时间和持续天数不同,同一生育期内蜡粉累积量也不同,饲草高粱为抽穗期开花期乳熟期蜡熟期完熟期,甜高粱为乳熟期抽穗期开花期蜡熟期完熟期,开花期与整个生育期平均蜡粉含量最接近,可代表整个生育期的蜡粉含量;不同类型高粱在同一个生育期内蜡粉日变化呈单峰曲线,蜡粉含量的峰值出现在13:00时;高粱蜡粉与茎秆糖锤度部分呈极显著负相关。研究表明,遗传因素导致不同类型高粱茎秆蜡粉含量存在显著差异并且含量变化具有规律性,为选育高蜡粉含量品种从而提升高粱抗逆性提供科学参考。     

甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖代谢及其相关酶活性的变化研究

为明确甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖降解的关键酶,以期通过对蔗糖降解关键酶的分子调控解决甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖易降解的难题。采用高效液相色谱法和酶学测定方法对3个品种甜高粱在采后75天贮藏期内,茎秆中的蔗糖、果糖、葡萄糖含量和可溶性酸性转化酶(SAI)、中性转化酶(NI)和蔗糖合成酶(SS)分解蔗糖的酶活性变化进行了测定。结果表明：在采后75天贮藏期内,‘辽甜1号’、‘辽甜4号’和‘辽甜6号’甜高粱的茎秆中,糖分降解迅速,总糖损失近一半,分别为68.2-31.9（g/100g干基）、43.0-18.1（g/100g干基）和59.6-25.3（g/100g干基）。3个品种果糖、葡萄糖和蔗糖含量呈总体下降趋势,并呈现贮藏期开始时糖分降低很快,而后缓慢降低的趋势。可溶性酸性转化酶活性在茎秆贮藏15天时增幅较大,而后以微小幅度持续增加,一直保持较高的酶活性。中性转化酶活性一直以微小幅度持续增加,酶活性较低,变化不大。蔗糖合成酶分解方向的活性则更低,且变化不大。这表明可溶性酸性转化酶可能与甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖降解密切相关。     

番茄果实生长发育过程中糖的代谢

通过测定番茄果实生长发育过程中蔗糖、果糖、可溶性总糖、淀粉的含量和糖代谢中涉及到的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶、中性转化酶的活性,研究了番茄果实生长发育过程中糖的代谢过程。根据番茄果实的生长发育曲线和相对日生长率,可以将番茄的生长发育过程按开花后39 d作为分界点分为2个阶段,39 d之前为产量形成期,之后为品质形成期。在产量形成期内,果糖和可溶性总糖含量逐渐升高,淀粉含量逐渐下降,蔗糖含量先升高后下降,变化不剧烈,以积累淀粉为主。同期AI和NI的活性较低,SS和SPS的活性较高。在品质形成期,果糖含量升高,淀粉含量下降,蔗糖和可溶性总糖变化不明显,以积累果糖为主。AI和NI的活性急剧升高,SS和SPS的活性很低。统计分析表明,番茄果实单果重量与淀粉含量、淀粉含量与NI活性呈显著负相关,可以参考淀粉的含量和NI的活性进行番茄高产研究。果糖含量与淀粉含量呈显著负相关,与SS和AI,NI的活性均为显著正相关;番茄果实中的可溶性总糖与淀粉含量呈显著负相关,与SS的活性呈显著正相关,可以参考SS和AI,NI的活性进行高果糖含量的品质研究。     

甜菜蔗糖代谢相关酶活性与糖积累关系的研究

在甜菜不同生育时期同步测定了块根和叶片中的可溶性总糖、果糖和蔗糖含量及蔗糖代谢相关酶-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,并对糖积累与酶活性的关系进行了分析.结果表明,甜菜蔗糖代谢的相关酶对块根的糖积累的影响要高于叶片;甜菜块根和叶片中的合成和分解酶类是协同作用进行糖积累过程,并非哪类酶在单独发挥作用;整个生育期甜菜块根的可溶性总糖、果糖和蔗糖含量均大于叶片,苗期块根中果糖是块根糖积累的主要产物,叶丛形成期块根中蔗糖是块根糖积累的主要产物.     

高效液相色谱法测定甜高粱茎秆中3种糖含量

采用高效液相色谱法(HPLC)对新高粱3号和新高粱4号2种甜高粱茎秆在采后220天贮藏期内,不同贮藏方式下(去叶立放、去叶平放、带叶立放、带叶平放、金字塔型)茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量进行了测定。结果表明:在0～220天贮藏期间内,所有贮藏方式下,3号和4号甜高粱茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量均呈下降趋势。同一种贮藏方式下3号甜高粱茎秆的果糖、葡萄糖、蔗糖含量始终比4号茎秆高。在整个贮藏期内3号和4号甜高粱茎秆果糖、葡萄糖、蔗糖含量由高到低依次为整秆去叶立放整秆去叶平放整秆带叶立放整秆带叶平放金字塔五层金字塔四层金字塔三层金字塔二层金字塔一层。     

PEG模拟干旱胁迫对高粱幼苗生理特性的影响

选用两个甜高粱和一个粒用高粱品种：‘高粱蔗’、‘四丽美’和‘河农16’,利用PEG6000对供试品种进行干旱胁迫处理,测定这3个品种不同处理时间和浓度的保护酶系活力和渗透调节物质（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）酶活力、可溶性糖含量）的变化,并进行抗旱性分析,结果表明：胁迫处理下这3个品种的SOD、CAT、POD酶活力和可溶性糖含量均表现为‘高粱蔗’最高,‘四丽美’次之,‘河农16’最低,即‘高粱蔗’抗旱性最强,‘河农16’最差;不同品种类型之间保护酶系活力和渗透调节物质变化不同,抗旱能力存在差异,即甜高粱品种的抗旱能力强于普通粒用高粱品种。     

高效液相色谱法测定甜高粱茎秆中三种糖含量

采用高效液相色谱法（HPLC）对新高粱3号和新高粱4号两种甜高粱茎秆在采后220天贮藏期内,不同贮藏方式下（去叶立放、去叶平放、带叶立放、带叶平放、金字塔型）茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量进行了测定。结果表明：在0-220d贮藏期间内,所有贮藏方式下,3号和4号甜高粱茎秆中果糖、葡萄糖、蔗糖含量均呈下降趋势。同一种贮藏方式下3号甜高粱茎秆的果糖、葡萄糖、蔗糖含量始终比4号茎秆高。在整个贮藏期内3号和4号甜高粱茎秆果糖、葡萄糖、蔗糖含量由高到低依次为整秆去叶立放＞整秆去叶平放＞整秆带叶立放＞整秆带叶平放＞金字塔五层＞金字塔四层＞金字塔三层＞金字塔二层＞金字塔一层。     

花生籽仁发育过程中糖分积累特征及蔗糖代谢酶活性分析

花生籽仁的含糖量与其食用品质和加工特性密切相关,为了明确花生籽仁发育过程中糖分积累特征以及与蔗糖代谢相关酶活性的关系,以3个不同蔗糖含量的花生品种为材料,分别比较了它们在籽仁发育不同时期可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量以及蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(SAI)等蔗糖代谢关键酶的活性差异。结果表明不同品种在籽仁发育过程中的糖组分含量及酶活性变化规律相似;无论是合成方向还是分解方向,都以SS活性值相对最高;相关性分析显示,籽仁发育后期蔗糖含量与NI呈极显著负相关,与SPS呈显著正相关。推测可以在花生籽仁趋于成熟时,通过调节NI和SPS活性来提高其蔗糖含量。     

水稻不同耐冷品种碳代谢有关酶活性对冷害的响应

测定了低温下水稻（Oryza sativa L.）品种湘糯1号（耐冷品种）和IR50（冷敏感品种）光合碳同化过程的关键酶二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）/加氧酶(RuBPOase)、果糖-1,6-二磷酸酯酶（FBPase）以及糖代谢的蔗糖合酶（SS）和蔗糖磷酸合酶（SPS）活性和可溶性糖含量的变化。耐冷品种的RuBPCase、RuBPOase和羧化/加氧比以及FBPase活性受低温影响较小,而冷敏感品种的这些参数在低温下降低。两品种的SS和SPS活性低温下均提高,且耐冷品种的酶活性高于冷敏感品种。低温下2个品种的可溶性糖含量变化与SS和SPS活性的变化类似。水稻不同耐冷品种低温下碳代谢酶活性变化与其耐冷性相一致。     

An assessment of the genetic relationship between sweet and grain sorghums, within Sorghum bicolor ssp. bicolor (L.) Moench, using AFLP markers

Compared to grain sorghums, sweet sorghums typically have lower grain yield and thick, tall stalks which accumulate high levels of sugar (sucrose, fructose and glucose). Unlike commercial grain sorghum (S. bicolor ssp. bicolor) cultivars, which are usually F₁ hybrids, commercial sweet sorghums were selected as wild accessions or have undergone limited plant breeding. Although all sweet sorghums are classified within S. bicolor ssp. bicolor, their genetic relationship with grain sorghums is yet to be investigated. Ninety-five genotypes, including 31 sweet sorghums and 64 grain sorghums, representing all five races within the subspecies bicolor, were screened with 277 polymorphic amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers. Cluster analysis separated older sweet sorghum accessions (collected in mid 1800s) from those developed and released during the early to mid 1900s. These groups were emphasised in a principle component analysis of the results such that sweet sorghum lines were largely distinguished from the others, particularly by a group of markers located on sorghum chromosomes SBI-08 and SBI-10. Other studies have shown that QTL and ESTs for sugar-related traits, as well as for height and anthesis, map to SBI-10. Although the clusters obtained did not group clearly on the basis of racial classification, the sweet sorghum lines often cluster with grain sorghums of similar racial origin thus suggesting that sweet sorghum is of polyphyletic origin within S. bicolor ssp. bicolor     

不同种植密度对甜高粱糖分积累及SS、SPS活性的影响

对甜高粱2个品种XT-2、T601设置7个不同种植密度处理,分析了甜高粱不同生育阶段总糖含量、还原糖含量、蔗糖含量、SS和SPS活性的变化。2个品种的总糖含量随生长进程均升高,成熟期达最高值。其还原糖的变化趋势不一致,XT-2呈升高-平缓-降低的趋势,T601呈升高-降低的趋势。2个品种在整个生育期蔗糖含量均呈升高的趋势,成熟期达最高值。T601除密度处理B6 (6170株 hm^–2)外其他处理SS活性均呈升高-降低-升高的趋势,XT-2无明显规律。XT-2除密度处理B2 (11 110株 hm^–2)、B4 (7929株 hm^–2)外其他处理SPS活性均呈升高-降低-升高的趋势,T601无明显规律。综上所述,甜高粱品种XT-2最适于糖分积累的密度为9250 株 hm^–2,成熟期总糖含量达14.2% (鲜基),T601的最适密度为11 110株 hm–2,成熟期总糖含量达14.31%(鲜基),作为积累糖的原料,后者为最佳选择。完熟期SS活性下降、SPS活性上升有利于糖的积累,为最佳收获时期。     

不同贮藏方式对甜高梁茎秆含糖量的影响

作者旨探讨可作为再生能源的甜高粱贮藏期间的糖的种类及含量变化和减少糖分损失的贮藏方法,为科学合理贮藏甜高粱茎秆方法提供理论依据。采用甜高粱品种新高梁4号茎秆在捆扎竖立堆垛和捆扎横放堆垛两种条件下贮藏至157-199天期间其总糖、可溶性糖、还原糖、蔗糖及纤维素含量的变化。结果表明: 横放条件下的甜高粱茎秆总糖、可溶性糖、还原糖、蔗糖含量比竖放的甜高粱高;竖放与横放的甜高粱茎秆纤维素含量无变化。     

甜高粱茎秆含糖量研究

采用77个粒用高粱和21个甜高粱作为研究材料,对甜高粱的含糖量进行了研究。结果表明,甜高粱茎秆的含糖量是粒用高粱的2~5倍,而且茎秆秆芯蜡质,汁液含量高。甜高粱茎秆不同茎节的含糖量有差异,其含糖量随节位由低到高的变化趋势有4种类型,并以低-高-低的变化占多数,因此利用中间节段第4,7,9节的含糖量平均值可表示植株含糖量。收获后,随着茎秆水分的丧失,其含糖量逐渐上升,但是25 d后开始急剧下降。     

灌浆期高温胁迫对甜玉米籽粒糖分积累和蔗糖代谢相关酶活性的影响

为明确高温对甜玉米籽粒产量和品质的影响,以甜玉米厦甜1号和粤甜16为材料, 人工授粉3 d后, 利用人工气候室分别进行昼间高温(HT)35℃和正常气温(CK)处理, 研究了甜玉米籽粒灌浆过程中粒重、糖分积累和蔗糖代谢相关酶活性的动态变化。结果表明, 与正常气温相比, 高温缩短甜玉米灌浆进程, 显著降低粒重、含水量, 提高皮渣率。在最佳采收期(水分含量为68%~74%)甜玉米鲜百粒重分别下降了20.8% (厦甜1号)和16.4% (粤甜16)。在甜玉米籽粒灌浆过程中可溶性糖和蔗糖的含量随授粉后时间先升高后降低, 高温处理不利于可溶性糖和蔗糖积累, 籽粒中糖分含量降低, 淀粉含量升高。籽粒中蔗糖的合成与分解主要由磷酸蔗糖合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)催化, SS催化反应是可逆的。高温明显降低SPS和SS合成方向活性, 提高SS分解方向活性, 导致糖分含量降低, 品质变劣。高温缩短两品种SS(合成方向)活性峰值出现的时间, 而对于SPS活性峰值出现时间厦甜1号被缩短, 粤甜16 为不变。     

中期喷施多效唑对甜高粱生长及生理特性的影响

为了研究中期喷施多效唑对甜高粱生长发育与生理特性的影响,本文采用不同浓度的多效唑在伸长期初期对甜高粱进行叶面喷施处理。结果表明,适宜浓度的多效唑处理可以有效的提高甜高粱叶片的可溶性糖、叶绿素、可溶性蛋白质等的含量,显著的增强了甜高粱叶片的蔗糖合成酶活性,对气孔导度、蒸腾速率和净光合速率有明显的增强效应,有效的降低了甜高粱的株高和茎长,而对茎杆的增粗有促进作用,从而提高了甜高粱的抗倒伏能力,最终使茎杆产量提高。多效唑比较适宜的使用浓度为0.75g/L。