甜高粱与粒用高粱茎秆生长过程中糖及其代谢相关酶活性的比较

以粒用高粱和甜高粱为材料,对甜高粱与粒用高梁不同时期茎秆的可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量及SS、SPS酶活力进行比较,结果表明:茎秆中的可溶性糖含量、果糖含量在完熟期甜高粱高于粒用高粱,乳熟期茎秆中蔗糖含量甜高粱高于粒用高粱;两种高粱类型的SPS酶活力变化趋势基本相似,从乳熟期到完熟期粒用高粱茎秆中的SPS酶活力明显增高,SS酶活力在粒用高粱茎秆中随生育期呈上升趋势,甜高粱茎秆中SS酶活力到乳熟期达到最大,明显高于粒用高粱.对糖含量与其相关代谢酶活力的相关性分析表明:甜高粱茎秆中利用SPS酶合成蔗糖的效率要高于粒用高粱;两种类型高粱的SS酶活力与其茎秆中的果糖含量存在明显差异,SS的作用模式不同.     

甜高粱不同播期下光合特性的变化及其与气象因子的关系

为了确定甜高粱适宜播期及关键气象影响因子,以新疆玛纳斯地区甜高粱主栽品种为试材,对不同播期下甜高粱糖分积累过程中光合特性的变化及其与气象因子的关系进行了比较分析。结果表明,甜高粱各个生育时期叶片叶绿素含量、光合速率的变化呈单峰曲线,开花期达到最大值,灌浆期后逐渐下降。不同播期之间甜高粱叶片叶绿素含量、净光合速率均存在显著差异(P?0.05),不同品种间差异变化有所不同。随播期延后,‘新高粱3号’不同生育期叶绿素含量、净光合速率均以4月25日播种时最高,早熟T601以5月8日播种时较高;说明‘新高粱3号’适宜早播,T601适宜迟播。相关分析结果表明,不同播期下甜高粱叶片光合特性与温度呈显著(P?0.05)正相关,与风速呈显著负相关;温度是影响甜高粱糖分积累过程的关键气象因子,降水影响不明显。     

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。     

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。     

不同基因型大豆叶片蔗糖合成酶活性变化动态的研究

选用6个不同基因型的大豆品种,运用框栽的方法,研究了大豆蔗糖合成酶(SS)含量的变化动态。结果表明:大豆叶片SS分解方向的活性在幼嫩叶片中呈先升高后降低的趋势,成熟叶片仅表现出有下降的趋势,但不同品种间没有显著差异;合成方向的酶活性在不同品种间、不同叶位上未表现出一致的规律性;SS分解方向的酶活性极显著高于合成方向的酶活性,说明在大豆叶片中SS主要起分解蔗糖的调节作用;SS活性与大豆叶片中的蔗糖含量间具有正相关性,其中绥农14和不结瘤大豆的幼嫩叶片中SS合成方向的酶活性与蔗糖含量间达到了显著水平(r值分别为0.765和0.732);不结瘤大豆成熟叶片的SS分解方向的酶活性与蔗糖含量间具有极显著的正相关性(r=0.986)。     

高品质陆地棉蔗糖代谢关键酶活性对纤维品质形成的影响

以高品质陆地棉鲁324系(324)、渝棉1号(YM-1)和普通陆地棉鲁棉研18 (L18)为材料, 研究蔗糖代谢关键酶活性变化对纤维品质形成的影响。结果表明, 高品质陆地棉叶片蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthetase, SPS)活性高, 蔗糖合成能力强, 主茎叶和果枝叶蔗糖含量高, 蔗糖供应能力强。Logistic方程模拟纤维素累积过程, 高品质陆地棉纤维素进入快速累积期的时间晚, 终止期延后, 快速累积持续期长, 累积速率平缓, 最终纤维素含量高, 纤维比强度高。在纤维发育前期, 高品质陆地棉蔗糖贮存较多, 为次生壁发育提供了充足的初始底物。高品质陆地棉蔗糖合成酶(sucrose synthetase, SS)活性高, 降解蔗糖能力强, 酶活性迅速增加时期与纤维素快速累积期相吻合; SPS活性在纤维素快速累积期终止前均明显高于普通陆地棉。叶片SPS活性和棉纤维中SS、SPS活性与纤维素累积及纤维品质形成有密切关系。     

菜用大豆籽粒不同部位蔗糖积累及关键酶活性研究

田间种植可溶性糖含量不同的3个菜用大豆品种,在R5.5、R6、R6.2、R6.5和R7期取样,分析籽粒种皮、子叶和胚轴中蔗糖含量及4种关键酶活性动态,结果表明,籽粒不同部位蔗糖积累呈先增加后下降的趋势,R6.2期是高峰期,此时期品种台292、中科毛豆1号和品系121的胚轴蔗糖含量比子叶分别高57.6%、53.6%和44.2%;比种皮分别高71.6%、75.3%和73.6%。由于子叶干重占整粒重90%以上,因此整个籽粒的蔗糖含量主要由子叶决定。子叶的蔗糖磷酸合酶(SPS)活性高于胚轴和种皮,在R6.2期表现更加明显,且蔗糖含量高的品系121子叶中SPS活性高于另外2个品种;蔗糖合酶(SS)在籽粒形成期活性变化呈前期高于后期的趋势,最高值出现在灌浆前期R5.5期胚轴中;两种转化酶活性变化差异较大,中性转化酶(NI)活性一直呈不断下降趋势;籽粒不同部位NI活性无明显差异,而酸性转化酶(AI)活性差异较大;胚轴和子叶中AI活性明显低于种皮,且种皮中AI活性与种皮中蔗糖积累显著负相关(r=–0.59)。蔗糖积累与4种关键酶活性的相关分析发现,籽粒中蔗糖的含量并非受某一种酶绝对调控,SPS活性与SS+AI+NI活性总和之差与籽粒中蔗糖的积累显著正相关(r=0.53^**)。     

不同基因型大豆糖分积累规律的研究——(Ⅱ)蔗糖含量积累规律研究

选用6个不同基因型的大豆品种,运用框栽的方法,研究了大豆蔗糖含量的动态变化。结果表明,大豆植株营养器官中蔗糖含量呈单峰曲线变化,峰值出现在开花期;荚果中的蔗糖含量先升高后降低,叶部和根中的蔗糖含量较高,是合成和贮藏蔗糖的主要部位;茎部蔗糖含量处于最低水平,不同大豆品种间的蔗糖含量没有表现出明显的规律性;绥农14叶片和叶柄的蔗糖积累呈极显著正相关(r=0.945**),丰收10和秣食豆叶片和叶柄蔗糖含量呈显著正相关(r=0.754*,r=0.823*),绥农14和龙选1号叶片和茎的蔗糖含量达到显著正相关水平(r值分别为0.724、0.791)。     

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。     

甜高梁茎秆糖分含量的变化分析

通过对2个甜高粱品种茎秆的糖分含量分析可知:茎秆糖分含量在开花期急剧增长,而后逐渐缓慢增长,在乳熟期出现糖分含量不增长和负增长,接近成熟的时候又快速增长的一个过程;锤度最高值在开花期出现在茎秆中部,随后逐渐向上推进,最后最高值又回到茎秆中部的一个规律;茎秆的榨汁率随着甜高粱的生长一直下降;根据每个品种不同的生物特性来决定收获时期.     

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。     

Storage of Non-structural Carbohydrates in Sweet Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench.]: Comparison of Sterile and Fertile Lines

The accumulation of soluble carbohydrates in vegetative parts of sweet sorghum ( Sorghum bicolor (L.) Moench.) represents an intermediate reserve pool for grain filling as well as an irreversible storage up to maturity. In order to study the effect of Sterility on soluble sugar accumulation in vegetative parts, two cytoplasmic male sterile (CMS) lines of sweet sorghum were compared with their corresponding fertile mamtainers for non-structural carbohydrate concentrations in shoots. Plants were harvested at four different physiological stages. The lines showed significant differences in the yield of non-structural carbohydrates. At maturity, the yields of soluble carbohydrates from vegetative parts of the two sterile lines were 93 % and 43 % higher than the yield of the two corresponding fertile lines. At that stage, sucrose represented about 80 % of total soluble carbohydrates and the higher yield of soluble carbohydrates of sterile lines was mainly due to the higher yield of sucrose. This indicates that the yield of extractable carbohydrates, especially sucrose, in vegetative parts of sweet sorghum could be considerably improved by using sterile lines which are utilized in hybrid production.     

灌浆期不同阶段干旱对高粱籽粒淀粉积累的影响

为了研究灌浆期干旱对高粱籽粒淀粉积累的影响,以高淀粉高粱品种铁杂17（TZ17）和低淀粉品种辽杂11（LZ11）为试验材料,在灌浆的早期、中期、后期进行干旱胁迫,通过测定2个高粱品种的总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量及产量指标,研究灌浆期干旱胁迫对高粱籽粒淀粉积累及产量形成的影响。结果表明,2个高粱品种的总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量及产量均受干旱影响呈减少的变化趋势。灌浆期不同阶段干旱胁迫对淀粉积累的影响程度主要表现为灌浆早期>灌浆中期>灌浆后期;高淀粉品种（TZ17）比低淀粉品种（LZ11）更易受到干旱胁迫的影响;干旱胁迫下淀粉指标的变异系数依次为直链淀粉>支链淀粉/直链淀粉>总淀粉>支链淀粉,表明直链淀粉比支链淀粉更易受干旱胁迫的影响;灌浆期干旱胁迫影响籽粒淀粉的积累,降低了千粒重,最终影响高粱的籽粒产量。     

甜高粱蔗糖磷酸合成酶基因(SPS3-1)的克隆与序列分析

以甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因(SPSⅢ-2,NCB1登录号为EU278617) cDNA序列为探针,对高粱EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,后经基因组PCR、分子克隆、序列分析验证分离了甜高粱蔗糖磷酸合成酶基因组DNA序列(SPS3-1,GeneBank登录号为FJ750250).该序列全长6 325 by,包含13个...     

甜高粱生物燃料相关特性研究进展

旨在为中国甜高粱生物燃料的快速生产、深入研究与发展提供借鉴与参考。笔者总结了近几年甜高粱生物燃料相关特性的研究状况;综述了根、叶、茎、株高、分蘖、花,QTL等的分子研究水平,收获后贮藏及生物转化效率的研究进展等;最后提出几点研究建议:针对不同生境确定适宜的、特异的选育目标,培养极具优势的品系或材料;注重主要性状间QTL尤其是胁迫下的关联性、相关性、协同性的研究;加强产业循环链中关键和薄弱环节的研发,使其可用价值和效益达最大化。