黄金梨果肉硬化症发生关键时期的确定

[目的]确定黄金梨果肉硬化症发生的关键时期。[方法]以黄金梨为材料,研究了黄金梨果实果肩部和果顶部细胞壁组分及其降解酶活性的变化。[结果]随着黄金梨果实的生长发育,果实纵、横径逐渐增大,果实生长曲线呈单＂S＂型;果肩和果顶部细胞壁组分及其降解酶活性的变化趋势相似,纤维素和原果胶含量逐渐下降,可溶性果胶含量逐渐上升;纤维素酶（Cx）活性逐渐增高,果胶甲酯酶（PME）活性逐渐下降,多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性先上升后下降;果肩和果顶的可溶性果胶含量CX、PME和PG活性在果实膨大期发生转折,果实膨大期是黄金梨果肉硬化症发生的关键时期;纤维素和Cx可能在果肉硬化中起着关键作用。[结论]该研究为果肉硬化症的防治提供了理论依据。     

细胞壁酶活性与甜橙果实质地的相关性研究

对在中亚热带生态类型的江安罗伯逊脐橙和伏令夏橙果实生长发育全过程中的果胶甲酯酶(PE)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)与果胶、半纤维素(hemicellulose,HC)、木质素(lignin)等果实质地成分的相关动态变化的研究结果表明:PE、PG和Cx在果实生长发育过程中一直存在,不同种类甜橙的PE、PG活性都以成熟期为转折点;随着PG和PE两种酶活性的增加,果胶物质分解,果实硬度下降,Cx活性对细胞壁中难溶态半纤维素含量影响最大;随着果实的生长发育进程,果实内木质素的含量呈现急剧下降的趋势。     

一氧化氮熏蒸对采后肥城桃果实细胞壁代谢的影响

【目的】研究NO处理后果实细胞壁的代谢和酶活性变化,探讨NO对肥城桃果实软化的作用机理以期为NO应用于肥城桃贮藏保鲜提供试验依据。【方法】用0、5、10和15μl·L-1NO气体熏蒸肥城桃2h后分别贮藏于5和27℃,测定果实细胞壁组成和酶活性变化。【结果】5和10μl·L-1NO显著降低5和27℃下肥城桃果实果胶甲酯酶(PME)和内切葡聚糖酶(EGase)活性,延缓了贮藏过程中细胞壁纤维素、半纤维素的降解,并抑制了离子型果胶含量下降和可溶性果胶含量增加。5和10μl·L-1NO提高了外切多聚半乳糖醛酸酶(exo-PG)和内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-PG)活性,有利于减轻贮藏过程中果实的絮败。15μl·L-1NO处理果实显现了NO的毒害作用。【结论】果实软化过程中可溶性果胶的增加主要是由离子型果胶转化而来,这可能是肥城桃的一个品种特性。5和10μl·L-1NO有效延缓了肥城桃果实细胞壁代谢,维持桃果肉细胞的完整性,改变低温对PME和PG平衡的影响,缓解低温贮藏对桃果实的冷害作用。这种延缓作用具有时效性,且NO具有双重生物效应。     

黄花梨果实采后软化生理基础

 研究了 2 0℃、相对湿度 80 %～ 90 %条件下黄花梨果实采后软化的生理生化变化。结果表明 ,黄花梨属于呼吸跃变型果实 ,采后果肉硬度逐渐下降而出汁率逐渐增加。采后 5d内淀粉酶活性增加 2 .9倍而淀粉含量下降 72 .80 % ,之后淀粉酶活性和淀粉含量逐渐下降。采后原果胶和纤维素含量下降而可溶性果胶含量增加 ,且果肉硬度同原果胶含量和纤维素含量都呈极显著正相关 (P <0 .0 1)。采后 5d内 ,多聚半乳糖醛酸酶 (PG)和纤维素酶活性变化不大 ,之后迅速上升 ,到采后 15d达到酶活性高峰 ,分别为采收时的 3.0倍和 7.9倍 ,之后酶活性逐渐下降。因而认为 ,黄花梨采后 5d内果肉软化 ,主要是淀粉酶活性的快速上升催化淀粉的快速水解造成的 ,并为呼吸跃变准备能源物质 ;之后果肉软化是由PG、纤维素酶作用引起果胶质、纤维素等细胞壁组分降解所致。     

热处理对冷藏茄子果实细胞壁代谢的影响

研究热处理对冷藏茄子果实细胞壁物质含量和细胞壁降解酶活性的影响。结果表明:与对照果实相比,热处理可有效抑制冷藏茄子果实冷害指数(CI)的上升,保持较高的硬度,延缓果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(CX)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性的上升,抑制离子结合型果胶(ISP)、共价结合型果胶(CSP)、半纤维素和纤维素含量的下降。结果说明热处理减轻冷藏茄子果实冷害与抑制细胞壁代谢有着密切的关系。     

采前乙酰水杨酸处理对厚皮甜瓜果实后熟及软化的影响

【目的】研究果实发育期间乙酰水杨酸(ASA)4次喷施处理对厚皮甜瓜果实采收及贮藏期间后熟和软化的影响及作用机理,为采后调控提供参考。【方法】以‘玛瑙’厚皮甜瓜为试材,采用1 mmol·L-1 ASA分别在甜瓜幼果期(花后2周)、膨大期(花后3周)、网纹形成期(花后4周)及采前48 h四个时期连续喷施处理,测定果实采收及冷藏期间(7℃,RH 55%—60%)的呼吸强度和乙烯释放量,硬度、细胞壁组分以及细胞壁降解酶活性的变化。【结果】采前乙酰水杨酸处理可有效降低甜瓜果实采收时的呼吸强度和乙烯释放量,使果实贮藏期间呼吸和乙烯跃变峰的出现时间推迟1周。ASA处理提高了果实采收时的硬度及原果胶、纤维素、半纤维素和富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGPs)含量,延缓了原果胶向可溶性果胶的转化,维持了较高的纤维素、半纤维素和HRGPs水平,有效保持了贮藏期间的果实硬度。采前ASA处理显著降低了采收时和贮藏期间甜瓜果实细胞壁降解酶的活性,主要抑制了果实果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)的活性。相关性分析表明,处理果实的乙烯释放量和呼吸强度与多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性呈显著正相关,与β-葡萄糖苷酶(β-Glu)活性呈极显著正相关;处理果实的硬度与果胶甲酯酶(PME)活性、原果胶和半纤维素含量呈极显著正相关,与纤维素酶(Cx)活性和可溶性果胶(WSP)含量呈显著正相关,与乙烯释放量和呼吸强度均呈显著负相关。【结论】采前ASA处理可促进甜瓜果实发育期间细胞壁物质的合成,有效抑制甜瓜果实采收及贮藏期间的呼吸强度和乙烯释放,降低胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)等细胞壁降解酶的活性,阻止细胞壁物质的释放,有效维持了冷藏期间的甜瓜果实硬度。     

马铃薯干腐病菌侵染过程中切片组织细胞壁降解酶的变化

【目的】探讨干腐病菌(Fusarium sulphureum Schlechlendahl)侵染过程中马铃薯切片组织主要细胞壁降解酶(cell wall degrading enzymes, CWDEs)活性的动态变化。【方法】陇薯3号马铃薯块茎组织切片接种F. sulphureum后,不同培养天数取样测定并比较分析主要CWDEs活性变化。【结果】F. sulphureum侵染的组织均能产生多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、纤维素酶(Cx)、β-葡萄糖苷酶、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)、果胶甲基酯酶(PME)、果胶裂解酶(PML),但PG、PMG、Cx、β-葡萄糖苷酶活性显著高于其它酶。在侵染前期(1-3 d) PMG和Cx出现高峰,PG在后期(4-6 d)活性增高,而β-葡萄糖苷酶在整个侵染过程中活性一直呈上升趋势。【结论】CWDEs是F. sulphureum侵染和扩展过程中主要的致病因子,且各种CWDEs在致病中发挥作用的时期不同。     

苹果成熟过程中生理生化变化的研究

苹果在呼吸跃变期前,果实较硬,果肉中的RNA、蛋白质和总糖中不同组分的含量均有所增高;吲哚乙酸氧化酶和过氧化物酶活性逐渐升高。呼吸跃变开始时,果实硬度开始下降,多聚半乳精醛酸酶的活性急剧增加;果肉中RNA和蛋白质的含量下降,而总糖中以果糖含量最高,其次是蔗糖,葡萄糖最少;吲哚乙酸氧化酶和过氧化物酶的活性逐渐降低。呼吸跃变期后,果实变绵,多聚半乳糖醛酸活性下降。果(?)酸的组分明显变化,总果胶酸由稳定趋于下降;而醇溶性的半乳糖醛酸含量迅速上升。说明果胶酸的分解引起了果实软化。     

芦笋茎枯病菌细胞壁降解酶活性的测定及条件优化

为明确芦笋茎枯病菌细胞壁降解酶的活性及测定条件,利用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法)测定7种常见细胞壁降解酶的活性,比较不同底物对3种主要酶的诱导作用,并从温度、时间、pH值等方面优化酶活性的测定条件。结果表明:7种细胞壁降解酶中,多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)的活性较高,其次是果胶甲基半乳糖醛酸酶(polymethylgalacturonase,PMG)和β-1,4-内切葡聚糖酶(endo-β-1,4-glucanase,Cx),其他4种酶活性较低。在3种主要细胞壁降解酶中,Cx以1%羧甲基纤维素钠盐(CMC)作为底物的诱导效果较好,PG和PMG以1%柑橘果胶(pectin)作为底物的诱导效果较好。Cx的最佳反应温度是50℃,PG的最佳反应温度是50~60℃,PMG的最佳反应温度是60℃;Cx的最佳反应时间是50 min,PG和PMG的最佳反应时间是60 min;Cx和PG的最佳反应pH值是4.0,PMG的最佳反应pH值是8.0。     

骏枣果实成熟过程中果胶和纤维素代谢及其基因表达

【目的】探究制干枣品种骏枣果实在成熟过程中细胞壁物质和相关酶类的动态变化规律,以及相关基因的表达调控机制,为枣果实发育与成熟评价提供依据。【方法】选取制干枣骏枣白熟期至完熟期7个时期的果实样品,测定硬度、含水量、可溶性固形物(TSS)含量、色差、果胶和纤维素含量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PE)、纤维素酶(Cx)活性;根据枣果实转录组测序的基因注释选择15个细胞壁代谢相关基因,用实时荧光定量PCR验证其在各个时期的表达量,并分析骏枣生理指标与基因表达量的相关性。【结果】(1)随着骏枣果实的成熟,其硬度在完熟后期显著降低,果实含水量呈下降趋势,TSS含量线性上升,色差指标在完熟期趋于稳定。(2)果胶和纤维素含量前期无显著变化,但完熟期有所增加,PG活性呈波动状态,PE和Cx活性有所增加。(3)3个PG相关基因表达量在完熟期降至较低水平,3个PE相关基因表达量在脆熟期达到峰值,纤维素及其酶类7个相关基因的表达量在各个时期表现不同,其中β-Glu40在完熟期表达量比其他基因高。【结论】PG及其相关基因与骏枣果实成熟和软化的相关性小,PE相关基因对果实软化具有先导作用,Cx及其相关基因对果实成熟具有联合调控作用。     

不同质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响

质膜稳定剂能增加完整原生质体数量,防止质膜破坏,促进原生质体细胞壁再生和细胞分裂形成细胞团。本研究拟在原生质体酶解液中分别加入CaCl2.2H2O、KH2PO4、MES 3种质膜稳定剂,或3种质膜稳定剂组合分离、提纯、培养原生质体,探讨3种质膜稳定剂对烟草原生质体细胞壁再生的影响。结果表明:3种质膜稳定剂对于解离出的原生质体的质量及原生质体细胞壁再生和原生质体细胞分裂都有一定影响,最佳浓度分别为CaCl2.2H2O 10 mM、KH2PO40.7 mM、MES 5 mM;3种质膜稳定剂组合以CaCl2.2H2O 5 mM、KH2PO40.35 mM与MES 2.5 mM的组合最佳,原生质体壁再生率达88.5%,细胞分裂率达77.5%,表明能最快促进烟草原生质体细胞壁再生及细胞分裂生长。     

胞壁质酶的性质研究

[目的]以提取的胞壁质酶为材料,研究胞壁质酶的性质。[方法]通过测定胞壁质酶在595nm处光吸收值的增量,测定该酶活力和蛋白质浓度。通过测定米氏常数Km,研究酶促反应的速度及影响速度的因素。在不同pH值缓冲液中测定胞壁质酶活力,同时测定该酶的最适pH值。酶促反应的速度在酶的最适温度时达到最大。利用SDS-PAGE电泳法,测定胞壁质酶的分子量及纯度。[结果]胞壁质酶在219.00g/L光吸收下降最快,活力最高。Km为0.57。脲对胞壁质酶为抑制作用,其抑制类型为竞争性抑制。胞壁质酶在pH值为8.0时酶活力最高,属于弱碱性,在40℃时酶活力最高,其Kd为13。[结论]该研究可为今后采用生物工程技术对胞壁质酶进行克隆、提取以及制取提供参考。     

一种高效干冻研磨破碎酵母细胞的方法

[目的]建立简便有效的破碎酵母细胞的方法。[方法]离心收集酵母细胞,将培养液洗涤干净后直接将酵母细胞和研钵预冷至-20℃,然后在冰冻状态将酵母细胞置于研钵中研磨,在相差显微镜下观察酵母细胞的形态,计算细胞破碎效率,并提取破碎酵母的染色体DNA和蛋白质。[结果]镜下观察研磨后酵母完整细胞数明显减少,并有大量细胞碎片。计数得出研磨1、2、3、4、6、8、10min后破碎细胞的百分数为13.7%、30.1%、52.0%、85.1%、93.4%、94.6%、95.9%,0.1g酵母细胞研磨后抽提到的DNA和蛋白质的量分别为20μg和2.928mg。常规条件干冻酵母细胞直接研磨获得良好的破碎效果,破碎效率达95.9%。[结论]该研究建立了一种简便、高效而又经济的裂解酵母细胞的方法。     

纳米银灭菌机制及应用研究进展

纳米银作为一种新型材料,在国际上被广泛应用在医学、食品、化工和通讯等领域。纳米银具有其他材料所不具备的优点,其中广谱的抗菌性和病菌对其无耐药性的影响尤为显著。纳米银破坏细菌的细胞壁和细胞膜,进入细菌细胞质后又通过一系列作用来影响细菌代谢和DNA的复制等,最终达到灭菌的效果。对纳米银的灭菌机制和应用进行了综述,阐述纳米银在灭菌过程中的一些作用机制,并对纳米银的抗菌性研究前景进行了展望。     

两歧双歧杆菌PRL2010细胞壁蛋白预测和功能分析

[目的]运用生物信息学方法预测两歧双歧杆菌PRL2010锚定于细胞壁的蛋白和功能分析,为后续研究该菌与宿主相互作用的分子机制奠定基础。[方法]用Phobius和Signal P 4.0软件对两歧双歧杆菌PRL2010全基因组编码蛋白中细胞壁蛋白进行预测,同时采用COG(Cluster of Orthologous Groups of proteins)功能数据库对预测的细胞壁蛋白进行功能注释和聚类分析。[结果]两歧双歧杆菌PRL2010基因组1 706个编码蛋白中,28个蛋白含有细胞壁的锚定结构域。细胞壁蛋白功能分析结果显示,28个细胞壁蛋白中,21个蛋白没有功能注释,7个蛋白有功能注释,其中1个蛋白(exo-alpha-sialidase)参与碳水化合物代谢与转运,2个蛋白(bacteriophage endolysin和cell wall-associated protein)参与细胞壁和细胞膜的生物合成,2个蛋白(hypothetical protein BBPR_0440和Subtilisin family peptidase)参与蛋白质翻译后修饰,1个蛋白(beta-n-acetylhexosaminidase Nag Z)参与细胞内运输、分泌和囊泡运输,1个蛋白(metallophosphoesterase)功能只是预测的。[结论]两歧双歧杆菌PRL2010的大多数细胞壁蛋白功能未知,还需要在以后的研究中进一步分析和注释。     

动物双歧杆菌AD011细胞壁蛋白的预测和功能分析

[目的]运用生物信息学方法预测动物双歧杆菌AD011锚定于细胞壁的蛋白并进行功能分析,为后续研究该菌与宿主相互作用的分子机制提供基础资料。[方法]用Phobius和SignalP 4.0软件对动物双歧杆菌AD011全基因组编码蛋白中细胞壁蛋白进行预测,同时采用COG(Cluster of Orthologous Groups of proteins)功能数据库对预测的细胞壁蛋白进行功能注释和聚类分析。[结果]动物双歧杆菌AD011基因组1 518个编码蛋白中,11个蛋白含有细胞壁的锚定基序,6个蛋白含有LP×TG基序,1个蛋白含有Lys M基序,1个蛋白含有PG结合区域,2个蛋白含有SLH结构域,1个蛋白含有NLPC_P60结构域。细胞壁蛋白功能分析结果显示,11个细胞壁蛋白中,9个蛋白没有功能注释,2个蛋白(NLP/P60 protein和1,4-beta-N-acetylmuramidase)参与细胞壁和细胞膜的生物合成。[结论]动物双歧杆菌AD011大多数细胞壁蛋白功能未知,还需在以后的研究中进行进一步的功能注释。     

变异链球菌UA159细胞壁蛋白的预测和功能分析

[目的]对变异链球菌UA159细胞壁蛋白进行预测和功能分析,为后续研究该菌致病机制奠定基础。[方法]用Phobius和Signal P 4.0软件预测变异链球菌UA159的细胞壁蛋白,并采用COG功能数据库对细胞壁蛋白进行功能注释。[结果]变异链球菌UA159共含有22个细胞壁蛋白,其中含有LPx TG锚定基序的有12个,含有Lys M基序的有3个,含有CW基序的有5个,含有GW基序的有1个,含有PG锚定基序的有1个。功能分析结果显示,22个细胞壁蛋白中有18个蛋白没有具体的功能注释,4个蛋白有具体的功能注释,其中beta-lactamase与防御机制功能有关;exo-beta-D-fructosidase与碳水化合物代谢与转运有关;分子伴侣蛋白ATP-dependent protease Clp E与蛋白质翻译后修饰和蛋白质折叠有关;cell wall-associated protein Wap A与细胞壁和细胞膜的生物合成有关。[结论]变异链球菌UA159全基因组大多数的细胞壁蛋白功能未知,需在以后研究中进行进一步的功能注释。     

不同枇杷品种果实发育过程中果肉细胞壁组分的研究

探讨不同发育时期,细胞壁组分的变化对不同品种枇杷果肉质地的影响。以果肉质地差异较大的‘解放钟’(Eriobotrya japonica Lindl. cv. Jiefangzhong)和‘白梨’枇杷(Eriobotrya japonica Lindl. cv. Baili)为试材,分析果实在生长发育过程中细胞壁组分的变化,分析果肉质地差异性与细胞壁成分之间的相关性。结果表明,果实生长发育过程中,‘解放钟’和‘白梨’枇杷果肉水溶性果胶(water soluble pectin, WSP)含量均呈上升趋势;离子结合果胶(Ionic bound pectin, ISP)、共价结合果胶(covalently bound pectin, CSP)、纤维素(Cellulose)、半纤维素(semi-cellulose)、总钙和氯化钠溶性钙含量均呈下降趋势。在果实发育后期,‘解放钟’果肉WSP和细胞壁离子结合蛋白含量显著高于‘白梨’(P<0.05),但两者的细胞壁共价结合蛋白含量差异不大。‘解放钟’果肉纤维素含量始终高于‘白梨’且差异达显著水平(P<0.05),而果肉半纤维素含量差异不显著(P>0.05)。WSP、ISP、CSP、纤维素、半纤维素、离子结合蛋白与枇杷果肉质地形成相关,WSP、纤维素和离子结合蛋白是形成‘解放钟’和‘白梨’枇杷果肉质地差异的主要因素。     

桃品种间质地、水分及细胞壁组分的比较

为了探索桃果实的贮藏品质,利用生物力学、核磁共振影像、理化检测等分析手段,以北方晚熟桃品种为试材,研究桃品种间和贮藏期间质地、水分和细胞壁组分之间的差异及相互关系。结果表明:硬度从大到小依次是‘蟠桃’‘青州蜜桃’‘中华寿桃’和‘肥城桃’,‘蟠桃’硬度大,T_(23)弛豫时间长,水溶性果胶质量分数高,但纤维素质量分数低,而‘肥城桃’硬度最小,果胶、半纤维素和纤维素质量分数低,T_(23)弛豫时间短,自由水较多。相关性分析显示,桃果肉硬度与T_(23)、可溶性果胶、共价结合型果胶和半纤维素呈显著正相关,而粘附性与离子结合型果胶、半纤维素和纤维素呈显著负相关。T_(22)与T_(20)、T_(21)和T_(23)均呈显著正相关,T_(22)与可溶性果胶和半纤维素显著正相关,T_(23)与可溶性果胶、共价结合型果胶和半纤维素均呈显著正相关,桃品种间硬度的差异是细胞壁组分和水分共同起作用的结果。并且,通过贮藏试验进一步表明,‘肥城桃’果实硬度下降伴随着纤维素和半纤维素的降解,水溶性果胶显著增加,果实内紧密结合水(T_(20))逐渐消失,而自由水(T_(23)和M_(23))显著增加。