不同基因型水稻产量和品质的物质代谢研究

以湘早籼２０ 号和超丰早 １ 号为材料,研究了水稻物质代谢特性与产量和品质形成的关系．结果表明：产量与蛋白质含量均高的超丰早１ 号具有叶片蔗糖磷酸合成酶（ Ｓ Ｐ Ｓ）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（ Ｐ Ｅ Ｐ Ｃ）、籽粒蔗糖合成酶（ Ｓ Ｓ）和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ Ａ Ｄ Ｐ Ｇ Ｐ Ｐａｓｅ）活性高,成熟后期的叶片和籽粒可溶性糖含量低,叶片和籽粒的全氮、蛋白氮和非蛋白氮含量及其谷氨酰胺合成酶（ Ｇ Ｓ）活性高的特性,从而促进籽粒蛋白质含量和产量增加．     

不同木薯品种叶片碳氮代谢与块根淀粉积累特性研究

以木薯高淀粉品种GR891、南植199(nanzhil99)和低淀粉品种南洋红(SC201)为材料,分别在块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期测定叶片碳氮代谢有关指标和块根淀粉含量,探讨木薯叶片碳氮代谢与块根淀粉积累的关系.结果表明,块根淀粉含量与叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性、叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、叶片磷酸合成酶(SS)活性、叶片可溶性糖含量呈正相关关系且与叶片磷酸合成酶(SS)活性达到显著水平,与叶片硝酸还原酶(NR)活性呈负相关但不显著.块根淀粉含量与叶片蔗糖含量、叶片可溶性蛋白含量、叶片氨基酸含量呈极显著负相关关系.但高淀粉木薯品种在生育后期代谢活性下降缓慢,显示出源端较强的同化物持续供应能力,各品种表现出相同的规律.     

不同甜高粱品种蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性与糖分积累的关系

以12个品种的甜高粱为材料,测定其叶片和茎秆在4个主要生长时期的可溶性糖含量以及蔗糖合成酶(sucrose syhthase,简称SS)和蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,简称SPS)的活性变化,对2种酶的活性以及酶活性与可溶性糖含量之间的相关性进行分析,以了解甜高粱体内蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶对糖积累的影响。结果表明:在整个生长时期中,可溶性总糖含量不断提高,成熟期达到最大值。同一时期,茎秆中的2种酶活力大于叶片中的酶活力,在前期,2种酶活力差异不明显,但在生长后期,相同部位的SS活性要大于SPS活性。叶片中可溶性糖含量与SS活性呈极显著正相关(r=0.913,P0.01),与SPS活性也呈极显著正相关(r=0.92,P0.01);茎秆中可溶性糖含量与SS活性呈极显著正相关(r=0.989,P0.01),与SPS活性也呈极显著正相关(r=0.983,P0.01),说明SPS和SS是影响甜高粱糖积累的关键酶。     

长期定位氮胁迫对小麦碳氮代谢、氮素利用及产量的影响

利用大田长期氮肥定位试验,以施N 180 kg/hm2处理为对照,研究了氮胁迫(不施氮肥)对不同品质类型小麦(中筋小麦品种中麦895、强筋小麦品种石优20)碳氮代谢、氮素利用及产量的影响,以期为生产上的氮肥合理运筹提供理论依据。结果表明,氮胁迫条件下,2个小麦品种旗叶蔗糖含量(花后7~35 d)、旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性(花后7~35 d)、籽粒蔗糖含量(花后21~35 d)、籽粒SPS活性(花后14~35 d)均较对照明显降低;2个小麦品种旗叶可溶性蛋白含量、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和籽粒GS活性均较对照明显降低;2个小麦品种开花期氮积累量、成熟期氮积累量、开花前氮转移量均较对照显著降低,而开花前氮转移率和开花前氮贡献率均较对照显著提高;2个小麦品种氮素籽粒生产效率、氮素吸收效率、氮素生理效率和氮素收获指数均较对照显著提高;2个小麦品种穗数、穗粒数和产量均较对照显著降低。综上,氮胁迫下小麦灌浆中后期碳、氮同化能力明显下降,氮素积累量降低,但对氮素的吸收能力增加,营养器官氮素向籽粒的转运比例增加,进而小麦植株对氮素的整体利用率得以提升,但小麦产量降低。     

油菜角果SPS活性变化对其碳氮代谢及油分形成的影响

【目的】探明油菜角果蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)活性变化对其碳氮代谢产物及油分含量的影响,为进一步研究油菜SPS表达调控机理、改良油菜品质和产量的矛盾提供理论依据。【方法】以氮低效和氮高效油菜品种为试验材料,在正常供氮和氮胁迫条件下进行土培试验。角果发育中期涂抹SPS抑制剂,以涂抹蒸馏水为对照,处理后第3 d上午测定角果皮及籽粒的SPS活性、可溶性糖和游离氨基酸含量,成熟期测定籽粒油分含量。【结果】角果涂抹SPS抑制剂后,不同氮水平条件下不同氮效率油菜品种的SPS活性均明显下降,其差异达显著水平(P0.05)。氮胁迫条件下,氮低效品种的SPS活性受抑制较明显,而在常氮条件下,氮高效品种的SPS活性受抑制较明显;角果发育期的SPS活性表现为正常供氮处理高于氮胁迫处理,氮高效品种高于氮低效品种;可溶性糖含量的变化规律与SPS活性一致;游离氨基酸含量在不同氮水平间和品种间的差异与SPS活性一致,而对SPS抑制剂的反应与SPS活性和可溶性糖含量不同,即在SPS活性受抑制条件下呈升高趋势。籽粒油分产量也与SPS活性的变化趋势相同,在SPS抑制剂处理下明显下降,氮胁迫和常氮水平下氮低效和氮高效品种的籽粒油分含量分别降低5.00%、13.13%、17.57%和21.88%,表现出氮高效品种的籽粒油分产量高于氮低效品种、常氮处理高于氮胁迫处理。【结论】无论氮水平如何,氮低效和氮高效油菜品种油菜角果的SPS活性受抑制时,角果皮和籽粒的碳代谢减弱、氮代谢增强,最终导致油分产量降低。     

不同基因型水稻产量和品质的物质代谢研究

以湘早籼２０号和超丰早１号为材料，研究了水稻物质人持性与产量和品质形成的关系，结果表明：产量与蛋白含量的直丰早１号具有叶片蔗糖磷酸合成酶、磷酸烯醇式丙酮酸羟化酶、籽粒蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性高，成熟后期的叶片和籽粒可溶性糖含是低，叶片和籽粒的全氮、从而促进籽粒蛋白含量和产量增加。     

硝普钠对藠头鳞茎贮藏期间碳氮代谢及关键酶活性的影响

本研究以开远甜藠头为材料,测定了不同浓度硝普钠处理后藠头糖含量、碳代谢关键酶和氮代谢关键酶等各项指标。结果表明,贮藏期间,藠头鳞茎淀粉、总氮含量逐渐下降,可溶性糖、还原糖、蔗糖和蛋白质含量逐渐上升,游离氨基酸含量呈先上升后下降的趋势,硝普钠处理增大了变化幅度;淀粉酶、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈先上升后下降的趋势,蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性呈下降趋势,谷氨酸合成酶(GOGAT)活性呈上升趋势;硝普钠处理后使其活性增强,延缓了其下降幅度;此外,硝普钠处理还增加了贮藏期间藠头鳞茎的总碳含量,影响了碳氮比,有效抑制了贮藏期间芽的生长,缓解腐烂和鲜重的降低。可见,硝普钠处理可促进藠头鳞茎贮藏期间淀粉的转化和糖的积累,延缓氮的分解,促进蛋白质的积累,提高外观品质,其中以浓度为0.50 mmol·L-1处理效果最佳。     

花后干旱和渍水下氮素供应对小麦籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响

 防雨池栽条件下，设置渍水、干旱和对照3个水分处理，每个水分处理下再设置2个施氮水平，研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦（Triticum aestivum L.）品种籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响。研究结果表明，与对照相比，花后干旱和渍水均降低旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）和谷丙转氨酶（GPT）活性，但水分逆境下增施氮肥可以提高旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）、GS和GPT活性。灌浆期籽粒-蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、GS和GPT活性均呈下降趋势，水分逆境下小麦籽粒SS和GS活性降低，干旱提高GPT活性，而渍水使其降低。土壤水分适宜或亏缺条件下增施氮肥可以提高籽粒SS活性，而渍水下增施氮肥降低SS活性。干旱和渍水下增施氮肥可以提高籽粒SSS、GBSS、GS和GPT活性。干旱处理提高直链淀粉积累速率和蛋白质含量，而渍水使其降低。土壤干旱和渍水下增施氮肥降低直链淀粉和支链淀粉积累速率，提高了蛋白质含量，且适宜水分或亏缺条件下增施氮肥可以提高蛋白质积累量，而渍水下增施氮肥不利于蛋白质积累。     

不同品种春玉米籽粒蔗糖积累规律的研究

试验以高淀粉玉米(四单19)、普通玉米(东农250)、优质蛋白玉米(丰禾10)为材料,研究氮素用量对春玉米籽粒蔗糖合成的影响,揭示蔗糖合成过程中蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的调节作用。结果表明,氮素用量适当有利于提高玉米籽粒中蔗糖含量、蔗糖合成酶(SS)合成方向活性和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,并且证实了蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)能促进春玉米籽粒蔗糖积累。     

苗期不同光周期处理对西葫芦幼苗生长、碳氮 代谢关键酶活性和激素含量的影响

通过人工控制光照时间,研究了不同光周期处理对西葫芦幼苗生长、碳氮代谢关键酶活性和激素含量的影响。结果表明:随着光周期的延长,除光周期10 h株高、茎粗、地上部鲜重、根系鲜重和光周期14 h之间均无显著差异外,西葫芦幼苗生长均呈显著增加趋势,光周期14 h时最大;叶绿素含量,蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、蔗糖合成酶(SS)活性、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,可溶性糖、可溶性蛋白及IAA和ZT含量均呈先增加后降低的趋势,光周期10 h处理时最高。分析表明,光周期10 h时有利于促进西葫芦幼苗的生长,可通过调控酶活性和激素含量来影响其生长发育。     

Effects and Mechanisms of P and K Nutrients on Yield and Protein Content of Fodder Rice

Effects and mechanisms of P and K nutrients on yield and protein content of Weiyou 56, a fodder hybrid rice combination, were studied through pot experiment and biochemical analysis. The results showed that the increase of P and K nutrients enhanced the activities of PEP carboxylase (PEPC), glutamine synthase (GS) and sucrose phosphate synthase (SPS) in leaves, sucrose synthase (SS), ADP glucose pyrophosphorylase (ADPGP) and GS in grains, and the chlorophyll content in leaves, soluble sugar and starch content in grains,protein N and total N content in leaves and grains. Howerer, they decreased soluble sugar content in leaves and led to an increase of protein content in brown rice, biomass, grain yield and harvest index. Excessive P nutrients slightly reduced SPS and ADPG activity in leaves and grains respectively.     

插秧密度对寒地粳稻碳氮代谢关键酶活性及产量的影响

以优质品种五优稻1号和超级稻品种松粳9号两个晚熟品种为试验材料,采用密度和品种裂区试验设计以及生化分析等方法,研究了不同插秧密度对碳氮代谢关键酶活性及产量的影响。结果表明,在M11(0.36m×0.15 m)密度条件下,优质品种五优稻1号ADPG(ADPG焦磷酸化酶)、GS(谷氨酰胺合成酶)活性表现较高;在M9(0.30 m×0.15 m)密度条件下,超级稻品种松粳9号ADPG、GS活性表现较高;在相应的条件(M11和M9)下,五优稻1号和松粳9号分别表现出较高的产量;这为相应密度条件下五优稻1号和松粳9号形成高产奠定了基础和提供了理论依据。     

有机无机肥配施对水稻光合特性及NR与SPS活性的影响

采用田间小区试验,研究了有机肥(稻草、猪粪、猪粪堆肥和沼渣沼液)与化肥配施对水稻光合特性、硝酸还原酶(NR)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性的影响.结果表明,猪粪堆肥与化肥配施处理在提高水稻功能叶净光合速率、水稻碳氮代谢关键时期NR和SPS酶活性方面较其他类型的配施处理有较明显优势,并能提高水稻产量和改善品质.与施纯化肥...     

氮肥基追比对弱筋小麦宁麦9号籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响

 为研究弱筋小麦籽粒淀粉形成的机制，以弱筋小麦宁麦9号为材料，对不同氮肥基追比对其籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响及相关生理基础研究表明，氮肥基追比7∶1∶2处理与5∶1∶4处理相比，花后7～28 d籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率低，成熟籽粒直链淀粉含量低，支链淀粉、总淀粉含量高，剑叶蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和蔗糖含量低，籽粒蔗糖合成酶（SS）活性低，籽粒蔗糖含量高，籽粒ADPG焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性低，淀粉积累量低。相关分析表明，籽粒中AGPP、SSS、GBSS与直、支链及总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率呈极显著正相关，说明这几种酶对促进籽粒淀粉的积累起重要作用。     

氮肥对不同烤烟品种碳氮代谢关键酶活性的影响

为探讨氮肥对不同烤烟品种碳氮代谢关键酶活性的影响,采用大田试验测定了红花大金元(H)和K326(K)两个烤烟品种在施氮和不施氮条件下,不同生育期硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合酶(SS)的活性变化。结果表明:对于同一品种,氮肥的使用在前期提高NR、GS活性,中期提高GDH活性;同时施氮提高前期SPS活性及后期SS活性。同一施氮处理情况下,K326的NR活性和SPS活性在前期高于红大,在碳代谢旺盛时期K326的GDH活性也要高于红大,在后期红大的GS酶活和SS活性高于K326。氮肥对不同品种烟株的氮代谢都起到促进作用;K326在前期利用氮素作用强于红大,后期氮素再利用作用却弱于后者,同时K326和红大在碳代谢过程中碳源向不同的碳水化合物分配的比例不同。因此在烤烟生长发育过程中,需根据不同品种氮素需求的特点,确保氮肥的供应充足。     

红壤、水稻土上不同氮素形态配比对烤烟碳氮代谢关键酶活性的影响*

 通过不同氮素形态配比盆栽试验，研究了K326中部叶不同发育时期氮代谢的相关酶即硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和碳代谢的关键酶即转化酶（Inv）、蔗糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性变化。结果表明：硝酸还原酶随硝态氮比例的增加酶活性呈上升趋势，而谷氨酰胺合成酶活性的变化趋势则与之相反；转化酶和蔗糖合成酶对烟草叶片生长发育的作用时期不同，即转化酶在烟草叶片发育中期，蔗糖合成酶在叶片发育后期。在云南玉溪砂红壤上以配施60%硝态氮复合肥有利于烟叶中碳代谢，而在水稻土上以配施40%硝态氮复合肥有利于烟叶中碳代谢。铵态氮比例过大不利于叶片碳氮代谢的适时转化。     

不同氮吸收效率水稻品种蔗糖代谢酶的活性比较

[目的]阐明氮素代谢效率的高低与蔗糖代谢强度的关系。[方法]以不同浓度的NH4NO3(0.1、0.5、2.5、12.5 mm/mol)对2个水稻品种桂单4号(GD)和南光(NG)进行水培处理,并对不同供氮水平下不同水稻品种的蔗糖代谢酶的活性进行了比较。[结果]GD叶片蔗糖磷酸合酶以及叶片和根中酸性转化酶活性高于NG,蔗糖含量和低氮水平下谷氨酰胺合成酶(GS)活性高于NG,而中性转化酶的活性在不同供氮水平下的两品种间差异不显著。在所有供氮水平下NG叶片和根中的硝酸还原酶(NR)活性均高于GD。[结论]GD的氮素代谢水平高与低氮水平下GS的活性、蔗糖的合成与分解活性较高有关,而与NR活性无关。     

春化处理对北农1号萝卜碳水化合物含量 及相关酶活性的影响

 【目的】探讨春化处理对萝卜碳水化合物含量及蔗糖代谢相关酶活性的影响。【方法】低温处理萌动‘北农1号’种子30 d，研究低温春化处理对萝卜叶片（源）及肉质根（库）碳水化合物含量的影响及糖代谢相关酶活性的变化规律。【结果】春化处理‘北农1号’叶片及肉质根蔗糖、葡萄糖、果糖、棉子糖及总糖含量比对照降低，淀粉含量增加。叶片转化酶活性从“拉十字”开始到“拉十字”后21 d（“破肚”前期）高于对照，“拉十字”后28 d（“破肚”结束）转化酶活性降低且低于对照，蔗糖合酶与蔗糖磷酸合成酶活性在整个观察期都低于对照；春化处理促进了肉质根中性转化酶及蔗糖磷酸合成酶活性升高，酸性转化酶与蔗糖合酶活性变化不明显。【结论】低温春化处理影响了萝卜叶片及肉质根蔗糖代谢相关酶活性，碳水化合物代谢分配发生变化，叶片及肉质根中可溶性糖含量减少，抑制了肉质根的膨大。     

甜瓜叶片光合产物输出能力对弱光的响应

【目的】研究甜瓜果实发育期坐果节位叶片光合能力、蔗糖合成能力和水苏糖装载能力对遮光的响应,分析不同耐弱光性甜瓜品种同化物输出能力的差异,为进一步研究甜瓜耐弱光品种果实糖分卸载与积累机理奠定基础。【方法】以耐弱光甜瓜品种‘玉金香’和不耐弱光品种‘钰雪三号’为试材,在日光温室条件下于授粉后进行遮光处理,每5 d取样一次,取坐果节位叶片测定叶绿素含量、气体交换参数、葡萄糖、果糖、蔗糖、肌醇半乳糖苷、棉子糖、水苏糖和淀粉含量,同时测定叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(AI)、肌醇半乳糖苷合成酶(GS)和水苏糖合成酶(STS)活性。【结果】遮光处理后,两个甜瓜品种叶片叶绿素a/b、净光合速率(Pn)、葡萄糖、果糖和蔗糖含量均显著降低,淀粉含量升高,‘玉金香’叶绿素a/b降幅(10.0%)大于‘钰雪三号’(5.8%),而Pn、蔗糖含量降幅(分别为30.3%和30.9%)和淀粉含量增幅(3.6%)均显著小于‘钰雪三号’(分别为45.2%、60.6%和20.4%)。遮阴条件下,两个品种叶片蔗糖代谢相关酶SPS、SS、AI和NI活性均显著降低,‘玉金香’SPS和SS酶活性降幅(分别为16.5%和30.0%)显著小于‘钰雪三号’(31.6%和40.5%),而AI和NI降幅(分别为23.8%和12.7%)高于‘钰雪三号’。遮光后甜瓜叶片肌醇半乳糖苷含量和GS活性均显著降低,但品种间差异不显著。棉子糖、水苏糖和STS活性均显著降低,‘玉金香’棉子糖含量降幅(65.3%)显著高于‘钰雪三号’(35.0%),而水苏糖和STS活性降幅(分别为79.5%和23.8%)小于‘钰雪三号’。【结论】遮光条件下,耐弱光品种‘玉金香’叶片蔗糖合成能力和水苏糖装载能力下降较少,具有较强的同化物输出能力。