水稻种子成熟和萌发过程中脂氧合酶同工酶活性及其表达水平

水稻种子中有3种脂氧合酶（LOX）同工酶,分别为LOX-1、LOX-2、LOX-3。以本实验室筛选到的LOX-3缺失突变体北陆PL2和正常的水稻品种Koshihikari为材料,研究种子成熟及萌发过程中LOX活性的变化规律。结果显示,2个水稻品种在种子成熟中LOX活性变化规律不一致,Koshihikari开花后10～25d活性升高,以后趋于下降,而北陆PL2花后种子LOX活性基本没有变化;在种子萌发过程中两品种LOX活性变化规律基本一致,萌发初期活性迅速升高,浸水萌发后2d达到峰值,以后开始下降。同工酶分析、半定量RT-PCR结果都显示,在水稻成熟过程中,种子中LOX-3活性和表达水平都显著高于其他两种酶（LOX-1和LOX-2）;在种子萌发过程中,LOX-2活性和表达水平占优势,而LOX-1在种子成熟和萌发过程中都显示较低的活性和表达水平。这表明,水稻种子LOX-3可能与水稻的贮藏特性有关,LOX-2在水稻萌发过程中起主要作用,可能与水稻萌发期间储藏脂质的利用有关或者具有萌发信号的作用,而LOX-1的功能还有待进一步研究。     

脂肪氧化酶同工酶对水稻种胚脂质代谢的影响

[目的]研究脂肪氧化酶同工酶对水稻种胚脂质代谢的影响。[方法]对LOX-1和LOX-2缺失品种皖鉴2090以及LOX-3缺失品种冲腿和正常品种汕优63的种子进行人工加速老化处理,研究不同脂肪氧化酶同工酶缺失水稻种子游离脂肪酸和脂质过氧化产物的变化。[结果]种子老化处理期间,皖鉴2090的游离脂肪酸含量低于冲腿和汕优63,其增加速率慢于冲腿和汕优63;多聚不饱和脂肪酸含量始终较高,其降低速率慢于冲腿与汕优63;丙二醛含量始终最低,其增加速率最慢。冲腿的游离脂肪酸增加速率、多聚不饱和脂肪酸降低速率均介于皖鉴2090和汕优63之间。[结论]LOX-1、LOX-2缺失可降低水稻种子脂质过氧化水平和过氧化速率,LOX-3缺失可减轻水稻种子脂质过氧化水平。     

脂肪氧化酶同功酶缺失对水稻耐储藏特性的影响

利用自主开发研制的作物脂肪氧化酶同功酶快速检测技术 ,筛选出Lox -1、Lox -2缺失材料皖鉴 2 0 90、皖鉴 10 2 4、皖鉴3 0 3 3等。为了进一步研究鉴定脂质氧化酶缺失对稻谷陈化、仓储害虫的影响 ,将 3个Lox缺失材料 (DawDam、冲腿、皖鉴 2 0 90 )和其他 3个Lox不缺失品种 (早籼 14、中籼 898、晚粳M3 12 2 ) ,在一定的储藏条件、温度、时间下 ,调查了仓储害虫危害情况和种子生活率。结果表明 :①在储藏过程中 ,品种间仓储害虫危害差异较大。在 5个籼稻品种中 ,Lox -3缺失种质DawDam和冲腿的虫蛀率约 5 % ,为最低 ;中籼 898、皖鉴 2 0 90、早籼 14的虫蛀率在 13 .8%～ 19.5 % ;粳稻品种晚粳M3 12 2的虫蛀率最高 ,达 3 3 .5 %。因此 ,Lox -3缺失种质的虫蛀率的发生较其他品种低 2 .5～ 6.5倍。②随着储藏期的增加 ,种子发芽率呈下降趋势。但是Lox -1、Lox -2缺失的皖鉴 2 0 90 ,至调查时储存 42个月 ,发芽率几乎没有变化 ,仍保持在 98.5 % ,成苗率高达 85 %。由此表明 ,Lox -1、Lox -2的缺失对保持种子生活力和延缓稻谷陈化变质具有重要的作用 ,可能是影响种子长寿命的关键基因     

水稻种胚脂氧合酶-3和耐贮性关系的研究现状与策略

 稻谷贮藏期间脂质的降解是导致其品质下降并产生令人不快气味的主要原因之一。已经发现 ,约占水稻种胚LOX总活性 80 %～ 90 %的脂氧合酶 3(LOX 3)是脂质降解并导致产生令人不快气味的主要关键酶 ,缺失体 (DawDam)的研究还表明 ,其活性缺失可以降低贮藏期间稻谷不饱和脂肪酸的过氧化水平 ,减少包括己醛、戊醛和戊醇等令人不快的陈化气味的累积 ;遗传分析的研究则证实LOX 3的缺失由单隐性基因控制。另一方面 ,从酶学特性来看 ,种胚LOX 3与已纯化的水稻叶片LOX和克隆的 3种水稻叶片Lox的编码蛋白是明显相异的。今后需进一步加强水稻种胚LOX 3缺失对耐贮性影响的研究 ;同时由于仍未克隆到编码稻谷种胚LOX 3的基因 ,更不太清楚其缺失的分子机理 ,而诸如大豆和豌豆等其它粮食作物种子中脂氧合酶缺失的表型则涉及结构基因中编码序列的单碱基颠换以及启动子区域的替代、插入和删除等 ,因此有必要克隆控制水稻种胚LOX 3缺失的隐性基因和相应的显性基因 ,阐明它们基因表达和调控的机制差异 ;最后进一步提出耐贮藏水稻新品种选育的理论和实践概念。     

优质水稻品种W017的耐贮藏特性

对W017(LOX-3缺失)和武育粳3号(LOX-3正常,对照)贮藏1年和新收获的种子进行比较试验,人工老化处理5 d,贮藏1年的W017种子发芽率为87.3%,而贮藏1年的武育粳3号的发芽率只有14%,新种子对老化处理不敏感.用RVA谱检测2个品种在贮藏过程中品质变劣的程度,发现贮藏1年后,2个品种的RVA谱特征值均有变化,除了最高黏度外,W017的变化程度明显小于武育粳3号.进一步对淀粉酶活性的分析表明W017能保持较高发芽率、品质变劣速度缓慢的原因之一在于其种子能保持较高的淀粉酶活性水平.以上结果证实W017具有较强的耐贮性.     

优质水稻品种W017的耐贮藏特性

对W017(LOX-3缺失)和武育粳3号(LOX-3正常,对照)贮藏1年和新收获的种子进行比较试验,人工老化处理5 d,贮藏1年的W017种子发芽率为87.3%,而贮藏1年的武育粳3号的发芽率只有14%,新种子对老化处理不敏感.用RVA谱检测2个品种在贮藏过程中品质变劣的程度,发现贮藏1年后,2个品种的RVA谱特征值均有变化,除了最高黏度外,W017的变化程度明显小于武育粳3号.进一步对淀粉酶活性的分析表明W017能保持较高发芽率、品质变劣速度缓慢的原因之一在于其种子能保持较高的淀粉酶活性水平.以上结果证实W017具有较强的耐贮性.     

水稻脂肪氧化酶研究进展

近年来的研究表明 ,稻谷储藏期间脂质的氧化是导致稻谷陈化变质的最主要因素 ,其中脂肪氧化酶是脂质降解的关键酶。根据近几十年的国内外研究资料 ,对脂肪氧化酶的作用、检测技术和耐储藏的水稻品种选育等方面的重要进展进行了综述。     

纵览天下事 开启致富门

<正> 专家破译水稻“长寿基因” 安徽省农业科学院水稻研究所,等完成了一项基因育种技术,破译了水稻的“长寿基因”,大大延缓了稻谷储藏的霉化变质期限,对粮食储藏具有极大的应用价值。据课题组负责人吴跃进博士介绍,稻谷中所含的三种脂肪氧化酶Lox,是影响稻谷陈     

谷子脂氧合酶(LOX)活性测定条件的研究

[目的]脂氧合酶(LOX)是导致谷物陈化变质的关键因素,为了深入研究LOX对谷子陈化的影响,需对谷子中脂氧合酶(LOX)最适活性条件及影响因素进行测定。[方法]本研究以晋谷21号为主要试验材料,亚油酸作反应底物,采用紫外分光光度法测定谷子中脂氧合酶(LOX)活性的最适反应条件及影响因素。[结果]作物谷子中脂氧合酶(LOX)活性的最适pH为7,最佳反应温度为30℃,最适底物添加量为200μL,粗酶最适提取时间为2h,最佳粗酶液加入量/底物加入量为1∶6。[结论]此研究结果可以为今后对谷子脂氧合酶(LOX)的研究提供一定的技术借鉴与指导。     

大豆种子LOX活性与电导率的相关性研究

[目的]研究大豆种子脂肪氧化酶（LOX）活性与种子活力及耐藏性的关系.[方法]以107个大豆品种（系）为试验材料,测定新收获种子的LOX活性和电导率;将种子常规贮藏7个月,再测定陈种子的LOX活性和电导率,对新、陈种子分别进行LOX活性与电导率的相关分析.[结果]新、陈大豆种子的LOX活性均与种子浸泡液电导率不存在相关性.[结论]研究初步认为,大豆LOX活性与种子活力及耐藏性没有明显关系.     

脂肪氧化酶与稻谷贮藏的陈化变质

介绍了一种新的植物脂肪氧化酶同功酶快速检测技术在筛选Lox 3缺失的稻谷耐贮藏材料的应用 ,并讨论了脂肪氧化酶与稻谷贮藏的陈化变质之间的联系。旨在开辟一条研究Lox特性和选育Lox缺失型材料的新途径     

大豆种子脂肪氧化酶缺失基因控制豆腥味效果的研究

 应用蒸馏提取法、气相色谱和气 -质联机的方法分析了大豆种子脂肪氧化酶缺失体近等位基因系在加工豆制品时所产生的挥发性气味物质。研究结果表明 ,从豆粉和豆浆中都只分离出 2 4种气味成分 ,主要为醛和醇类物质 ;在形成挥发性气味物质和豆腥味物质中 L ox2起主要作用 ,L ox1次之 ,L ox3作用最小 ,但具有降低己醛生成的作用 ;不论缺失 L ox1,还是缺失 L ox2 ,都可极显著地降低挥发性气味物质和豆腥味物质的生成量 ,而缺失 L ox3则会显著增加己醛的生成量 ;缺失基因间存在有显著或极显著的一级和二级负互作 ;不同加工条件对缺失基因的缺失平均效应和互作效应有明显的影响。全缺失体类型具有最低的挥发性物质和豆腥味物质的生成量 ,而缺 L ox3类型具有最高的生成量 ,其余的缺失体类型则介于两者之间 ;用己醛作为衡量脂肪氧化酶在形成豆腥味中的重要性和各种缺失体类型控制豆腥味效果的指标是可行的。因此 ,培育出大豆种子脂肪氧化酶全缺失的品种将有望成为食品加工业的优质原材料     

OsmiR156过表达对水稻分蘖数与生长生理相关性的影响

[目的]通过比较水稻OsmiR156组成型过表达材料D18p、OsmiR156茎秆特异性过表达材料Ubi1及其亲本日本晴分蘖期的生理生化特性,为产量性状的遗传改良提供依据.[方法]设计随机土壤盆栽试验,测定分蘖期的生物学特性.[结果]分蘖初期,3种材料的分蘖数和株高没有显著差异（P＞0.05）.在分蘖中后期D18p和Ubi1的分蘖数高于日本睛,而株高低于日本睛.在分蘖后期,3种材料中Ubi1的净光合速率和吲哚乙酸氧化酶活性最高;D18p和Ubi1的叶片生长素含量和脱落酸含量都高于日本晴.[结论]OsmiR156过表达会引起植株矮化,分蘖数增多,3种材料的分蘖数与其叶片生长素含量及吲哚乙酸氧化酶活性呈线性正相关.     

纳米抗菌包装对胚芽米储藏过程中陈化的抑制作用

【目的】胚芽米的营养价值相当丰富,具有广阔的市场前景,但其极易变质且不易储藏的现状是影响其推广的一大问题。探索胚芽米陈化过程中的成分变化及劣变情况,开发一种符合市场需求的、能够延缓胚芽米陈化的新型纳米抗菌包装材料。【方法】以五优稻4号胚芽米为试材,以普通聚乙烯包装材料为对照,分别制备两种不同的纳米抗菌包装材料,在常温环境下(25℃、65%湿度)储藏胚芽米28 d。每7 d取样一次,分别检测包装材料内部气体组成及胚芽米储存过程中菌落总数、脂肪酶活力、脂肪酸总量、淀粉糊化特性等指标;在初期和末期检测脂肪酸组成,胚芽米胚乳切面微观结构,以及纳米包装薄膜本身的抗菌性。比较抗菌性纳米包装材料对延缓胚芽米陈化的作用。【结果】包装袋内部气体组成检测数据表明,纳米包装材料改变了包装袋内部气体组成,降低了O2/CO2的比值,低氧环境也抑制了胚芽米的呼吸作用。抑菌性试验数据显示,两种纳米抗菌包装材料的抑菌性能较好,对大肠埃希氏菌与大米霉菌的抗菌率分别达99%与95%以上。普通包装下的胚芽米常温贮藏第28天菌落数即达41×10~4 cfu/g,而同期两种纳米包装下的胚芽米霉菌数仅分别为17×10~4 cfu/g与18×10~4 cfu/g(P0.05);抗菌包装中的胚芽米脂肪酶活性值较低,减少了游离脂肪酸的产生;胚芽米的脂肪酸组成适宜人体,较为合理,其初始不饱和比例为71.22%,贮藏28 d后普通包装下的胚芽米脂肪酸不饱和度为65.95%,而两种抗菌包装分别下降至69.10%与67.41%,变化幅度较小;抗菌包装中的胚芽米淀粉糊化特征值变化小,即口感劣变较慢;从胚乳切面微观结构上看,纳米抗菌包装材料在一定程度上具有延缓胚芽米陈化的作用,其内部淀粉质体裂解程度较低。【结论】常温环境下胚芽米陈化较快,霉菌繁殖、脂肪分解及结构等变化反应了胚芽米的陈化过程。纳米抗菌包装材料抑制了霉菌生长并能调节包装材料内部气体组成,达到降低胚芽米劣变速度与延缓陈化的作用。     

The Status and Strategy on the Relationship Between Lipoxygenase-3 in Rice (Oryza sativa L.) Embryos and Storability

The degradation of lipids was mainly responsible for the reduction of rice quality and production of stale flavor during its storage. It was proved that LOX-3, the major component of the isozymes accounting for 80% -90% of total activity, was the key enzyme in above process. Further results indicated that the lack of LOX-3 in Daw Dam led to decrease of lipid peroxidation, alleviating the accumulation of stale flavor during storage, which is caused by hexanal, pentanal and pentanol compounds etc. Genetic survey displayed that the absence of LOX-3 was controlled by a single Mendelian recessive gene. On the other hand,three cloned LOX genes and deduced LOX genes encoding some purified LOXs could not be contributed to the embryo LOX genes by comparing biochemical characterizations of these expressed products and some purified LOXs with known LOXs in rice embryos. The future research should focus on the further influences of LOX-3-null on rice storability. Meanwhile, single-base-transversion in coding region, insertion, deletion and replacement in promoter of LOX genes were related with lipoxygenase-null genotype of soybean and pea. Therefore,the cloning of the recessive gene controlling the null of LOX-3 and its corresponding dominant gene in rice seed embryos will contribute to the understanding of the null molecular mechanism, elucidating the differences of LOX genes expression and regulation in rice embryos. In the last, the breeding strategy of new storable rice,including the theoretical and practical concepts, was surveyed.     

中国大豆脂肪氧化酶缺失种质多样性鉴定研究

应用改进的IEF电泳方法,对中国26个省、市（区）的895份大豆资源进行脂肪氧化酶缺失类型鉴定;对IEF电泳图谱进行激光扫描分析,比较品种间各条同工酶带活性差异;研究脂肪氧化酶的缺失与籽粒颜色、百粒重、播种期类型及生育期的关系;通过生物体系超弱发光动力学分析,研究种子发芽前后脂肪氧化酶缺失体活性动态变化。结果表明：在中国大豆资源中发现了4种脂肪氧化酶缺失体类型,鉴定出43份缺失突变体,占鉴定总数的4.80%;脂肪氧化酶的缺失与籽粒颜色和播种期类型有关,其中褐色、黑色大豆缺失频率较高;萌动种子发芽前,正常大豆的超弱发光强度明显高于脂肪氧化酶缺失体的发光强度,探索用超弱发光强度鉴别脂肪氧化酶缺失体的可能性。此外,还研究制定了一套快速、简便的大豆脂肪氧化酶鉴定技术,为种质创新研究及开发食品资源提供鉴定方法。     

普通野生稻(Oryza rufipogon)DNA导入栽培稻后代的发芽耐盐性研究

[目的]研究普通野生稻DNA导入栽培稻后代的耐盐性,从中筛选出耐盐性较强的材料,为水稻耐盐育种提供优异的种质资源。[方法]选取普通野生稻基因组DNA导入宁夏栽培品种宁粳16号和宁粳23号中所产生的后代为材料,用NaCl浓度为170 mmol/L的培养基进行处理,以各材料种子第5天的发芽势、发芽期的发芽率、相对盐害率为筛选指标进行鉴定,并研究了芽长、主根长和根数对盐胁迫的敏感指数。[结果]盐胁迫下,供试材料发芽势、发芽率均有不同程度的降低,材料DJ14、09D42、08D5-24、08D5-23和DJ24的相对盐害率均低于受体材料;盐胁迫下,芽长的敏感指数最大,其次为根数,根长最小。[结论]材料DJ14、09D42、08D5-24、08D5-23、DJ24、D5-54、DJ25、08D5-27、D-10、102、DJ18和09D68属于耐盐性较强的材料,耐盐级别均达到1级。     

水稻培养力的差异及再生植株诱导研究

以42个水稻品种为材料,采用幼胚、幼穗与成熟胚三种外植体,分别接种于M_1、M_2和M_3三种培养基上诱导愈伤组织,继代培养后,再转入二种分化培养基D_1与ID_2上诱导再生植株。通过统计分析,筛选出再生绿苗率高的基因型有东野-1、P_16、P_11、P_10与P_23等五个:外植体选用幼胚最佳,幼穗次之;愈伤组织诱导基以M_1与M_3效果较好;分化培养基D_1的诱导再分化能力高于D_2。