作物叶酸代谢工程

叶酸是指四氢叶酸及其衍生物的一类物质,是介导一碳单位转移的重要辅助因子。人体自身不能合成叶酸,必须从食物中获取。当人体叶酸缺乏时,贫血、神经系统疾病、心血管病及癌症等发病率显著增加。结合本实验室的工作,系统阐述了番茄、水稻和玉米作物的叶酸代谢工程研究策略以及研究进展,对叶酸合成前体喋呤和对氨基苯甲酸(PABA)含量与叶酸合成之间的关系进行了深入分析,并对今后叶酸代谢工程的发展进行了展望。     

山西谷子资源叶酸含量分析及评价

【目的】通过对山西谷子资源叶酸含量的测定与评价,了解谷子叶酸含量的变异及其与地理分布的关系,为谷子种质营养含量和育种提供依据。【方法】分别在谷子的研究基地长治、汾阳和太原采集目前山西育种和种植中常用品种245个,记录谷子颜色后于60℃下烘干,采用常规方法研磨脱壳去糠,记录米粒颜色后研磨米粒,全部过100目筛子,测定其叶酸含量。叶酸用磷酸二氢钾溶液恒温水浴浸提,加苯胺处理过的活性炭吸附,用3%氨-70%乙醇洗脱,采用高锰酸钾氧化-间接荧光法测定。【结果】①山西省245份不同品种谷子叶酸含量平均为1.53 μg•g-1。谷子叶酸含量数值服从正态分布且为左偏态,说明谷子叶酸含量较多集中在平均值偏高水平。②不同地区谷子叶酸含量不同。同一品种在汾阳种植其叶酸含量显著低于太原和长治。日均温、日照时数和相对湿度对叶酸含量影响不显著,降雨量则显著影响叶酸含量。③谷粒颜色对叶酸含量影响不显著,小米颜色差异显著影响叶酸含量,从高到低依次为：褐色、绿色、黄色、鲜黄、浅黄和白色米粒品种。【结论】山西省谷子资源的叶酸含量存在较为丰富的遗传变异,变异范围0.37-2.37 μg•g-1,变异系数为26.2%。不同生态区谷子叶酸含量存在明显差异,春播晚熟区的叶酸含量显著高于春播中熟区。降雨量显著影响谷子叶酸含量。小米颜色差异对叶酸含量有显著影响。在鉴定评价基础上,以样品叶酸含量的平均数及其标准差（ ±s）为分类依据,筛选了一批高叶酸的谷子种质资源总计24份,占参试材料的9.8%。目前山西省农业生产常用谷子品种晋谷21,其叶酸含量约为2.0 μg•g-1,属于高叶酸含量品种。     

陕西农业土壤中锌铜含量分布及对作物含量的影响

本文研究了陕西省主要农业土壤中微量元素锌、铜全量,有效态含量及分布状况,以及土壤中锌铜含量对作物含量的影响。结果表明:微量元素锌全量和有效态含量在多数土壤中较低,铜含量比较丰富。作物中,谷子、小麦中锌铜含量普遍高于其它作物,水稻土上生长的各种作物锌铜含量又普遍高于其它土壤上生长的作物。     

叶酸生物强化研究进展

叶酸是指四氢叶酸及其衍生物这一类物质,是介导一碳单位转移的重要辅助因子,参与生物体内许多重要反应。人类不具备自身合成叶酸的能力,只能从植物中摄取,叶酸缺乏会增加许多疾病风险,利用生物强化来提高植物的叶酸含量是一个解决全球性叶酸缺乏问题的可行办法之一。综述了叶酸的合成及代谢途径,重点介绍了目前叶酸生物合成的研究进展;阐述了我国的叶酸营养状况,并对我国的叶酸强化进行了展望。     

应用贝叶斯(Bayes)准则研究作物生态适应性

一、前言研究作物生育及产量形成与环境因子的关系,研究各种作物对环境的适应能力,即研究作物生态适应性,是评价一个地区农业资源、农业生产力,确定作物的合理布局,以及作物品种评比等的依据,是一项十分有意义的工作。但是目前,比较各种作物与各种生态环境的     

基于遥感光谱的作物氮含量估算研究进展

氮是作物生长不可或缺的营养物质之一,氮的亏缺或富余会严重影响作物的产量和经济效益,及时、准确和无损的作物氮素水平监测对作物的增产、合理施肥以及减少环境污染等具有重要意义。阐述了作物氮含量遥感估算的原理及国内外估算方法与研究进展,并在此基础上分析了基于遥感光谱数据的作物氮含量估算存在的问题,提出了未来研究的重点:模型普适性的提高、多源遥感数据的使用、多因素影响下作物氮含量的监测等。     

冬早马铃薯栽培技术浅析

马铃薯又名土豆、洋芋、山药蛋等。既是重要的粮食作物,也是主要的蔬菜作物。马铃薯产量高,含有大量的碳水化合物、叶酸、多种微量元素以及能够帮助预防老年疾病的膳食抗氧化剂和有利于健康的膳食纤维。比其它食用块根和块茎作物的蛋白质含量要高得多,而且脂肪含量较低。马铃薯吃法简单,口感好,容易调味,怎么做都好吃。     

小麦根分泌物对绿豆种子中铁累积的影响（简报）

以籽粒为主的植物性食品占世界食品总消费的33％～75％，是人体主要的微量元素来源，但是种子中微量元素含量低和人体吸收率不高常造成各种营养性缺素疾病（如缺铁性贫血）。此外，种子中储存的矿质元素尤其是各种微量元素对种子的萌发以及植株生长和产量形成都具有重要的作用。因此，提高种子中微量矿质养分的含量对改善食物品质、减少人体各种缺素性疾病的发生以及抵抗作物苗期营养胁迫、促进作物生长有十分重要的作用。一般认为，铁只有和有机螫合剂结合后才能在韧皮部运输并进入种子，但目前对这些有机物的研究还很少。近年来人们普遍认…     

甘蔗抗虫机制的研究进展

甘蔗是重要的糖料作物也是潜在的能源作物,而甘蔗的生长过程中长期受到各种虫害威胁。目前用于防治甘蔗害虫主要是通过化学防治和生物防治,带来的害虫耐药性和环境安全问题不容忽视。选育和利用抗虫品种,挖掘甘蔗自身抗虫特性是目前公认的最根本、经济有效和对环境影响最少的办法。笔者首先介绍了不同甘蔗品种对甘蔗螟虫的抗性等级,再从甘蔗的物理抗性和生理生化抗性2个方面阐述甘蔗的抗虫原理,并重点介绍了甘蔗的诱导型生理生化防御体系。全文还就目前甘蔗抗虫研究现状提出建议和展望,以期为培育甘蔗抗性品种以及蔗田害虫综合治理提供参考。     

有机肥对药用植物生长及土壤性质的影响

有机肥料中,各种营养成分及有机物含量丰富。有机肥的施用既能培肥土壤,又能供给农作物所需无机及有机养分。本文就目前有机肥在作物尤其是药用植物栽培中的应用及对作物、药用植物土壤性质产生的影响进行分析。     

茄科作物绿原酸的生物合成及调控机制研究进展

绿原酸是植物体内重要的多酚类化合物,在植物生长发育、抗病虫害、抗寒及其他逆境等方面发挥重要作用,同时具有多种药理功能,包括抗炎、抗菌、抗病毒、抗癌、抗紫外光与辐射、免疫调节、降血脂、降血糖等,在功能性食品、营养补充剂、食品原料、化工和新药开发等方面的应用潜力巨大。番茄、茄子、辣椒、马铃薯和烟草都是世界上重要的经济作物,它们均是茄科植物的重要种类,也是绿原酸的重要来源,其果实或营养器官中的绿原酸含量具有较大差异,且绿原酸合成代谢是遗传和环境等因素共同决定的复杂生物学过程。因此,茄科作物绿原酸的生物合成及其调控的分子机制研究对作物遗传改良具有重要的理论意义与应用价值。本文概述了绿原酸在以上 5 种茄科作物中的含量情况、绿原酸的生物合成途径及其转录调控分子机制,以及基因型差异、环境因素、栽培措施等因素对茄科作物绿原酸含量影响等方面的研究进展,旨在为茄科作物绿原酸开发利用、高绿原酸茄科作物种质资源创制以及新品种培育等提供理论依据。     

pH对产叶酸植物乳杆菌叶酸产量及相关基因表达的影响

叶酸是细胞代谢的重要中间体,人类由于缺乏叶酸生物合成途径中的关键酶,需要从膳食中摄取叶酸。由于谷氨酸尾数目的差别,生物合成的叶酸更容易被人体利用。一些植物乳杆菌菌株可以合成叶酸,但培养条件对叶酸合成有较大影响。选择一株高产叶酸的植物乳杆菌4_3菌株,探讨了在同一培养基中,不调节pH和使pH稳定在6.0对其生长状况和叶酸合成的影响。比起不调节pH,维持pH 6.0可以长期保持较高的活细胞密度。实时荧光定量PCR的结果显示,在pH 6.0的培养基中,叶酸合成相关基因表达量均要高于不调节pH的培养基。     

Identification of QTLs Underlying Folate Content in Milled Rice

Understanding the genetic mechanism underlying folate biosynthesis and accumulation in rice would be beneficial for breeding high folate content varieties as a cost-effective approach to addressing widespread folate deficiency in developing countries. In this study, the inheritance of rice grain folate content was investigated in the Lemont/Teqing recombinant inbred lines and the Koshihikari/Kasalath//Koshihikari backcross inbred lines. 264 F12 recombinant inbred lines (RILs) and 182 BC1F10 backcross inbred lines (BILs) with their parents planted in randomized complete blocks with two replicates in 2010, and RILs harvested in 2008 were used for QTL detection using inclusive composite interval mapping (ICIM) method. In the RIL population, two QTLs, denoted by qQTF-3-1 and qQTF-3-2 (QTF, quantitative total folate), explaining 7.8% and 11.1-15.8% of the folate content variation were detected in one or two years, respectively. In the BIL population, a QTL, denoted by qQTF-3-3, was detected, explaining 25.3% of the variation in folate content. All the positive alleles for higher folate content were from the high-folate parents, i.e., Teqing and Kasalath. The known putative folate biosynthesis genes do not underlie the QTLs detected in this study and therefore may be novel loci affecting folate content in milled rice. QTLs identified in this study have potential value for marker assisted breeding for high-folate rice variety.     

免耕技术研究进展

免耕是适合中国国情的实用技术,对中国农业可持续发展作用甚大。在此,阐述了免耕定义、原理、作用及免耕的历史与发展,归纳了免耕对土壤水分、温度、土壤物理、土壤化学、土壤生物学和作物生长发育及最终产量、经济效益方面等的影响:免耕由于减少了土壤蒸发,有利于提高水分利用效率,促进作物生长;但免耕降低土壤温度,特别是春季,不利于作物的生长,同时,免耕土壤结构、土壤微生物数量与活性相对稳定有利于提高养分利用效率和作物生长。在产量和效益方面,免耕有利于提高产量,更有利于提高效益。     

过表达蝶呤还原酶PTR1基因促进植物叶酸合成的研究

叶酸是生物体维持正常生命活动所必需的小分子代谢物,还原态的蝶呤参与叶酸的合成。通过利用组成型启动子驱动依赖NADPH的蝶呤还原酶基因（NADPH-dependent pterin reductase gene, PTR1）在模式植物拟南芥和烟草中进行过表达,探讨了来源于利什曼原虫的PTR1基因对植物叶酸合成代谢的影响。结果表明,在过表达PTR1的转基因拟南芥和烟草植株中,叶酸含量有不同程度的升高,其中转基因拟南芥的5-甲酰四氢叶酸有显著提高,而转基因烟草中5-甲基四氢叶酸有显著提高。说明将来源于原生动物的蝶呤还原酶引入植物,可以促进转基因植物中叶酸的合成代谢,为深入了解植物叶酸合成代谢的规律奠定了基础。     

农林复合经营土壤养分的变化

通过对土壤养分变化的研究，结果一明，幼林期农林养分的竞争较小，选择适宜的间作品种有利于改善土壤的养分状况，豆科作物以改善土壤速效性氮，降低磷的含量为特性；谷类作物能较全面地改善土壤的养分含量；西瓜种植因施肥，可改善土壤的有机质，速效性氮和速效性磷，但肥效持续时间较短。     

植物叶酸的合成、代谢及基因工程研究进展

人体叶酸缺乏会导致很多重大疾病的发生,而植物是人类最主要的叶酸来源。叶酸分子是由喋呤和对氨基苯甲酸从头合成的,二者合成的关键酶腺苷三磷酸环化水解酶和氨基脱氧分支酸合成酶已得到克隆鉴定。除合成过程之外,叶酸在植物体内的运输和区域化、叶酸的分解代谢也是影响叶酸含量的重要因素。就近年来在植物叶酸的合成分解代谢机制及基因工程等相关研究进展进行综述。     

东北地区土壤有机质含量分布情况分析

土壤有机质对于农作物生长具有重要作用,土壤腐殖质的特性影响各种农作物的生长习性,就东北地区而言,土壤中有机质含量的多少与均匀分布特性事关大宗物料的生产,就其中各种因素的分析,工作量会纷繁复杂,就土壤中有机质含量的特性特点、影响因子给出分析。     

根外施用钙肥对苹果树生育期及产量的影响

作物产品中的钙含量是人类钙营养元素的重要来源,施钙能够提高植物性食品中的含钙量,从而有利于人类健康。若植物新根生长受阻或蒸腾作用减小,作物中钙的含量急剧降低,这样将影响作物的正常生长发育。通过对作物进行根外喷施钙肥,能够快速有效的补充植物对钙元素的需要。本试验通过在苹果的开花期、结果期以及膨大期连续三次叶面喷施不同含量的钙肥,测出喷施含钙量为160g/L钙肥的苹果树的每公顷产量较对照清水的增产5666.6kg,增产率达14.4%,并且方差分析达极显著水平;在喷施含钙量为120g/L的钙肥的苹果树的每公顷产量较对照清水的增产4888.8kg,增产率达12.4%,并且方差分析达显著水平。