影响木薯叶片蛋白质双向电泳图谱的因素分析

以木薯华南205为试材,采用苯酚抽提法提取叶片蛋白质,并通过双向电泳技术研究影响木薯叶片蛋白电泳分析图谱的主要因素。结果表明：pH 4～7的IPG胶条可提高特定范围蛋白质点的分辨率;上样量200μg可得到较好的双向电泳图谱。本研究不仅为进一步研究木薯叶片蛋白电泳分析提供技术手段,同时也为分析木薯块根、茎和繁殖器官的蛋白...     

高效液相色谱测定木薯块根β-胡萝卜素的方法优化

为确定高效液相色谱法测定木薯β-胡萝卜素的最佳方法,以丙酮/石油醚(2/5,V/V)为提取液,甲醇/叔丁基甲醚(70/30,V/V)为流动相,对白心木薯SC101和蛋黄木薯SC9块根β-胡萝卜素保留时间及其分离情况进行研究。检测条件为：色谱柱YCM C30,柱温30℃,流速为1 mL/min等度洗脱。结果显示：该方法精确度和重复性的变异系数均小于5%,保留时间为12.65 min,在2～30 μg/mL浓度范围内线性关系良好(y= 209.11x－14.114,R2＝0.9993);平均回收率为81%～92 %。采用改进的HPLC法对木薯块根β-胡萝卜素进行测定,数据稳定性好,分析时间比已报道的方法缩短30 min以上,适用于快速定量分析木薯块根的微量β-胡萝卜素含量。     

木薯华南8号及其四倍体块根淀粉代谢相关基因表达分析

【目的】分析木薯华南8号(SC8)及其四倍体块根中淀粉代谢相关基因表达情况,为揭示多倍化影响木薯块根淀粉代谢的分子机制及木薯块根中淀粉的合成与分解途径提供理论参考。【方法】利用秋水仙素诱导木薯腋芽以获得SC8四倍体,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对蔗糖磷酸合酶(SPS)、ADP葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合合成酶(GBSS)、分支酶(SBE)、α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)和淀粉磷酸化酶(SP)等基因的表达情况进行分析。【结果】经秋水仙素诱导获得的SC8四倍体植株叶片较SC8二倍体厚,且叶色深绿。SC8四倍体块根的干物率和粗淀粉含量均较SC8二倍体显著降低(P0.05,下同),而支链淀粉和直链淀粉比例均未发生显著变化(P0.05,下同)。与SC8二倍体相比,MeSPS2、Meα-amylase和Meβ-amylase基因的表达量显著上调(P0.05,下同),表明SC8四倍体块根中淀粉的分解能力较SC8二倍体强;MeAGPase、MeSSS1、MeSP1和MeSP2基因的表达量显著上调,表明SC8四倍体块根淀粉的合成能力较SC8二倍体弱;MeGBSSI和MeSBE1基因的表达量未发生显著变化,表明SC8四倍体块根中直链淀粉和支链淀粉的合成能力与SC8二倍体无明显差异。【结论】利用秋水仙素诱导获得的SC8四倍体块根淀粉合成能力降低和淀粉分解能力升高是导致其块根中粗淀粉含量显著降低的主要原因。     

木薯块根有色体分离及其蛋白质组学的研究

木薯(Manihot esculenta Crantz)块根有色体是类胡萝卜素贮藏和调控多种生理生化过程的场所。本研究发现Percoll密度梯度离心法最适合于木薯块根有色体的提取,利用光学显微镜观察发现40%~50%Percoll梯度层富含完整有色体,Western blot分析显示该层的线粒体标志酶Vdac1杂交信号较低,而质体标志酶Rbc L杂交信号最高,并以此确定木薯块根有色体的分离方法。利用蛋白质组学方法显示SC9块根有色体存在34个差异蛋白质,其中上调表达17个,下调表达17个;涉及碳代谢及能量代谢相关蛋白所占比例最高。STRING蛋白质互作网络显示,Enolase 2与Elongation Factor互作关系最多,是整个互作网络的核心蛋白质。q RT-PCR定量分析显示Enolase 2在高类胡萝卜素的蛋黄木薯SC9的表达水平显著高于低类胡萝卜素品种SC6068。推测其可能是影响SC9与SC6068类胡萝卜素差异的主要蛋白质之一。     

木薯肉与木薯皮营养成分的研究初报

为提高木薯块根的利用价值,选取3个木薯品系,分别测定木薯肉、木薯皮中7种营养成分的含量。结果表明:木薯肉鲜样干物质含量为31.5%~42.1%,木薯肉干样粗淀粉含量为76.4%~87.0%,均极显著高于木薯皮;木薯皮鲜样含0.28~0.63 mg/hg的β-胡萝卜素和11.9~26.1 mg/hg维生素C,木薯皮干样含25.0%~28.2%粗蛋白、10.5%~21.5%可溶性糖、14.0%~19.9%粗纤维,均极显著高于木薯肉;与相关研究比较,木薯肉营养优于或不亚于甘薯和马铃薯,木薯皮营养优于或不亚于米糠和小麦麸皮。此外,木薯肉和木薯皮中均存在高干物质含量、高粗淀粉含量和低粗纤维含量的相互关系。     

木薯野生近缘种W14与栽培种SC8的光合参数及相关蛋白质表达水平分析

为研究木薯野生近缘种与栽培种间光合特性的差异,选用野生近缘种W14与栽培种华南8号（SC8）为材料,测定其叶绿素含量,同时采用便携式LI- 6400光合作用测定仪,测定2种木薯叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）等光合参数,采用Western Blot对光合作用相关蛋白质核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）、放氧复合体（OEC）及D1的表达水平进行分析,并探讨其叶片光合特性的差异。结果显示：SC8叶片中叶绿素a及总叶绿素含量、Pn、Gs均显著高于W14,而叶绿素b含量、Ci及Tr在两者间并无显著差异,Rubisco、OEC及D1在SC8中的表达水平均高于W14。叶绿素含量、Pn及参与光合作用相关蛋白质表达水平的分析结果表明,栽培种SC8具有较好的光合特性。      

木薯块根不同发育期β-胡萝卜素和蛋白质积累变化及其有色体蛋白质组学研究

木薯是世界重要的粮食作物,在我国发展潜力巨大。蛋白质和类胡萝卜素是重要的营养品质特性,但木薯蛋白质含量低,提高木薯块根类胡萝卜素和蛋白质含量,提高其营养成分,已成为木薯选育种的重要目标。本研究以蛋黄木薯（‘SC9'）、紫叶黄心木薯（‘BGM019'）和白心面包木薯（‘SC101'）3个木薯品种为试验材料,开展黄心和白心木薯块根营养品质特性的研究,分析其不同发育期类胡萝卜素和蛋白质含量的变化,同时利用双向电泳和质谱法开展木薯块根有色体亚细胞结构蛋白质组的研究,揭示其蛋白质含量提高与类胡萝卜素积累的关联性。结果表明：3个木薯品种块根β-胡萝卜素含量在块根形成期、膨大期和成熟期差异显著（P<0.05）,‘BGM019'和‘SC9'蛋白质含量在同一生长发育时期差异不显著（P>0.05）,但显著高于‘SC101'（P<0.05）。随着木薯块根发育成熟,其类胡萝卜素和蛋白质含量均呈上升趋势,且二者表现为正相关。以膨大期为对照,在‘SC9'成熟期块根有色体中检测到36个差异表达蛋白质,其中26个上调表达,10个下调表达;‘BGM019'中检测到49个差异表达蛋白质,其中28个上调表达,21个下调表达;‘SC101'检测到38个差异蛋白质,其中20个上调表达,18个下调表达。通过对上述差异蛋白质的功能分析,发现它们均参与抗氧化、碳代谢和能量代谢、信号转导等多个代谢过程,说明木薯块根类胡萝卜素积累是由多个代谢途径协同作用的结果。对比分析3个木薯品种块根有色体亚细胞结构的差异蛋白质,发现20个差异表达蛋白质在其中2个品种或3个品种间出现相同的表达趋势。它们主要涉及到碳代谢及能量代谢、抗氧化、细胞骨架蛋白、无机离子运输及代谢、分子伴侣和蛋白质合成等代谢途径,其中与抗氧化相关的蛋白质占20%。构建蛋白质生物调控网络揭示块根有色体蛋白质与β-胡萝卜素积累的关联性,为培育优质高营养的木薯新品种提供新思路。     

木薯幼苗叶绿素含量及光合特性对盐胁迫的响应

为研究盐胁迫对不同基因型木薯幼苗叶绿素含量及光合特性的影响,本研究采用水培法对4个木薯品种进行盐胁迫,利用SPAD-502测定胁迫5 d内叶片相对叶绿素含量,LCpro-SD光合仪测定光合特性参数。结果显示:10 g/L Na Cl胁迫降低了4个木薯品种叶片中相对叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,且均在胁迫5 d时达到最低值;胞间CO2浓度均呈先下降后上升的趋势,在胁迫5 d时达到最大值。由光合特性参数的变化得出随着盐胁迫时间的延长,光合速率下降的原因逐渐由气孔限制转向非气孔限制,叶绿素含量及光合特性参数的变化与木薯基因型抗性密切相关。     

类黄酮合成关键基因MeF3H在木薯块根采后腐烂中的功能分析

为探究MeF3H在木薯块根采后生理腐烂（PPD）中的功能,以‘华南9号’（‘SC 9’）为试验材料,通过qRT-PCR技术分析MeF3H在叶片、叶柄、茎、脆性胚性愈伤组织（FEC）、花、腋芽、纤维根、块根及块根PPD中的表达情况,确定MeF3H的亚细胞定位,结合病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing,VIGS）分析MeF3H沉默后块根中类黄酮含量及块根腐烂情况。结果表明,MeF3H在腋芽及纤维根中高表达,MeF3H定位在细胞质,MeF3H基因表达及块根中类黄酮含量随着PPD程度加深而升高。qRT-PCR结果显示MeF3H沉默效率在39%~67%。MeF3H沉默后,与对照植株相比,沉默植株叶片及块根中类黄酮含量均显著下降（P<0.05）,且MeF3H基因表达与块根中类黄酮含量呈显著正相关（P<0.05）。在采后储存第3天,块根超过50%的面积出现腐烂,而对照植株块根腐烂率为36.67%。综上,MeF3H表达与木薯块根中类黄酮含量及块根耐PPD能力存在显著正相关（P<0.05）,MeF3H基因沉默后导致木薯块根PPD显著加速。     

木薯糖转运蛋白MeSWEET18的克隆与功能分析

木薯（Manihot esculenta Crantz）是热带亚热带地区重要的粮食作物。而SWEET家族基因在植物运输糖类、生殖和发育、植物逆境、与病原体互作等方面发挥着重要作用。为了明确SWEET家族基因在木薯生长发育过程中的功能，本研究以木薯华南9号（SC9）作为实验材料，克隆糖转运蛋白基因MeSWEET18并进行生物信息学分析，通过酵母实验验证其糖转运能力；采用qRT-PCR分析该基因在木薯不同器官及不同发育时期的表达情况以及在非生物胁迫下的表达趋势。结果表明：MeSWEET18基因开放阅读框为714 bp，编码237个氨基酸，蛋白分子质量为25.94 kDa，理论等电点为6.57，不稳定系数为37.50，属于稳定类蛋白。MeSWEET18蛋白N端含有保守结构域MtN3＿slv,C端含有PQ-loop super family保守结构域，且具有7个跨膜结构域，是典型的膜蛋白。ProtScale预测表明MeSWEET18蛋白属于亲水性蛋白。系统进化树分析发现MeSWEET18属于CladeⅣ亚类，与AtSWEET16、AtSWEET17亲缘关系最近；氨基酸序列同源分析显示，MeSW...