甘蔗抗寒性的研究 Ⅱ.种茎低温处理后甘蔗幼苗叶片几种酶的变化

研究了转化酶、淀粉酶及过氧化物酶在低温下酶活性及过氧化物酶同工酶谱带的变化。结果表明:在低温胁迫下,种茎蔗苗叶片的酸性转化酶活性降低,淀粉酶和中性转化酶活性提高。且与甘蔗抗寒性有一定关系。但相关不显著,作为甘蔗抗寒性的鉴定指标还有待于进一步证实。研究还表明,低温胁迫下甘蔗体内还存在酶促防御系统,过氧化物酶活性提高及同工酶谱带数增加可能有利于防止膜脂的过氧化。同工酶谱中 PI-4、PI-5、PⅡ-1和 PⅡ-7的存在或在低温逆境下出现,可能可以作为甘蔗抗寒性的指标。     

Changes in sugar content and invertase activity in tubers of some Indian potato varieties stored at low temperature

Summary Significant differences were found in sugar content and invertase activity of tubers of 8 Indian cultivars stored at 3–5°C. Freshly harvested tubers of all the cultivars had low amounts of sugars, which increased during storage, and little or no basal invertase activity but both basal and total invertase activities in all the cultivars increased during storage. There were significant correlations between the reducing sugar content and basal and total invertase activities. Publication no. 116, Central Potato Research Institute, Shimla.     

甘蔗可溶性酸性转化酶（SoSAI1）基因的克隆及表达分析

【目的】克隆甘蔗可溶性酸性转化酶基因（SoSAI1）全长cDNA序列和5?侧翼启动子序列,并分析其序列特征和基因表达模式。【方法】利用RACE技术克隆SoSAI1的全长cDNA序列,应用生物信息学软件分析SoSAI1预期编码蛋白特征;采用Genome Walking技术克隆SoSAI1的启动子序列;采用实时荧光定量PCR分析不同生长期SoSAI1在甘蔗叶和茎中的表达,以及PEG 6000、100 mmol•L-1 NaCl和6℃胁迫下,SoSAI1在甘蔗苗期根和叶中表达模式。【结果】SoSAI1的cDNA序列全长为2 387 bp,ORF长2 058 bp,编码685个氨基酸,预测其分子量和等电点分别为74.44 kD和5.6,GenBank登录号为JQ406875。5?侧翼启动子序列长417 bp,含有胚乳特异表达顺式作用元件和参与干旱诱导的MYB结合位点,GenBank登录号为KC862314。SoSAI1表达在生理成熟期的花序和花序轴中较高,而在成熟茎和老茎中较低。15%PEG和6℃能诱导叶中SoSAI1表达,而15%PEG和NaCl能诱导根中SoSAI1表达。【结论】获得SoSAI1全长cDNA序列和部分启动子序列,SoSAI1在甘蔗生长发育和蔗糖积累,并在应对环境胁迫中发挥作用。     

橡胶树中碱性转化酶基因 HbNIN8 的克隆与表达分析

蔗糖是高等植物光合产物的重要存储方式，而转化酶和蔗糖合酶是水解蔗糖的主要酶。研究基于橡胶树的基因组和转录组数据，采用 RT-PCR 技术克隆到一个中碱性转化酶基因 HbNIN8 的全长 cDNA。该基因预测编码 630 个氨基酸。同源和亚细胞定位分析表明，HbNIN8 属于 α 类中碱性转化酶，叶绿体定位。应用毕赤酵母真核表达获得其重组蛋白，分析了其酶活性特点，HbNIN8 在毕赤酵母中重组蛋白的最适 pH 为 7.5，最适温度为 45 ℃。实时荧光定量 PCR分析表明，HbNIN8 主要在叶片中表达，其表达量随着叶片的成熟而逐渐增加，在稳定期叶片中达到最大，在成熟叶片中，HbNIN8 的表达呈现明显的昼夜差异，晚上的表达水平相对高于白天。因此，HbNIN8 很可能是负责将叶绿体中的蔗糖水解为单糖，从而调控橡胶树叶绿体内蔗糖和淀粉的分配。     

己糖激酶调控‘赤霞珠’酿酒葡萄蔗糖分解代谢

以酿酒葡萄(Vitis viniferaL.)‘赤霞珠’果实为试材,研究己糖激酶与蔗糖分解代谢关键酶[可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶(分解方向)]在果实发育过程中的关系,以期为己糖激酶对蔗糖分解代谢的调控提供知识。利用高效液相色谱(HPLC)分析了发育期‘赤霞珠’葡萄果实中蔗糖、葡萄糖和果糖的含量,测定了其己糖激酶、酸性转化酶和蔗糖合酶活性变化趋势。研究表明,果实整个发育过程中,蔗糖含量极微,己糖激酶表现出与葡萄糖、果糖相反的梯度变化;葡萄糖和果糖含量低时,可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶的活性开始上升;葡萄糖和果糖含量高时,可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶的活性降低。相关性分析表明,蔗糖含量与葡萄糖含量、果糖含量显著相关,葡萄糖和果糖含量与可溶性酸性转化酶、蔗糖合酶活性负相关,己糖激酶活性与所有因子负相关,但无显著相关。讨论后得出己糖激酶可能通过其催化活性调控葡萄糖和果糖的积累并反馈调节可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶。     

Molecular approaches for enhancing sweetness in fruits and vegetables

The quality of fruits and vegetables is mainly dependant on the sweetness determined by the level of soluble sugars such as glucose, fructose and sucrose. Other fruit quality parameters include Brix content, acidity, aroma, color, size and shape. Total sugar content in fruits and vegetables is a function of genetic, nutritional, environmental and developmental factors. Understanding the factors controlling sweetness is important to design strategies for enhancing quality of fruits and vegetables. Modifying the activity of enzymes in carbohydrate metabolism such as sucrose synthase (SuSy), acid invertase, ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase), sucrose phosphate synthase (SPS) and sucrose transporters were found to influence carbohydrate partitioning and sucrose accumulation in sink tissues of several food crops. Plant based taste-modifying sweet proteins such as brazzein, cucurmin, mabinlin, monellin, miraculin, neoculin and thaumatin have potential application for developing transgenic plants to improve the sweetness and quality of fruits and vegetables. The present review envisages various cultural, breeding and molecular approaches used for enhancing sugar content and sweetness in fruits and vegetables.     

甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖代谢及其相关酶活性的变化研究

为明确甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖降解的关键酶,以期通过对蔗糖降解关键酶的分子调控解决甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖易降解的难题。采用高效液相色谱法和酶学测定方法对3个品种甜高粱在采后75天贮藏期内,茎秆中的蔗糖、果糖、葡萄糖含量和可溶性酸性转化酶(SAI)、中性转化酶(NI)和蔗糖合成酶(SS)分解蔗糖的酶活性变化进行了测定。结果表明：在采后75天贮藏期内,‘辽甜1号’、‘辽甜4号’和‘辽甜6号’甜高粱的茎秆中,糖分降解迅速,总糖损失近一半,分别为68.2-31.9（g/100g干基）、43.0-18.1（g/100g干基）和59.6-25.3（g/100g干基）。3个品种果糖、葡萄糖和蔗糖含量呈总体下降趋势,并呈现贮藏期开始时糖分降低很快,而后缓慢降低的趋势。可溶性酸性转化酶活性在茎秆贮藏15天时增幅较大,而后以微小幅度持续增加,一直保持较高的酶活性。中性转化酶活性一直以微小幅度持续增加,酶活性较低,变化不大。蔗糖合成酶分解方向的活性则更低,且变化不大。这表明可溶性酸性转化酶可能与甜高粱茎秆贮存过程中蔗糖降解密切相关。     

根茬腐解液对不同豇豆品种胚根蔗糖代谢和抗氧化酶活性的影响

利用根茬腐解液处理模拟研究自毒作用对耐自毒能力不同的2个豇豆品种胚根蔗糖代谢和抗氧化酶活性的影响。结果表明:与不耐自毒品种相比,耐自毒品种在自毒作用下具有相对较高的发芽率、液泡转化酶(VIN)、细胞质转化酶(CIN)和蔗糖合成酶(SUS)活性,以及较高的蔗糖、己糖含量和己糖/蔗糖比值;同时,耐自毒品种胚根在自毒作用下还具有相对较高的过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性和较低的丙二醛(MDA)含量。表明胚根蔗糖代谢以及CAT和SOD可能在豇豆耐自毒作用中发挥着重要作用。     

三峡库区不同林龄柑橘土壤酶活性的演变

土壤酶驱动土壤生态系统养分的循环和控制生态系统的功能。本研究以生长年限为10、20年和30年的柑橘林0~20 cm和20~40 cm土层土壤为研究对象,主要探讨了土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性随着柑橘林龄的延长和土壤深度的增加的变化规律。结果表明,随着柑橘林龄的延长,0~20 cm土层土壤过氧化氢酶活性10年和20年样地之间无显著性差异,但都显著大于30年的样地;而0~20 cm土层土壤转化酶和脲酶活性逐渐提高,20年时达到最大值,其后又降低。随着土壤深度的增加,过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性在3个林龄的柑橘林中都呈现显著的下降趋势。相关性分析的结果表明,土壤转化酶活性、脲酶活性都与土壤有机碳和微生物量碳氮之间都具有显著的正相关性,而过氧化酶氢活性与土壤理化特性及其微生物量之间都无显著的相关性。主成分分析结果进一步显示,土壤转化酶活性、脲酶活性、有机碳和微生物生物量碳氮均在第一主成分中具有较大的载荷,对第一主成分的贡献最大。以上结果表明脲酶和转化酶活性能够做为柑橘土壤质量变化的敏感指标。