作物海藻糖合成相关基因的研究进展

海藻糖是一种非还原性二糖,广泛存在于自然界各种生物中。随着海藻糖代谢途径的发现,人们逐渐重视对海藻糖及其中间产物海藻糖-6-磷酸（trehalose 6-phosphate,T6P）的研究。T6P是糖信号重要标志,也是植物生长发育必不可少的组成部分。海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthases,TPS）催化T6P的生成,然后在海藻糖-6-磷酸磷酸酶（trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP）催化作用下发生去磷酸化反应生成海藻糖。海藻糖合成相关基因在植物生长发育、逆境调控中具有重要作用,本文对海藻糖合成及作物中相关基因的功能进行了总结。     

Rheofermentometer parameters and bread specific volume of frozen sweet dough influenced by ingredients and dough mixing temperature

Response surface methodology described the effects of salt, lactic acid, shortening, and exogenous trehalose and dough mixing temperature (DMT) and their interactions on the three rheological and fermentation parameters. These included maximum dough height (Hm), maximum height of gas release (Hm′) and CO₂ production, measured by the Rheofermentometer F3, and bread specific volume (Sp. Vol.) of frozen sweet dough. The models could estimate the four parameters with R² values of 0.76, 0.69, 0.93, and 0.59, respectively. Salt significantly influenced all four parameters in a negative way. DMT affected positively the Hm and Sp. Vol. of bread. Lactic acid affected Hm only, but its interactions with other variables influenced all four parameters. Shortening level affected Hm′ and CO₂ production positively and Sp. Vol. negatively. The added exogenous trehalose improved Hm, Hm′, and CO₂ production significantly, but not the Sp. Vol. of bread. Among the three Rheofermentometer parameters, Hm showed the highest correlation with Sp. Vol. (R² = 0.75). DMT for the maximum Hm and Sp. Vol. varied with the level of other ingredients. Trehalose alone could not overcome the challenges in a sweet frozen dough system to improve the Sp. Vol., and its combined effects with other ingredients will need to be evaluated to restore the impaired gas retention of the frozen sweet dough.     

昆虫中海藻糖代谢的研究进展

海藻糖是由2个葡萄糖分子组成的非还原性双糖,存在于大量生物如细菌、真菌、植物和昆虫等中。作为昆虫血液中的主要成分,海藻糖是由脂肪体中的海藻糖合成酶和海藻糖磷酸化酶合成的。海藻糖必须被海藻糖分解酶分解成葡萄糖才能用于糖酵解,以提供昆虫能量的需求。脂肪体的海藻糖合成是受激素调控的,而血液中海藻糖的主要来源是脂肪体中的糖原。昆虫的海藻糖分解酶已经得到了很好的研究,但是它的活性控制机制还不清楚。     

拟南芥海藻糖信号途径突变体筛选体系的建立

海藻糖是一种广泛存在的非还原性二糖,它主要作为信号分子参与植物发育的调控和对逆境的应激反应。为阐明海藻糖信号途径,以野生型拟南芥为实验材料,采用筛选研究法,建立了筛选海藻糖信号途径相关突变体的筛选体系。结果表明:尽管低浓度海藻糖是植物正常生长发育所必需的,但高浓度海藻糖却显著抑制拟南芥的生长发育;50 mmol.L-1海藻糖即可以显著抑制幼苗的发育,适于筛选海藻糖不敏感突变体。进一步的研究表明,葡萄糖和蔗糖可以缓解高浓度海藻糖对植物生长的抑制作用,因此在筛选海藻糖信号突变体时培养基中不能加入上述代谢性糖类。     

海藻糖在渗透胁迫下对油菜种子萌发和幼苗生理的影响

研究了在25% PEG-6000渗透胁迫下海藻糖（TH）对油菜种子萌发和幼苗生理的影响。结果表明：25 mmol/L TH能明显促进渗透胁迫下油菜种子的萌发和幼苗生长,种子发芽率提高19.52%、发芽指数提高33.12%、活力指数提高1.76倍;幼苗MDA含量下降37.77%,Pro含量提高6.96%;POD活性提高33.11%,SOD活性提高1.4倍,CAT活性提高51.08%。     

外源海藻糖对黄瓜幼苗抗冷性的影响

通过外源海藻糖对冷胁迫下黄瓜幼苗生理的影响试验,初步探讨外源海藻糖对黄瓜抗冷性的影响.将发芽期和三叶一心期的黄瓜幼苗分别用含有 0 mM、10 mM海藻糖随1/2 Ho-agland 营养液根灌3次,然后在4℃的低温下胁迫5 h,随后测定与抗冷性相关的典型生理指标.结果表明:在4℃的低温胁迫下,用10 mM海藻糖处理的不同阶段的黄瓜幼苗比0 mM海藻糖处理的黄瓜幼苗根系和叶片的MDA含量低,电导率低;叶绿素含量、POD和CAT酶的活性较高.结论:外源海藻糖处理可提高黄瓜幼苗的抗冷性.     

介孔分子筛固定化海藻糖合酶的研究

[目的]对介孔分子筛固定化海藻糖合酶进行研究。[方法]以基因工程菌所产海藻糖合成酶为材料,利用介孔分子筛MCM-41作为载体固定化海藻糖合成酶,并对固定化条件和固定化前后的海藻糖合酶性质进行比较研究。[结果]海藻糖合成酶可通过物理吸附法固定于介孔分子筛MCM-41孔道中,在pH为3,给酶量为62.5 mg/g的条件下,固定12 h时可得到最佳固定化效果;与游离海藻糖合酶相比,固定化后的海藻糖合酶pH稳定性和热稳定性明显改善,并具可重复操作性,有利于酶的使用和储放。[结论]该研究为开发新的固定化海藻糖合成酶提供了理论依据。     

白背飞虱海藻糖合成酶基因的克隆及序列分析

为进一步深入研究白背飞虱的迁飞能力与能量代谢,利用同源克隆及RACE的方法,从白背飞虱Soga-tella furcifera中克隆获得海藻糖合成酶基因(TPS)的全长cDNA序列(Genbank登录号:JQ013797),该基因全长为3 278bp,包含353bp的3非编码区域(UTR)和501bp的5UTR,开放阅读框(ORF)为2 424bp,编码807个氨基酸。该基因预测的蛋白分子量为90.372kD,等电点为6.08,有3个预测的糖基化位点,无信号肽及跨膜结构。进化分析结果表明:白背飞虱的海藻糖合成酶与其它昆虫的海藻糖合成酶基因的同源性较高,与褐飞虱相比较同源性高达98%。     

季节变化对梭梭生理特性的影响

[目的]研究季节变化对梭梭生理特性的影响,为植被恢复提供理论依据.[方法]在梭梭生长季(3 ～ 10月份),对阿拉善荒漠东缘梭梭进行采集,测定梭梭体内脱落酸、海藻糖、脯氨酸、甜菜碱含量,并进行相关性分析.[结果]结果表明:梭梭体内脱落酸含量在9月份达到最高,在7月份达到最低;梭梭叶片海藻糖含量在5月份、9月份较大;7月份,甜菜碱在植物体内大量积累;梭梭叶片脯氨酸含量在3月份达到最大.梭梭脱落酸含量与甜菜碱含量呈显著负相关(相关系数-0.596);梭梭脯氨酸含量随着体内脱落酸含量的变化不明显;植物体内海藻糖含量对植物体内脯氨酸含量无显著性影响;梭梭随植物体内海藻糖含量的变化甜菜碱含量变化不明显.[结论]梭梭在受到环境胁迫时,体内积累了大量海藻糖、脯氨酸和甜菜碱以应对外界不良环境,但其生理功能不同.     

寄主植物对桃小食心虫主要代谢物质的影响

为明确不同寄主植物对桃小食心虫(Carposina sasakii Matsumura)主要代谢物质的影响,选取6种寄主植物(大枣、山楂、梨、桃、苹果、杏)饲喂的桃小食心虫,分别使用过碘酸钠法、硫酸蒽酮比色法和盐酸水解法测定其体内甘油、海藻糖和氨基酸含量;通过定磷法和2,4-二硝基苯肼法测定Na+-K+-ATP酶和LDH酶的活性。结果表明:桃小食心虫体内主要代谢物质含量在不同寄主植物间存在差异,取食山楂的桃小食心虫甘油含量最高(12.48μg/mg),取食大枣次之(12.44μg/mg),取食杏的含量最低(10.43μg/mg);海藻糖含量为取食大枣的最高(27.16μg/mg),取食杏的最低(9.86μg/mg);取食6种寄主的桃小食心虫体内均检测到16种氨基酸,取食山楂的桃小食心虫体内天冬氨酸Asp含量高于取食其他5种寄主植物的;超微量Na+-K+-ATP酶活性测定结果显示取食桃的桃小食心虫活性最高(1.31 U/g pro),LDH酶活性以取食杏的最高(42.73 U/g pro)。