叔丁基对苯二酚(TBHQ)对香榧烘烤和货架品质以及抗氧化能力的影响

【目的】通过优化浸泡工序以及添加抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)对香榧籽加工过程和常温货架期间油脂氧化和抗氧化能力的影响研究,阐明香榧籽品质劣变发生及其调控机制,为提高香榧成品率,提供理论和实践依据。【方法】5%和20%氯化钠(NaCl)浸泡处理,每个浓度浸泡时间设定为0、5、10和20 min,测定过氧化值、酸价、亚油酸脂质过氧化体系的抑制率、总酚和DPPH自由基清除活性等指标,确定适宜的盐浸时间。选择最佳浓度和时间的浸泡液处理,外源添加0.02%TBHQ,进行第2次烘烤,并将炒制成品在室温条件下储藏60天,测定过氧化值、酸价、p-茴香胺值,亚油酸脂质过氧化体系抑制率、总酚和DPPH自由基清除活性等指标。【结果】香榧烘烤过程的最佳浸泡条件为20%NaCl溶液浸泡10 min。在这个浓度下香榧的过氧化值、酸价和脂质氧化抑制率最低,同时总酚含量和DPPH自由基清除活性最高。20%NaCl溶液中加入TBHQ会使DPPH清除活性、总酚含量和维生素E含量进一步升高,并且过氧化值、酸价和p-茴香胺值的增长速度减慢。室温储藏60天货架期内,添加TBHQ的香榧籽品质和抗氧化活性优于未添加TBHQ的空白对照。【结论】在20%NaCl溶液浸泡10 min可缓解香榧品质下降。TBHQ可以减轻香榧籽在烘烤和常温货架存放过程中的脂质氧化,并提高氧化稳定性,从而提高香榧加工和贮藏技术。     

山核桃异砧嫁接苗生长特性观察

为进一步了解砧木对山核桃Carya cathayensis接穗生长的影响,明确不同砧木嫁接苗生长差异的原因。本实验以山核桃本砧嫁接苗为对照,以美国山核桃C. illinoensis和湖南山核桃C. hunanensis为砧木的嫁接苗作为主要研究材料,分析比较其存活率、接穗生长量、叶片叶绿素荧光特性及愈合部输导能力等方面差异,探讨异砧嫁接促进山核桃接穗生长的可能原因。研究发现:(1)以美国山核桃和湖南山核桃为砧木时,嫁接成活率为90.45%和92.66%,而本砧嫁接的成活率仅为76.34%,且后期出现大量死亡现象;(2)以湖南山核桃为砧木的嫁接苗,新梢生长量、节间长度和复叶数,显著优于其余二者,其中本砧嫁接苗生长最差,单叶长和宽也最小,说明异砧嫁接有促进山核桃接穗生长的作用;(3)以湖南山核桃为砧木的嫁接苗叶绿素含量显著高于其余二者,在一定程度上表明其光合作用更强;(4)利用划走式切片仪将砧穗连接处切片观察,从切片情况可知,以湖南山核桃为砧木的嫁接苗再生组织中单位面积的导管数最多,且愈合较好;本砧嫁接苗导管数最少,且愈合较差。通过研究笔者推测山核桃异砧嫁接砧穗连接处愈合较好、再生组织间导管数多是其成活率高的原因,且异砧嫁接对山核桃接穗的生长有促进作用。     

不同连作土壤处理对再植水蜜桃苗生长状况及光合特性的影响

为了比较分析不同连作土壤处理水蜜桃再植苗的生长状况及其对主要营养元素的吸收差异,以探讨连作土壤对再植桃苗生长的影响机制,设置了4个土壤处理即重茬土(T_1)、重茬土+生石灰(T_2)、重茬土+活性炭(T_3)、重茬土+微生物肥(T_4)进行试验,分别测定了再植桃苗的生物量、气体交换参数、光合色素含量、叶绿素荧光参数及各组织中N、P的含量。试验结果表明:T_1处理的再植桃苗生长缓慢,其生物量最低,T_2、T_3和T_4处理则均明显地促进了再植桃苗的生长,其中T_4处理的长势最佳;T_1处理的再植桃苗其生长受到抑制,其影响因素为叶片气孔关闭和光合色素合成受阻、P元素缺乏等非气孔因素;T_4处理可促进再植桃苗叶片光合色素的合成,能明显提高其净光合速率,使其光合机构分配到光化学反应中的光能明显增多,光能利用效率明显提高,各组织中的P含量明显增加。研究结果表明:连作条件下再植桃苗的生长受到明显抑制,但施入微生物肥能有效缓解连作土壤对再植桃苗生长的伤害。     

火龙果不同月龄枝条的叶绿体超微结构及叶绿素荧光特性

为揭示发育过程中火龙果枝条光合特性变化的生理机制,给火龙果的高效栽培提供参考依据,研究了不同月龄火龙果枝条的叶绿体超微结构、叶绿素荧光参数及光合色素含量。分别采集1月龄(S1)、2.5月龄(S2)、3.5月龄(S3)、11月龄(S4)的火龙果枝条,测定枝条外观形态及其正背面的叶绿体超微结构、叶绿素荧光参数及光合色素含量等指标。结果表明,S1—S4月龄火龙果枝条的正面、背面均具有完整的叶绿体结构,随月龄增加,叶绿体中的淀粉逐渐增多。S3月龄火龙果枝条的实际光化学效率、光化学猝灭系数均达到峰值。S4月龄枝条的最大光化学效率、非光化学猝灭系数均明显降低。综上所述,S1—S3月龄火龙果枝条的光合机构发育成熟,光合能力增强,为枝条后期营养物质的快速积累提供了条件,之后枝条肉质厚度增加,使枝条由营养生长向生殖生长转化,进入结果期;S4月龄枝条光合能力减弱,易发生光抑制。     

氮沉降对香榧林地土壤理化性状及植株性状的影响

为研究氮沉降对香榧林地土壤性质和植株生长的影响,分别设置了无沉降(CK)和年沉降量30 kg·hm^-2(N30)2个处理,于2015—2018年开展氮沉降模拟试验。结果表明,与CK相比,N30处理下香榧林地的土壤pH值和速效钾含量显著降低,但碱解氮、全氮、速效磷和全磷含量无明显变化;N30处理下香榧当年生叶片的钾含量显著降低26.2%,锌含量显著增加27.0%,而氮、钙、锰、磷含量均无明显变化;N30处理下香榧种实明显变小,且种仁中的可溶性糖含量显著增加,但种仁的含油率、淀粉含量和可溶性蛋白含量无明显变化。由此可知,长期氮沉降会降低香榧林地土壤pH值,促进香榧叶片对锌的吸收,抑制对钾元素的吸收,进而影响其光合产物的转化和运输,使香榧种实发育受限。     

异源授粉山核桃果皮光合能力差异的转录组分析

【目的】探讨采用薄壳山核桃花粉授粉增强山核桃果皮光合能力的分子机理,为花粉直感的深入研究奠定基础。【方法】以山核桃花粉(记为hp)和薄壳山核桃花粉(记为pp)授粉的山核桃果皮为研究材料,在山核桃果实快速膨大期(授粉后65天,65DAP),对不同花粉授粉后山核桃果皮进行转录组测序,通过对叶绿素合成、光反应、碳同化等通路的基因富集分析,结合叶绿素含量、光合速率及光合关键酶活性的变化,筛选出增强山核桃果皮光合能力的相关基因。【结果】65DAP时,pp授粉的山核桃果皮中叶绿素含量、光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性分别是hp授粉的1.31倍(P=0.047)、1.12倍(P=0.000 43)、1.65倍(P=0.036)和1.23倍(P=0.001 3)。转录组测序共产生32 908条scaffolds,并从1 894个差异基因(P<0.05,foldchange>1.5倍)中筛选出66个与山核桃果皮光合相关的基因,主要富集在叶绿素合成通路及光合固碳途径中,其中叶绿素合成途径中镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)和叶绿素b还原酶编码基因(NYC)表达量明显上调,脱酶叶绿酸编码基因(PAO)表达量则显著下降;光合碳同化途径中有16个基因以及Rubisco活化酶编码基因(RCA)和碳酸酐酶编码基因(CA)表达量均明显上调;与光保护相关的42个基因表达量也明显上调。【结论】在山核桃果实快速膨大期,薄壳山核桃花粉授粉的山核桃果皮中的镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)、叶绿素b还原酶编码基因(NYC)、捕光蛋白编码基因(LHCⅡ)、光修复相关蛋白编码基因(PSAN、PSAB27、STN7)和38个热激蛋白编码基因(HSP)、Rubisco活化酶编码基因(RCA)以及碳酸酐酶编码基因(CA)均显著上调,表明薄壳山核桃授粉的山核桃果皮光合能力的增强与其叶绿素合成、光能捕获和碳固定等光合作用相关通路的基因表达上调有关。     

堆沤温度对后熟过程中榧籽主要营养物质变化的影响

【目的】比较不同堆沤温度处理下野生种和栽培种榧籽后熟过程中主要营养物质的变化,探讨不同品种榧树营养物质转化及其后熟品质形成的调控机制,为提高榧籽后熟品质和香榧产业链的健康发展提供理论和实践指导。【方法】以4种榧籽(栽培种:朱岩榧、丁香榧和东榧3号;野生种:木榧)为试验材料,观察不同堆沤温度[(20±2)℃,记为T 20;(30±2)℃,记为T 30 ]处理下4种榧籽的种衣颜色并测定淀粉含量、可溶性蛋白含量、含油率及各脂肪酸组分等指标。【结果】1) T 20 处理20天时,4种榧籽的种衣均呈深黑褐色;T 30 处理10天时,除木榧外,其余3种榧籽的种衣均呈深黑褐色。2)堆沤前,木榧和丁香榧的淀粉含量明显高于其余2种榧籽。与堆沤前相比,T 20 处理20天和T 30 处理10天时,除木榧的淀粉含量无明显变化外,其余3种榧籽的淀粉含量均显著下降。3)堆沤前,朱岩榧和东榧3号的可溶性蛋白含量明显高于丁香榧和木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,除木榧外,其第3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加;T 30 处理10天时,除朱岩榧外,其余3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加。4)堆沤前,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量高低次序均为丁香榧>东榧3号>朱岩榧>木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量均显著增加;T 30 处理10天时,丁香榧和东榧3号的含油率和不饱和脂肪酸含量最高,朱岩榧次之,木榧最低。【结论】堆沤前,朱岩榧、丁香榧和东榧3号3种栽培种榧籽的品质明显优于野生种木榧。堆沤后熟处理后,4种榧籽的营养物质均存在淀粉下降和油脂增加,其中栽培种东榧3号的含油率增加最为显著,其次是丁香榧,野生种木榧最差。可见,尽管不同堆沤温度处理下不同品种榧树后熟过程存在明显差异,但后熟温度上升可明显加快榧籽的后熟进程,主要表现在淀粉分解加快,蛋白质和油脂的合成加快。     

2022 年 1 期目录

  目的  研究香榧Torreya grandis ‘Merrillii’种实膨大过程中蔗糖及其产生的己糖在假种皮和种仁中积累与分配规律,初步阐明蔗糖变化对香榧种实库活力的影响,深入探讨蔗糖代谢关键酶活性及其基因表达模式对香榧种实膨大的影响。  方法  以香榧种实膨大不同阶段的种仁和假种皮为研究材料,测定蔗糖、葡萄糖、果糖及淀粉质量分数,蔗糖代谢相关酶活性,激素质量分数以及蔗糖代谢相关酶编码基因的表达量变化。  结果  随着香榧种实膨大,假种皮中的蔗糖、葡萄糖、果糖先上升后下降,淀粉质量分数不断下降,至种实突破种鳞后90 d时下降至254.05 mg·g?1。种仁中蔗糖质量分数则持续下降,至种实突破种鳞后90 d时下降了61.24%;淀粉逐渐积累,由种实突破种鳞后30 d时的105.29 mg·g?1增加至90 d时的149.72 mg·g?1;蔗糖磷酸合成酶在假种皮中活性上升,而在种仁中活性下降,至种实突破种鳞后90 d时约降低了28.82%;蔗糖转化酶活性在香榧假种皮中也显著上升(P＜0.05),种实突破种鳞后90 d时细胞质蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶分别上升至21.52和23.49 μmol·mg?1·min?1。基因表达分析发现:参与蔗糖及还原糖运输的基因在种实膨大过程中显著上调表达(P＜0.05),参与蔗糖水解的基因部分转录本也随着种实膨大显著上调(P＜0.05)。种仁中参与淀粉合成的基因在种实膨大后期均显著上调表达(P＜0.05)。相关性分析发现:假种皮和种仁中多种激素均与葡萄糖、果糖、蔗糖以及淀粉质量分数和酶活性间呈现一定的相关关系。  结论  膨大前期香榧假种皮中的蔗糖以积累为主,种实膨大后期蔗糖和淀粉以分解为主。种仁中蔗糖则一直以分解为主。假种皮和种仁之间,以及种仁内部存在活跃的碳水化合物运输和代谢过程。负责蔗糖水解的酶主要是蔗糖转化酶,细胞质蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶起到重要作用。图6表1参42     

不同月份不同树龄香榧叶片光合特性的变化

  目的  研究不同树龄香榧Torreya grandis ‘Merrillii’叶片光合作用季节性变化的生理机制，为香榧苗木的高效栽培和香榧产业的可持续发展提供理论支持。  方法  分别在5、8和11月测定不同树龄(6和16年生嫁接苗，分别记为6-a和16-a)香榧叶片的叶绿素、二氧化碳(CO₂)的响应曲线、单位面积上的叶片氮含量(N_A)和光合氮素利用效率(PNUE)等，系统地分析比较表观光合特性和光合内部结构的变化。  结果  5月和8月，无论树龄大小，香榧叶片的净光合速率(P_n)、比叶重(SLW)、最大RuBP羧化速率(V_cmax)、光饱和时用于RuBP再生的光合电子传递速率(J_max)、总叶绿素含量(Chl)及分配到Rubisco的氮素(V_cmax/N_A)、RuBP再生作用的氮素(J_max/N_A)和捕光色素组分的氮素(Chl/N_A)均显著增加，而N_A则显著降低。无论树龄大小，与8月相比，11月香榧叶片Chl、叶片氮含量和J_max/V_cmax比值均显著增加，而V_cmax、J_max、V_cmax/N_A、J_max/N_A和Chl/N_A均显著降低，A_max和SLW则无显著变化。8月和11月，6-a香榧叶片的V_cmax/N_A下降幅度显著大于16-a叶片的，而6-a与16-a香榧叶片J_max/N_A的下降幅度相当。5、8和11月，6-a香榧叶片的PNUE均显著高于16-a叶片的。  结论  从5月至8月，无论树龄大小，香榧叶片的光合能力逐渐增强，干物质不断的积累，从而稀释了其叶片中的氮含量，叶片发育成熟；从8—11月(随温度的降低)，无论树龄大小，香榧叶片未发生衰老，但其氮素在各光合组分中的分配比例发生变化，即通过J_max的相对增加来缓减低温对RuBP再生作用的影响。随温度的降低，6-a香榧叶片分配到RuBP羧化作用的氮素较少和分配到RuBP再生作用的氮素较多，可能是导致其叶片PNUE相对较高的原因。图6表1参39     

香榧假种皮开裂过程中组织结构、细胞壁代谢的变化

【目的】研究香榧假种皮开裂过程中细胞壁代谢及结构的变化，为进一步探明假种皮的开裂机制和探寻促进假种皮开裂的措施提供理论依据。【方法】在种实的不同发育时期内，测定香榧假种皮的开裂率和硬度的变化，分析细胞壁组分及相关降解酶活性的变化，结合石蜡解剖结构的观察，揭示假种皮细胞壁代谢与结构变化在开裂过程中的作用；通过测定香榧种实乙烯释放率的变化，并利用外源乙烯利/乙烯作用抑制剂（1-甲基环丙烯，1-MCP）处理分析乙烯在假种皮开裂过程中的作用，探讨乙烯与假种皮开裂的关系。【结果】1）从134～154 DASP(DASP：突破种鳞后的天数)，香榧假种皮的开裂率增加了10倍，硬度降低了61%，假种皮厚度增加了43%；假种皮开裂时（154 DASP），假种皮中靠近内表皮层的树脂道细胞群与其相邻树脂道细胞群之间的薄壁细胞降解，呈分离状态，且中间薄壁细胞层与内表皮层之间存在明显的分离层。2）从134～154 DASP，假种皮的水溶性果胶（WSP）总体上呈增加趋势，而CDTA可溶性果胶（SSP）和Na2CO3可溶性果胶（CSP）则呈降低趋势，其相关降解酶果胶甲酯酶（PME）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性均呈...