蔗糖和外源激素对马铃薯脱毒试管苗的影响

本试验以马铃薯品种大西洋脱毒试管苗为材料,采用正交试验设计,研究了蔗糖和外源激素(6-BA、B9、NAA)对脱毒试管苗生长状况的影响。研究结果表明,对于试管苗的不同指标,其最优组合不尽相同。有利于株高的组合:3%蔗糖+0.01mg·L-16-BA+20mg·L-1B9+0.1mg·L-1NAA;有利于茎粗的组合:12%蔗糖+1mg·L-16-BA+20mg·L-1B9+0.02mg·L-1NAA;有利于茎节数的组合:3%蔗糖+0.1mg·L-16-BA+35mg·L-1B9+0.1mg·L-1NAA;有利于叶片数的组合:3%蔗糖+0.1mg·L-16-BA+20mg·L-1B9+0.02mg·L-1NAA。     

高、低糖甘蔗品种苗期糖分含量及代谢相关酶活性分析

以高糖(GT35)和低糖(B8)甘蔗品种苗期不同部位的叶和茎为材料,采用HPLC技术测定蔗糖、葡萄糖和果糖含量,分析2个甘蔗品种叶和茎中蔗糖代谢相关酶活性与糖分含量的相关性和差异性。结果表明:2个甘蔗品种苗期叶中蔗糖含量与SPS和SS-s酶活性呈显著正相关,茎中己糖含量与NI酶活性呈显著正相关,茎中蔗糖含量与SPS酶活性呈显著正相关,而与SS-c、SAI和CIN酶活性呈显著负相关。GT35茎中蔗糖含量显著高于B8,叶中蔗糖含量显著低于B8。GT35茎中SPS和叶中SS-s酶活性均显著高于B8,茎中SS-s和SS-c酶活性低于B8,其中只有幼茎中SS-c酶活性与B8差异不显著。说明苗期叶中高SS-s酶活性,茎中高SPS酶活性,低SS-s和SS-c酶活性,可能是调节高糖甘蔗品种苗期茎中蔗糖积累的重要因素。     

利用转移PCR技术构建玉米SnRK2基因家族表达载体

在构建玉米蔗糖非酵解型蛋白激酶2(SnRK2)基因家族表达载体的过程中,因为表达载体可供选择的多克隆位点较少,且有些还与目的基因同源,所以采用转移PCR(T-PCR)扩增技术替代通常的酶切连接方法。为避免错误连接或未连接的第一轮T-PCR中间产物对退火温度不同的第二轮扩增循环产生干扰,本研究对T-PCR接头引物3'-端和5'-端的两段序列及其退火温度、引物、供体质粒和目标质粒模板的浓度,特别是温度循环程序进行设计和筛选,并用扩增构建的重组载体转化大肠杆菌感受态细胞,筛选阳性克隆,进行菌液PCR和测序验证。结果表明,在两条引物3'-端序列理论退火温度相差不大的情况下,T-PCR第一轮扩增的退火温度以低于或接近其中较低的理论退火温度为宜。但在两条引物3'-端序列理论退火温度相差较大的情况下,则应高于其中较低的理论退火温度。T-PCR第二轮扩增的退火温度,适当低于两条引物理论退火温度的平均值。按优化的温度循环程序,从供体质粒pMD19-T扩增ZmSnRK2基因家族8个成员的编码序列,并整合到目标载体pHBT95启动子下游特异位点,重组率达60%以上。综上表明,T-PCR对没有适用多克隆位点的载体构建的实用性较强。本研究通过优化的温度循环程序为表达或诱变载体构建提供了一定的理论参考。     

模拟CO2浓度升高对宁夏枸杞营养生长与果实品质的影响

【目的】研究宁夏枸杞对大气CO2浓度升高的生理生态响应机制,为探究枸杞及其他木本经济林植物在气候变化背景下优质高效栽培与育种提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’扦插苗为材料,采用开顶气室(open-top chamber,OTC)及自动监控系统模拟控制CO2浓度,测定宁夏枸杞在升高CO2浓度环境下植株营养生长指标与果实糖分含量、主要活性物质含量和蔗糖代谢相关酶活性的变化。【结果】 1) CO2浓度升高,促进宁夏枸杞植株生长发育,苗高增长量较对照分别高11.67%和18.65%,地径分别高55.09%和62.58%,新梢加长和加粗生长均呈增加趋势。2) 2种CO2浓度升高处理下,宁夏枸杞果实横径较对照分别增加4.56%和7.71%,单果质量分别增加15.05%和34.53%,果实更加饱满。3) CO2浓度升高处理下,夏果(处理90天左右)果实中果糖含量较对照略高,秋果(处理120天后)含量比对照分别低1.39%和3.98%。试验处理期间,果实中葡萄糖和总糖含量均低于对照,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理下降最为明显。夏果果实蔗糖含量均低于对照,秋果在CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]下较对照略高。4)果实中枸杞多糖含量低于对照,黄酮含量在秋果期比对照分别低16.62%和18.35%,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理对果实活性物质含量影响较大。5) CO2浓度升高增加了酸性转化酶和中性转化酶活性;夏果蔗糖磷酸合成酶较对照明显增加,但秋果酶活性低于对照;蔗糖合成酶分解方向与合成方向酶活性变化趋势相同,夏果均高于对照,秋果酶活性低于对照,CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理下差异极显著。【结论】长期高CO2浓度处理促进宁夏枸杞植株营养生长,果实单果质量与纵横径增大,有利于改善果实外观品质;但果实中糖分含量和枸杞多糖、黄酮等生物活性物质的含量明显降低,相关酶活性发生变化,影响果实营养品质。     

高效液相色谱法测定发酵乳饮料中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及乳糖含量

建立基于高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法测定发酵乳饮料中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及乳糖含量的方法。用水作为提取剂,乙腈-水混合溶液作为流动相,采用糖柱进行分离,示差检测器检测。当果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及乳糖的添加量在0.2％～10.0％时,加标回收率为92.6％～102.0％,相对标准偏差(n=6)小于3.00％,定量检出限为0.2％。该方法具有快速、准确、稳定性好、灵敏度高等优点,可用于发酵乳饮料中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及乳糖含量的检测。     

甘蓝型油菜蔗糖磷酸合酶(SPS)基因家族成员鉴定及表达分析

蔗糖磷酸合酶(sucrose phosphate synthase, SPS)是调控植物蔗糖合成的限速酶, 对光合产物的转运和积累有重要影响。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝型油菜基因组数据库鉴定出11个甘蓝型油菜SPS基因家族成员, 根据系统进化分析将其分成A、B和C共3个亚家族。基因结构预测表明, SPSC-1有5个外显子, 其他SPS基因均有11~15个外显子。顺式作用元件分析表明, 油菜SPS基因除含基本的启动子保守元件外, 还含有许多与逆境和激素响应相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果表明, BnSPSA1在花中表达量最高, BnSPSA2在各组织中均有不同程度的表达, BnSPSB只在叶、蕾和花中表达, BnSPSC在叶中表达量最高, 在蕾和花中有少量表达而在其他组织中基本不表达, 说明SPS基因在甘蓝型油菜中的表达具有明显的组织特异性; BnSPSA1和BnSPSC在高生物产量油菜叶片中的表达高于低生物产量油菜, BnSPSB则在低生物产量油菜中的表达量更高, 说明SPS基因与油菜生物产量密切相关。本研究为油菜SPS基因的功能研究和利用奠定了基础。     

不同氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明：在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160kg/hm²)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160kg/hm²可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160kg/hm²）可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160kg/hm²。     

FaASR基因超表达促进草莓果实着色

以‘甜查理’草莓为试材,在克隆草莓ASR同源基因的基础上,对草莓中FaASR基因进行生物信息学、时空表达分析,通过调控草莓果实中ASR基因表达水平,分析果实的着色、蔗糖、ABA、色素和果实硬度等生理指标的变化,以及与色素代谢相关基因CHS、UFGT的表达水平,揭示ASR基因调控草莓果实成熟的机制。草莓ASR含有一个典型的与果实成熟和抗逆有关的ABA/WDS区域,ASR基因过量表达可以促进草莓果实提前上色,促进果实内源ABA积累、蔗糖含量增加和果实变软,并且促进与果实花色苷积累相关的关键基因CHS和UFGT的转录水平。该研究有助于深入揭示果实发育信息传递的分子机制,也为今后草莓的分子改良育种奠定重要的基础。     

宿根矮化病菌对甘蔗品质及茎、叶超微结构的影响

 甘蔗宿根矮化病(Ratoon Stunting Disease, RSD)是由Leifsonia xyli subsp.xyli (Lxx)引起的,是目前世界所有植蔗地区危害性极大的病害之一。本实验以甘蔗品种新台糖22号(ROC22)健康植株为对照,感染RSD植株为处理,观察和测定RSD侵染甘蔗引起的蔗株农艺性状、蔗糖分以及茎、叶超微结构的变化。结果表明:(1)感染RSD种茎的出苗率比对照减少2.94个百分点;株高比对照下降28.85 cm;茎径比对照减少0.28 cm;节间长度比对照减短3.50 cm;单茎重比对照低0.36 kg。(2)感染RSD植株的蔗糖分低于对照0.9个百分点(绝对值)。(3)利用透射电镜技术对感染RSD植株茎、叶细胞超微结构进行观察表明,叶片叶肉细胞、维管束鞘细胞及茎细胞内的细胞器及细胞核都发生了明显的病理变化。与健康叶片相比,叶绿体变形,叶绿体基质片层大部分消解,基粒结构消失,叶绿体外膜和内膜剥离。线粒体形态异常,有的肿大、内嵴模糊,严重者内嵴消失并空泡化,仅剩未被消解的残骸;细胞核形态变为不规则,核膜破裂,染色质分布不均匀,呈降解状态。在感染RSD甘蔗茎维管束导管细胞内积累有大量的电子致密物质,细胞壁有不同程度的溶解和断裂,这可能和RSD病原细菌侵染有关。以上结果表明:RSD侵染甘蔗后,可能导致光合效率下降,对水分和营养物质的运输能力降低,从而导致甘蔗品质和产量的降低。