玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4克隆及其低温胁迫下的表达模式

【目的】克隆玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4,并明确其组织表达特性及在低温胁迫下的表达模式,为深入研究SUT4基因响应低温胁迫的作用机理提供理论依据。【方法】以玉米自交系黄早四幼苗为材料,采用RT-PCR克隆其ZmSUT4基因,分析其生物学信息,构建系统发育进化树,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其组织表达特异性及低温胁迫(4℃)下不同组织中的表达模式。【结果】克隆获得的ZmSUT4基因(GenBank登录号MK541991)全长为1621 bp,开放阅读框(ORF)长度为1506 bp,编码501个氨基酸,编码蛋白的分子量53.36 kD,理论等电点(pI)8.84,具有12个跨膜结构,定位于细胞膜上,既属于易化扩散载体(MFS)家族成员,也属于蔗糖/H+共转运体(GPH)超家族成员,其中第25～447位氨基酸是MFS家族蛋白的保守结构域,第17～484位氨基酸是GPH超家族成员的蔗糖运转子保守结构域GPH-sucrose。ZmSUT4蛋白的氨基酸序列与单子叶植物SUT4蛋白同源性较高,为86%～96%,聚集在同一分支上;与双子叶植物SUT4蛋白同源性较低,为62%～65%,说明该类蛋白在不同物种间高度保守。ZmSUT4基因在玉米的根、茎和叶中均有表达,以根中的表达量最高,其次是叶,茎中的表达量最低。低温胁迫下,ZmSUT4基因在不同组织中表达量模式不同,根和叶中ZmSUT4基因表达量均在胁迫24 h达最大值,分别是低温胁迫前(0 h)表达量的2.21和2.62倍,茎中的ZmSUT4基因表达量在胁迫6 h达最大值,是低温胁迫前表达量的3.01倍。【结论】ZmSUT4基因受低温胁迫诱导表达,推测其是调控玉米响应低温胁迫的关键基因。     

蜂蜜掺假的高效智能检测方法

研制了一款依据物质的旋光特性原理来检测蜂蜜是否掺假的智能检测仪,使用该检测仪测量了百花原蜜蜜样、蔗糖及蔗糖假蜂蜜的旋光度,并给出了回归方程。针对蔗糖掺假蜂蜜,实际检测数据表明该智能检测仪可有效检测出蜂蜜是否掺假,为检验蜂蜜品质提供了一种操作便捷、结果可靠的方法。     

巴西蔗糖产业特点及对我国蔗糖业的借鉴

通过对巴西蔗糖产业种植、管理、贸易、政策、加工等方面的详细分析可知,巴西是世界上最大的甘蔗生产国和出口国,拥有先进的技术水平和管理经验,其制糖成本低、国际竞争力强。其甘蔗病虫害防控实行:⑴重点培育和推广抗病虫甘蔗良种;⑵通过种苗检疫、脱毒和健康种苗繁育技术严防病虫害的发生与传播;⑶建立病虫害监测预警和防控系统;⑷生物防控技术和化学药剂相结合。其糖厂已实行全网络自动化控制系统,蔗糖生产采用两步法生产精制糖。其蔗糖产业发展特点:重视氮高效品种的选育、甘蔗生产全程机械化率高、采用酒精发酵液定量还田技术、燃料乙醇工业发达、多种糖料蔗供应渠道、加工技术先进生产效率高、甘蔗运输成本较高等特点。我们可从中得到的借鉴为:重视强宿根蔗的选种计划、加速推进甘蔗生产全程机械化进程、建立完善的甘蔗病虫害防控系统、加强蔗糖高值化及副产物综合利用。     

水氮供应对灌浆期冬小麦籽粒淀粉合成相关酶活性及产量的影响

为明确不同水氮供应对冬小麦灌浆期籽粒蔗糖代谢、淀粉合成相关酶活性及籽粒产量的影响，在大田栽培条件下，以冬小麦品种矮抗58为材料，设3种水分处理（低水W₀、中水W₁、高水W₂）和4个施氮水平（无氮N₀、低氮N₁、中氮N₂、高氮N₃），研究了不同水氮供应下灌浆期籽粒蔗糖代谢、淀粉合成相关酶活性的变化特点。结果表明，水分胁迫能增加籽粒的蔗糖积累速率，缩短灌浆进程，促进小麦早熟；降低了籽粒中腺苷二膦酸葡萄糖磷酸化酶（ADPG-PPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）活性。适当增施氮肥能够促进籽粒中蔗糖向淀粉转化，增加4种淀粉合成相关酶活性，其中W₁N₂处理的ADPG-PPase、SSS、GBSS和SBE活性峰值最高， 较W₁N₃、W₁N₁和W₁N₀处理分别增加了1.5%、7.9%、11.9%、5.8%和9.6%、4.5%、4.7%、5.2%和13.6%、7.6%、20.9%、10.5%，氮肥过量会对以上4种酶活性产生抑制作用。适当提高氮肥水平能增加小麦成穗数、穗粒数和千粒重，最终极显著地提高小麦产量，W₁N₂处理较W₀N₀和W₂N₃处理分别增产164.6%、3.0%。在小麦灌浆期间控制土壤田间持水量为60%~65%、配施氮肥240 kg·hm^-2能协同提高小麦籽粒蔗糖含量，保证源器官有足够供应能力，提高淀粉合成酶活性，促进小麦体内碳氮代谢，最终增加产量。     

山梨醇和蔗糖对桃果实、叶片可溶性糖含量及果实品质的影响

为了探讨山梨醇和蔗糖对春蜜桃不同发育时期果实和叶片可溶性糖含量及果实品质的影响,以5年生春蜜桃为试材,于其幼果期喷施不同质量浓度的山梨醇和蔗糖,研究其对果实和叶片可溶性糖组分及其含量、叶绿素相对含量及果实品质等相关指标的影响。结果表明,在成熟期(盛花后77 d),喷施5 g/L山梨醇、50 g/L山梨醇、0.5 g/L蔗糖和5 g/L蔗糖处理的果实可溶性固形物含量比清水对照分别提高19.81%、32.03%、29.01%和37.13%;5 g/L蔗糖、5 g/L山梨醇、50 g/L山梨醇的色调角h°比对照分别降低8.63%、5.61%、7.28%。果实发育初期,以还原糖为主,蔗糖含量最低;果实成熟期,各处理果实蔗糖含量占总糖的69%～77%。在果实和叶片发育过程中,果糖和葡萄糖变化趋势一致,蔗糖变化幅度最大。果实成熟期蔗糖含量最高,山梨醇含量最低;而叶片蔗糖含量最低。山梨醇和蔗糖处理均能改善春蜜桃果实着色及品质,其中,以5 g/L蔗糖处理效果最佳。     

微咸水灌溉对设施番茄果实糖积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响

【目的】探究微咸水不同灌溉方式对番茄果实糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的影响,为微咸水合理、高效的利用提供理论参考。【方法】以番茄(Lycopersicon esculentum)‘京番301’为试材,采用沙土槽培的栽培方法,在防渗措施与灌水定额相同的条件下,共设5个处理:微咸水(EC=3.0mS/cm)直接灌溉(CK)、地下淡水灌溉(T1)、混合水灌溉(V(微咸水)∶V(地下淡水)=1∶1,T2)、微咸水与地下淡水按生育期轮灌(苗期、开花期为地下淡水处理,果实发育期微咸水处理,T3)、微咸水与地下淡水按次轮灌(T4),研究了微咸水不同灌溉方式对白熟期、转色期、成熟期番茄果实不同部位(果皮、果肉、心室隔壁、胶质胎座)中葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉含量及酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)4种蔗糖代谢相关酶活性的影响。【结果】整体来看,CK和T4处理有利于提高3个生育期番茄果实各部位葡萄糖、果糖和蔗糖的含量,与T1相比,CK和T4处理下成熟期果肉中葡萄糖含量分别提高了31.55%和30.17%,果糖含量分别提高了107.31%和50.57%,蔗糖含量分别提高了70.53%和47.35%;有利于提高AI、NI、SS、SPS 4种蔗糖代谢相关酶的活性,促进果实蔗糖代谢的进行,且降低了转色期、成熟期果实各部位淀粉含量,同时番茄总产量降低。T2处理3个生育期果实各部位糖含量及酶活性居中,番茄总产量最低,为6.05kg/m~2;T3处理果实各部位糖含量及酶活性与T1相差不大,不利于番茄果实各部位糖分的积累,但番茄总产量较高;T1处理下番茄总产量最高,为9.01kg/m~2。【结论】微咸水直接灌溉和微咸水淡水按次轮灌可以提高果实各部位葡萄糖、果糖和蔗糖的含量,从而改善番茄果实品质,可结合当地生产条件和消费群体适当选用微咸水进行灌溉。     

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,Bn SPSA1在花中表达量最高,Bn SPSA2在各组织中均有不同程度的表达,Bn SPSB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;Bn SPSA1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,Bn SPSB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。     

不同叶型棉花功能叶片光合特性差异分析

选用正常掌状叶和鸡脚叶2种叶型的棉花近等基因系作为材料,分别在苗期、蕾期、花铃期和吐絮期,测定主茎功能叶片光合生理指标及2种蔗糖合成相关酶活性,并对各项测定指标与产量因素进行相关性分析,以期为选育棉花高产品种提供理论依据。结果表明,整个生育期正常叶棉花净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均高于鸡脚叶;除苗期外,其他生育时期正常叶总叶绿素含量、蔗糖磷酸合成酶活性、蔗糖合成酶活性均高于鸡脚叶;蕾期和花铃期,正常叶碳水化合物含量高于鸡脚叶;相关性分析表明,净光合速率、蔗糖磷酸合成酶活性、蔗糖合成酶活性与单铃质量呈显著正相关。与鸡脚叶相比,正常掌状叶棉花叶片光合色素含量、2种蔗糖合成相关酶活性等较高,有利于光合产物的转运与积累,是其产量较高的主要原因。     

不同类型林下参开花期4种糖含量差异比较

糖含量与种类在食品营养与口感中有重要作用。采用超高效液相色谱-蒸发光散射法探索14年生4种类型林下参(竹节芦(粗)、竹节芦(细)、长脖芦及马牙芦)开花期根部及茎叶部麦芽糖、蔗糖、葡萄糖及果糖的含量差异,旨在为人参选种以及人参食品加工提供一定理论依据。结果表明,4种类型林下参在4种糖的含量中差异不显著,但在糖类的积累中,马牙芦占一定的优势;比较根与茎叶的4种糖分布发现,根部4种糖占比依次为蔗糖果糖葡萄糖麦芽糖,茎叶4种糖占比依次为葡萄糖果糖蔗糖麦芽糖。     

外源蔗糖对离体条件下换锦花小鳞茎发生的影响

从形态学、组织细胞学、生理生化水平、分子水平等多层面探究外源蔗糖浓度对换锦花（Lycoris sprengeri）离体小鳞茎发生的影响。结果表明，MS培养基中外源蔗糖缺失时，离体换锦花鳞茎无法产生小鳞茎，蔗糖浓度为30 或60 g ? L-1时小鳞茎正常发生，但对小鳞茎发生数量影响不大。鳞片内的蔗糖及可溶性糖含量在腋芽形成前不断积累，且鳞片基部淀粉粒的积累为此处小鳞茎的发生提供物质基础。蔗糖促进了茉莉酸甲酯（MeJA）在植物体内的积累，抑制了LsWIP1、LsERS2和LsEIN2基因表达量的异常上升，表明蔗糖可能作为信号分子启动了相关损伤保护机制，并促进了小鳞茎的发生。