‘蜂糖李’果实发育过程中有机酸含量变化及其与苹果酸代谢相关酶的关系

【目的】明确‘蜂糖李’果实有机酸组成与含量特点,揭示其发育过程中有机酸含量的变化规律及其与苹果酸代谢相关酶的关系,阐明有机酸积累的关键时期和关键酶。【方法】以‘蜂糖李’及对照‘四月李’为材料,采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatograph,HPLC)分析测试李果实发育过程中有机酸组分及含量,并测定苹果酸代谢相关酶的活性。【结果】利用高效液相色谱分析李果实中有机酸组分及含量,发现‘蜂糖李’果实成熟时总酸含量(ω,后同)为5.94 mg·g-1,包括苹果酸、酒石酸、柠檬酸、草酸、莽草酸和琥珀酸6种,其中以苹果酸含量最高(占总酸含量的88%),‘四月李’果实中有机酸组分与‘蜂糖李’一致,均属于苹果酸型。2个李品种果实中总酸含量的差异主要是由苹果酸含量的差异所致。通过分析李果实发育过程中有机酸含量的变化,发现‘蜂糖李’果实中苹果酸含量大量积累的关键时期在果实发育前期,整体呈先增加后降低的趋势,草酸、酒石酸含量逐渐降低,而柠檬酸含量逐渐升高。与‘四月李’相比,‘蜂糖李’果实中苹果酸、草酸、酒石酸及总酸含量的变化趋势与之一致,且苹果酸及总酸含量在整个过程中均显著低于‘四月李’,而柠檬酸含量的变化趋势与之相反。最后通过分析苹果酸含量与相关代谢酶活性之间的相关性,表明‘蜂糖李’果实中苹果酸在果实发育前期大量积累主要是该时期磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性增强促进了苹果酸的大量合成以及NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性降低减少苹果酸的分解,与NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)关系不大,而‘四月李’苹果酸积累的关键酶是NAD-MDH。在果实发育后期,‘蜂糖李’及‘四月李’NADP-ME活性迅速升高,前者PEPC活性减弱,后者NAD-MDH活性下降,使得2者果实中苹果酸的降解大于合成而呈降低趋势。【结论】‘蜂糖李’是以苹果酸为主要有机酸的低酸型李品种,其果实中苹果酸积累的关键时期为果实发育前期,苹果酸含量的变化由PEPC和NADP-ME协同调控,而对照‘四月李’由NAD-MDH和NADP-ME起主要的调控作用。     

谷子MDH基因非生物逆境响应特性研究

为揭示谷子MDH基因对逆境胁迫的响应,本研究通过序列比对得到2个谷子苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)基因SiMDH1、SiMDH2,并对SiMDH1和SiMDH2的编码蛋白特征、基因结构、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,用荧光实时定量PCR(qPCR)检测了SiMDH1和SiMDH2在苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫和不同光照强度下的表达。蛋白特征参数和序列分析表明,SiMDH1和SiMDH2蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有MDH基因的特征功能域苹果酸酶NAD结合域和苹果酸酶C端功能域。亚细胞定位预测显示,SiMDH1和SiMDH2主要定位于叶绿体、细胞质和线粒体。启动子区域顺式元件分析发现,在SiMDH1和SiMDH2启动子区域含有大量光应答、激素类和其他类应答元件。苗期逆境qPCR表达谱分析发现,SiMDH1和SiMDH2受脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、高盐和低温不同程度诱导,揭示SiMDH1和SiMDH2参与了谷子苗期非生物逆境胁迫应答。进一步分析发现,SiMDH1和SiMDH2参与了谷子在拔节、抽穗、灌浆期的干旱应答,而光照强度会显著影响SiMDH1和SiMDH2基因在不同生育期的表达。本研究为进一步分析MDH逆境应答机制以及利用基因工程方法改善作物抗逆性提供了试验和理论支持。     

棉花根系和叶片质外体汁液分离方法的改进

质外体汁液(apoplastic washing fluid, AWF)在植物生长发育和抵抗生物及非生物逆境方面发挥着重要作用。目前普遍采用真空渗透离心法提取质外体汁液,但具体提取流程和条件却因植物培养条件、种类和器官等不同而不同。本试验以营养液培养的棉花幼苗为材料,改进了棉花根系和叶片AWF分离的取样方法、渗透条件和离心参数等。结果表明,相对于通常的非整体取样,改良后整体取样简单易操作且显著降低了质外体与共质体的苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)活性比值,更适宜开展质外体汁液组分研究。根据真空渗透鲜重增加和AWF稀释因子,进一步证明根系不用真空渗透;而叶片需真空渗透,适宜真空强度/时间为-60 kPa/1min,真空后恢复到正常压强约110s。证明叶片颜色变深面积可作为判定真空渗透强度或时间是否适宜的一种简易可行方法。最后,AWF体积、质外体与共质体的可溶性蛋白含量比值和MDH活性比值综合分析表明,棉花根系适宜离心力大小/时间长度为800×g/10～20 min,叶片为400×g/5 min。本改进方法为棉花AWF组分,如蛋白质组学和代谢组学等研究结果的准确性和可靠性奠定了基础,为其他作物AWF分离方法的优化提供了参考。     

你会吃西瓜吗？

西瓜的营养成分 西瓜汁液中几乎包括了人体所需要的各种营养成分，如维生素A、B、C和蛋白质、葡萄糖、蔗糖、果糖、苹果酸、谷氨酸、瓜氨酸、精氨酸、磷酸及钙、铁、磷和粗纤维等。     

褐环黏盖牛肝菌异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶活性的研究

为了探明褐环黏盖牛肝菌的草酸代谢途径,研究了pH值、反应温度对褐环黏盖牛肝菌异柠檬酸裂解酶(ICL)和苹果酸合酶(MS)的活性的影响。结果表明,酶促反应褐环黏盖牛肝菌ICL最适pH值为5.6,其最大活性为4.37 U/gFW;MS的最适pH值为7.0,其最大活性为3.57 U/g FW;ICL最适反应温度为30℃,MS最适反应温度为35℃;K+,Na+,Mg2+三种金属离子中,Mg2+对ICL活性具有明显的激活作用,而Na+对MS的活性具有明显的激活作用。     

褐环黏盖牛肝菌异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶活性的研究

为了探明褐环黏盖牛肝菌的草酸代谢途径，研究了pH值、反应温度对褐环黏盖牛肝菌异柠檬酸裂解酶（ICL）和苹果酸合酶（MS）的活性的影响。结果表明，酶促反应褐环黏盖牛肝菌ICL最适pH值为5.6，其最大活性为4.37 U/g FW；MS的最适pH值为7.0，其最大活性为3.57 U/g FW； ICL最适反应温度为30℃， MS最适反应温度为35℃； K+， Na+， Mg2+三种金属离子中， Mg2+对ICL活性具有明显的激活作用，而Na+对MS的活性具有明显的激活作用。     

苹果酸脱氢酶与异柠檬酸脱氢酶在滞育七星瓢虫中的差异表达

为分析七星瓢虫滞育相关蛋白质的类别和功能,在滞育调控及滞育后生物学研究的基础上,应用双向电泳、质谱分析(ESI-QUAD-TOF)、生物信息学等蛋白质组学方法,对表达量存在2倍及以上差异且差异显著的蛋白点进行鉴定。应用Mascot软件进行数据库检索,根据数据的匹配程度鉴定蛋白质。所得蛋白质中,参与三羧酸循环的两种关键酶呈现差异性表达,其中苹果酸脱氢酶(gi|212508346)呈上调表达,异柠檬酸脱氢酶(gi|21392222)则呈下调表达。苹果酸脱氢酶的增加,推测与滞育状态下的生理需求相关:一方面与昆虫对NAD的合成和利用有关,另一方面或是七星瓢虫应对滞育环境条件的一种应激方式,与正常个体的代谢通路相比,滞育个体开启了另外的代谢通路以适应环境条件的改变。异柠檬酸脱氢酶作为三羧酸循环中起关键调节作用的限速酶,在滞育个体中下调表达,或反映了三羧酸循环整体速率的降低,表现在滞育七星瓢虫体内维持了低水平的能量代谢。本文的研究结果,为从蛋白质水平深入揭示七星瓢虫滞育调控及其机理提供一定的参考。     

外施苹果酸对紫色小白菜生长、生理与品质的影响

【目的】探究外施苹果酸对紫色小白菜生长、生理与品质的影响,筛选最适的外施苹果酸质量浓度,为紫色小白菜的优质培育以及高产栽培奠定理论基础。【方法】以‘京研'紫色小白菜为试验材料,采用水培技术,设置外施苹果酸0 mg/L(对照,CK)、0.5 mg/L(T1)、1.5 mg/L(T2)、3.0 mg/L(T3)、5.0 mg/L(T4)、10.0 mg/L(T5)共6个处理,研究不同质量浓度外施苹果酸对紫色小白菜叶片和根系形态学指标、根系显微结构及相关品质指标的影响。【结果】(1)随苹果酸质量浓度的增大,紫色小白菜叶片和根系形态指标均呈现先上升后下降的趋势,其中T1、T2处理显著优于对照,叶片表面积、体积较大,且可促进植株根系增长、面积增大、侧根增粗,而T5处理因苹果酸质量浓度过高阻碍了根系伸展。(2)根系显微结构观察发现,T1、T2、T3处理紫色小白菜新生侧根根尖1 cm处直径均显著高于对照,维管束和木质部区域直径增大,有助于运输更多的营养物质和水分。T5处理根系皮层细胞层数较少,细胞体积较大且排列疏松。(3)紫色小白菜叶片可溶性蛋白和维生素C含量随处理时间延长逐渐增高,随苹果酸质量浓度的增大呈先上升后下降的趋势,以T2处理最优。紫色小白菜叶片可溶性糖和总有机酸含量9 d时整体下降,且随苹果酸质量浓度的增大呈先上升后下降趋势,T1、T2处理显著高于对照。(4)苹果酸、丙二酸、琥珀酸和酒石酸含量随苹果酸质量浓度的增加呈先上升后下降的趋势,而柠檬酸含量呈先下降后上升的趋势。T1、T2、T3处理苹果酸、丙二酸、琥珀酸含量较高,对照、T4、T5处理柠檬酸含量较高。【结论】外施苹果酸能够影响紫色小白菜的生长及生理状况,施用适宜质量浓度(1.5 mg/L)的苹果酸可有效促进紫色小白菜地上部和根系生长,提高苹果酸、丙二酸、琥珀酸含量,提升植株营养品质。     

酒酒球菌在不同模拟酒培养基中的降酸效果研究

【目的】选择一种成分简单、降酸效果好的模拟酒培养基,为后续的苹果酸-乳酸发酵研究奠定基础。【方法】利用高效液相色谱等方法,分别测定不同时段酒酒球菌31 MBR和SD-2a在A、B、C、D4种模拟酒培养基中的L-苹果酸、L-乳酸质量浓度及pH值和OD值,研究不同培养基中L-苹果酸的降解效果。【结果】酒酒球菌31 MBR在A、B、D 3种培养基中的降酸效果基本一致,在第4天时L-苹果酸的降解率分别为90.75%,89.47%和91.92%,在C培养基中降解率稍低,为79.99%;SD-2a在B、D 2种模拟酒培养基中的降酸效果基本一致,第4天时L-苹果酸降解率分别为94.32%和91.49%,而在A、C 2种模拟酒培养基中降酸较慢,第4天时的L-苹果酸降解率分别为51.24%和69.21%。液相色谱分析表明,酒酒球菌31 MBR和SD-2a在A、B培养基中培养,均能够获得分离效果较好的色谱图。【结论】A培养基适于酒酒球菌31 MBR的苹果酸-乳酸发酵,B培养基适于酒酒球菌SD-2a的苹果酸-乳酸发酵。     

牡丹PsMDH基因的克隆、表达及载体构建

以牡丹品种赵粉为试材,采用RT-PCR和RACE方法从雄蕊中获得了一个牡丹苹果酸脱氢酶基因cDNA全长,命名为PsMDH,GenBank登录号为HQ449567.其cDNA全长1283 bp,包含80 bp的5′非编码区、203 bp的3′非编码区和一个长度为999 bp编码332个氨基酸的开放阅读框.序列比对和系统进...