高温胁迫下水稻胚乳淀粉分支酶各同工型基因的表达特征

 以稻米品质温度敏感型的早籼稻品种浙辐49为材料,利用人工气候箱控温处理试验和实时荧光定量PCR技术,探讨了水稻发育胚乳中淀粉分支酶(starch branching enzyme, SBE)的3种主要同工型基因 (SBEⅠ、 SBEⅢ和SBEⅣ) 在不同温度处理下的相对表达量差异及动态变化特征。结果表明,高温处理对水稻胚乳中SBE基因的表达调控因其同工型的种类而异,SBEⅣ基因在高温处理下呈上调表达,而SBEⅠ和SBEⅢ基因在高温处理下的相对表达量则明显降低,表现为下调表达;与SBEⅣ等同工型相比,水稻胚乳中SBEⅠ基因对高温胁迫的表达响应相对更敏感。     

不同前处理方式对鲜烟叶主要化学成分和致香物质的影响

为了研究不同前处理方式对鲜烟叶化学成分检测的影响,采用半叶法探索了鲜烟叶经冷冻处理、常规杀青处理和微波处理后的主要化学成分和致香物质的差异.结果表明:经3种方式处理后烟叶的近红外光谱的相似度较高,但与新鲜烟叶的光谱差异较大;经3种方式处理烟叶的烟碱含量相差不大;经微波法处理烟叶的总糖、还原糖和氯离子含量较高;经常规杀青法处理烟叶的各物质含量居中;经冷冻法处理烟叶的中性香气物质优于其他两种处理方式.因此,在测定鲜烟叶主要化学成分的含量时,最适合采用微波法处理,速度快;在测定鲜烟叶中性香气物质时,较适合采用冷冻法处理.     

打顶及外源α-萘乙酸对烤烟钾素吸收与再分配的影响

[目的]研究打顶及外源α-萘乙酸(NAA)对烟叶钾素吸收、积累及再分配的影响,为烤烟营养和品质调控提供参考.[方法]采用盆栽试验,设置打顶、留顶和NAA处理,在不同时期探讨其对烟株钾素的吸收和积累、再分配的影响.[结果]打顶加速烟叶、茎秆和根系干物质的积累,提高根系及前期中部叶和茎秆的钾含量,降低上部叶及后期中部叶和茎秆钾含量;利于促进钾素在烟叶、茎秆和根系中的积累;促进钾素向烟叶分配;降低烟株钾素生物利用率,提高烟株钾素经济利用率.打顶期施用外源NAA可明显提高烟株干物质的积累量,提高前期中部叶和后期根系的钾含量,但降低上部叶、茎秆的钾含量;提高烟叶、茎秆和根系中钾的积累量,促进钾素在烟叶中的分配,提高烟株钾素生物利用率和经济利用率.[结论]打顶期施用外源NAA有助于保持烟株内源激素的平衡,增加烟叶钾积累,促进钾素的吸收与再分配,改善烟叶品质.     

基于近红外光谱的烟叶烘烤过程质体色素实时监测

质体色素的降解变化是烟叶香气物质形成的基础之一.为解决烟叶烘烤调制过程中质体色素无法快速准确测定的问题,基于近红外光谱技术(NIRS)的优势,利用竞争自适应重加权釆样法(CARS)进行光谱特征波长选择,并结合偏最小二乘法(PLS)构建了烟叶烘烤过程叶绿素和类胡萝卜素含量的动态变化模型.结果表明,CARS-PLS模型能获得较全谱偏最小二乘(PLS)、连续投影偏最小二乘(SPA-PLS)、遗传算法偏最小二乘(GA-PLS)及蒙托卡洛无信息变量删除偏最小二乘(MC-UVE-PLS)更好的模型性能,其烟叶叶绿素和类胡萝卜素模型预测相关系数分别为0.924、0.908,预测均方根误差分别为0.789、0.321μg/cm2,模型能满足实时定量分析的需要.因此,采用NIRS技术结合CARS-PLS能快速准确测定烘烤过程烟叶质体色素的变化,可为烟叶密集烘烤调控提供参考依据.     

贵州不同油分烟叶化学成分的差异

分析贵州省烟区8个县烤烟主栽品种K326不同油分烟叶中的烟碱、总糖等主要化学成分的含量及其协调性。结果表明,多油分烟叶比少油分烟叶的烟碱、总氮和蛋白质含量低,总糖和还原糖含量高,施木克值高,糖碱比较协调;氯离子含量较低,钾氯比较高,多油分烟叶具有更优的物质基础。     

花后高温下水稻可溶性淀粉合酶同工型基因的表达模式

利用人工气候箱设高温(32℃)和适温(22℃)两个温度处理,结合实时荧光定量PCR技术,对水稻胚乳中可溶性淀粉合酶(SSS)8个主要同工型基因的表达特征及其温度响应进行了检测分析。结果表明,水稻SSS各同工型基因对花后高温胁迫的响应表达模式明显不同,SSSIIb、SSSIIc、SSSIIIb和SSSIVa等同工型基因呈上调表达模式,而SSSIIa、SSSIIIa等则呈下调表达模式;SSSI和SSSIIIa是水稻SSSs基因在胚乳中表达的主要形式,而其他6种同工型基因的相对表达量均较低;与SSSI、SSIIc、SSSIIIb和SSSIVb相比,水稻胚乳中SSSIIb、SSSIIIa和SSSIVa等同工型基因对高温胁迫的响应表达更敏感。     

采收成熟度对烘烤过程烟叶色素降解及抗氧化系统的影响

设置3个采收成熟度(尚熟、成熟、完熟)处理,对烘烤过程烟叶叶绿素和类胡萝卜素降解规律、抗氧化酶活性和相对电导率的变化进行系统研究.结果表明,(1)各个色素组分降解主要发生在变黄中后期(24～72 h),色素降解速率和烟叶变黄速率随着成熟度的提高而提高;(2)烟叶丙二醛(MDA)含量随烘烤进程逐渐升高,在72 h时达到峰值,成熟烟叶中的MDA含量低于尚熟和完熟烟叶处理;(3)不同处理烟叶抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)]活性均在随烘烤进程呈先升高后降低的趋势,且活性在变黄期达到峰值,成熟处理烟叶中的POD、T-SOD、CAT活性均表现出较高水平;(4)不同处理烟叶相对电导率随烘烤进程逐渐上升,完熟烟叶的相对电导率显著高于尚熟和成熟烟叶,定色中后期烟叶相对电导率明显增大,以成熟处理烟叶相对电导率最小.成熟烟叶的色素降解比例较大,MDA含量较低,抗氧化酶活性较高,相对电导率较低,说明成熟烟叶细胞膜的完整性更好,有利于烟叶细胞内部物质的生理生化转化.     

水稻胚乳贮藏物代谢相关基因响应花后高温胁迫的微阵列分析

【目的】揭示花后高温条件下水稻灌浆过程中胚乳淀粉和蛋白贮藏物代谢相关基因的表达谱,并阐明部分重要功能基因对花后高温胁迫的响应表达模式。【方法】利用人工气候箱设高温(日均温度32℃,日最高温36℃/日最低温28℃)和适温(日均温度22℃,日最高温26℃/日最低温18℃)2个温度处理,并在水稻开花后的不同时期取样,对水稻胚乳贮藏物代谢各类相关基因的表达谱与表达模式进行高通量的cDNA微阵列检测。【结果】在水稻胚乳贮藏物代谢的相关基因中,以对高温胁迫响应表现较迟钝的基因居多,其高温处理与低温处理之间的杂交信号(nARVOL)比值(称R值)大致在0.8—1.2,但随高温处理时间的持续,呈上调或下调差异表达的基因数量均有明显增加;花后高温对胚乳糖代谢和淀粉合成类基因表达的调控效应,不仅随各个基因的功能类型、代谢途径和灌浆进程的差别变化而异,而且其表达丰度及其上调或下调幅度在很大程度上还与该功能基因的同工型(或酶亚基)有关;高温处理下水稻胚乳中的谷蛋白、醇溶蛋白和球蛋白类基因多呈下调表达特征,但也会随其所调控的蛋白亚基组分的不同而异,从而对胚乳贮藏蛋白的亚基构成和组分变化产生较大影响;与胚乳白贮藏物代谢密切相关的糖信号传导类基因、核糖体蛋白类基因和逆境防御蛋白类基因普遍比直接参与胚乳贮藏物合成路径的功能基因对高温胁迫响应表现敏感。【结论】花后高温胁迫对水稻胚乳灌浆贮藏物代谢的调控相当复杂,涉及到众多的功能基因位点。