小麦叶片谷氨酰胺合成酶的分离纯化及鉴定

为了解谷氨酰胺合成酶（Glutamine synthetase,GS）同工酶在小麦中的种类、活性及亚基组成状况,利用盐析、凝胶过滤、阴离子交换层析等技术对小麦苗期叶片中的GS同工酶进行了分离纯化及鉴定。通过测定GS活性跟踪GS的纯化过程,利用NativePAGE结合活性染色技术检测GS的纯化效果,利用SDSPAGE鉴定GS的亚基组成。结果表明,在小麦幼苗叶片中检测到3种GS同工酶GS1、GS2和GSx,其中Gsx含量少,但活性高。从小麦幼苗叶片中纯化得到2个GS同工酶即GS1和GS2。GS1由39 kD的亚基组成,GS2由45 kD的亚基组成,没有纯化得到GSx。     

土壤水分对豫麦34花后GS同工酶及籽粒产量与蛋白质含量的影响

采用盆栽方法,连续两年研究了豫麦34在田间最大持水量40%(40%FC)、60%(60%FC)和80%(80%FC)条件下花后旗叶与籽粒中谷氨酰胺合成酶(GS)及其同工酶活性和可溶性蛋白含量及籽粒产量等的变化特征。结果表明,旗叶中GS活性较同期籽粒中GS活性高10倍以上,并均在波动中下降;旗叶中有GS1、GSx和GS2三种同工酶,其中GS2活性最高,GSx活性最低;籽粒仅有GS1。小麦花后旗叶和籽粒中GS和GS同工酶活性表现为60%FC>80%FC>40%FC,尤以旗叶GS2活性受影响最大。籽粒灌浆高峰前期,旗叶中可溶性蛋白含量表现为60%FC>80%FC>40%FC,随后表现为80%FC>60%FC>40%FC。籽粒中可溶性蛋白含量均表现为80%FC>60%FC>40%FC;60%FC处理的旗叶GS和GS2活性与可溶性蛋白含量呈显著正相关。籽粒产量和蛋白质含量均以60%FC处理最高,说明豫麦34生长中后期适宜的水分管理指标为田间最大持水量60%。     

小麦谷氨酰胺合成酶基因克隆与其表达特性分析

为了研究小麦谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)的功能,利用RACE及RT-PCR技术克隆了小麦GS1(GenBank登录号:HQ840647)和GS2(GenBank登录号:JF894116)基因的全长cDNA.小麦GS1的cDNA全长为1 494 bp,GS2的cDNA全长为1 631 bp,并利用生物信息软件对GS1和GS2的基因序列以及所表达的蛋白特性进行了分析.利用半定量PCR和Western-bolt技术分别分析了小麦苗期叶片发育过程中GS同工酶基因转录和表达特点,结果表明,GS1在叶片开始衰老时转录和表达水平较高,GS2从叶片伸长期到定长期转录和表达水平最高.     

不同氮素形态对专用小麦苗期氨同化关键酶活性的影响

为了给专用小麦氮素利用效率的提高提供依据,采用砂基水培方法,研究了强筋小麦豫麦34、郑麦9023、郑农16,中筋小麦豫麦49和弱筋小麦豫麦50一叶一心期叶片的氨同化关键酶(谷氨酰胺合成酶,GS;谷氨酸合成酶,GOGAT)活性和不同氮素形态(NH2-N、NH4 -N和NO-3-N)对四叶一心期氨同化关键酶活性的影响.结果表明,一叶一心期,不同类型专用小麦GS总活性表现为:弱筋型＞中筋型＞强筋型.胞质型GS(GS1)活性高于质体型GS(GS2).不同品种间GS1活性差异小,GS2活性差异极显著,且强筋型＞中筋型＞弱筋型.GOGAT活性表现为弱筋型和中筋型略高于强筋型.四叶一心期,强筋型品种和弱筋型品种GS活性以硝态氮处理最高,中筋型品种以尿素处理最高.同时,GS1活性均呈下降趋势,不受品种和氮素形态的影响;GS2受品种和氮素形态影响较大.NH4 -N下,中筋型和弱筋型小麦GS2活性均提高,强筋小麦均下降;NH2-N下,中筋小麦豫麦49的GS2活性持续提升,豫麦34的GS2活性保持平衡,其他品种均降低;NO-3-N下,强筋型和中筋型品种的GS2活性均下降,弱筋小麦增加.说明弱筋小麦GS2活性对氮的敏感性最强,其次是中筋型小麦,强筋小麦GS2受氮素的激活效应最弱.