3种蛋白含量大豆生育期内不同部位GS基因家族成员表达量差异及GS活性分析

【目的】研究谷氨酰胺合成酶(GS)各基因家族成员在不同蛋白含量大豆生育期间的表达量,认识高蛋白大豆籽粒蛋白质形成的特点.【方法】选择普通栽培大豆、高蛋白栽培大豆和高蛋白野生大豆为材料,研究了整个生育期间GS基因家族各成员在根、茎、叶和根瘤的表达量差异以及不同类型大豆根、茎和叶谷氨酰胺合成酶活性(GSA)的变化.【结果和结论】结果表明:不同蛋白含量大豆各器官中GS基因家族不同成员的表达量具有明显的差异.GSβ1在根、茎、叶和根瘤中都能高效表达;叶中GS2表达量显著升高,超过其他器官和根瘤.GSγ1在根、茎、叶中表达量极低,而根瘤GSγ1的表达量明显增加.生育期内各器官GSβ1及V3~R3期GS总表达量、叶GS2、根瘤GSγ1都表现为高蛋白类型大豆高于普通栽培大豆,这与不同蛋白含量大豆GSA的变化规律基本一致.在生育期间高蛋白类型大豆较普通栽培大豆能更有效地调控GS基因家族各成员的表达,获得GSA是籽粒蛋白质含量较高的生理特点之一.     

高蛋白野生大豆叶片氮代谢物及根瘤GSγ1和Glba表达分析

为明确高蛋白野生大豆籽粒高蛋白形成过程中特有的遗传规律,本试验以高蛋白栽培大豆为对照,对两类材料整个生育期叶片氮同化物相关指标,及根瘤谷氨酰胺合成酶基因（GSγ1）和豆血红蛋白基因（Glba）表达量的差异进行研究。结果表明：两类型大豆间存在明显差异。R3之后,栽培大豆比野生大豆叶片可溶性蛋白含量下降趋势明显。野生大豆叶片GSA在R3之前增长明显,R3之后下降缓慢。整个生育期间野生大豆叶片硝酸还原酶活性都要高于栽培大豆。野生大豆根瘤中GSγ1表达量在R3之前明显高于栽培大豆,R3期之后相反。从V6开始直到成熟,栽培大豆根瘤Glba的表达量都要高于野生大豆。说明野生大豆生育前期氮代谢各种物质的合成代谢较旺盛,而且能长时间的保持叶片高的可溶性蛋白含量及硝酸还原酶活性是籽粒高蛋白形成的原因之一。     

不同氮水平对粳稻苗期各器官渗透调节的影响研究

以吉林省近年来主推的3个粳稻品种为试验材料,分别在3个氮水平下营养液培养至幼苗期,研究不同氮水平对苗期各器官渗透调节能力的影响。结果表明:各器官中可溶性糖和可溶性蛋白的含量为叶片茎根,各器官游离氨基酸与脯氨酸含量为根茎叶。在3个品种各器官中,可溶性蛋白含量在不同氮水平下差异不明显,其含量为叶茎根。吉农大505叶和根中游离氨基酸含量在1N和1.5N水平下显著高于0.5N水平,吉农大603在叶茎中差异不显著,但根中随氮水平增加游离氨基酸含量显著增加。吉农大809茎中游离氨基酸差异不显著,叶和根在1.5N下显著大于0.5N和1N水平。吉农大603和吉农大809叶片中脯氨酸含量1N下显著高于其他2个N水平,而吉农大505叶片中脯氨酸含量的差异不明显。由实验可知,吉农大603和吉农大809渗透调节能力在1~1.5N水平比较好,而吉农大505在0.5~1N水平下渗透调节能力较好。