马铃薯块茎不同部位淀粉含量及淀粉合成关键酶活性差异比较

为探讨马铃薯块茎不同部位淀粉及相应酶活性差异,选用不同淀粉含量品种(高淀粉品种克新22号,低淀粉品种克新19号)为供试材料,分析块茎不同部位(顶部、右侧、脐部、左侧和髓部)干物质、淀粉含量(包括直、支链淀粉含量)和淀粉合成相关酶活性差异。结果表明,块茎淀粉品质(粗淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量),由基因型可知,克新22号均高于克新19号;由块茎不同部位可知,两品种均表现块茎两侧脐部顶部髓部。淀粉形成关键酶活性,由基因型可知,克新22号SSS、GBSS和SBE活性均高于克新19号,而两品种AGPase活性差异不大;由块茎不同部位可知,总体表现块茎两侧脐部顶部髓部。其中,块茎不同部位SSS、GBSS和SBE活性差异显著,而AGPase活性差异不显著。研究结果为马铃薯块茎淀粉品质测定和淀粉合成酶活性合理取样提供科学依据。     

山药块茎发育过程中淀粉积累及差异蛋白分析

【目的】明确山药Dioscorea spp.块茎发育过程中淀粉积累规律,为高产优质山药栽培及育种提供理论依据。【方法】以‘GH16’为材料,测定山药块茎发育过程中淀粉积累变化,并通过石蜡切片观测块茎组织、细胞及淀粉粒变化,采用蛋白质双向电泳技术寻找与块茎物质积累相关的关键蛋白。【结果】在块茎形成初期(4—5月)未见淀粉积累;块茎膨大初期(6月)淀粉粒均匀分布于薄壁组织细胞中,随后块茎细胞、淀粉粒随着山药块茎的发育逐渐增大,淀粉迅速积累;至膨大中后期(9月后),淀粉粒大量积累于靠近维管束周围的薄壁组织细胞中;到膨大后期(11月)块茎细胞达到最大值,细胞纵径和横径分别为121.685和89.572μm,淀粉积累达到高峰,淀粉粒长径最长达27.608μm (12月),短径最长达16.450μm (11月);3个发育时期共有179个蛋白表达发生了显著变化。选取其中差异较大的52个蛋白点进行质谱鉴定,其中31个差异表达的蛋白被鉴定,这些差异蛋白主要是与糖代谢和淀粉合成相关的酶,如6–磷酸葡萄糖酸脱氢酶、果糖–1,6–二磷酸醛缩酶、ATP合成酶α亚基、UTP–葡萄糖–1–磷酸尿苷酰转移酶、磷酸甘油酸激酶1等,它们在膨大初期后表达上调。山药块茎特异蛋白Dioscorin在膨大后期大量积累。【结论】山药块茎的膨大是细胞分裂与细胞膨大及淀粉积累共同作用的结果;块茎发育过程中的主要差异蛋白在糖代谢及淀粉合成过程中起关键作用。     

温度对马铃薯块茎形成膨大的影响

 本试验采用"771—56"(早中熟)和"疫不加"(中晚熟)两个品种,分春、秋作,共6个播种期研究马铃薯块茎形成膨大对温度的反应。结果表明:马铃薯各生育期的长短都需要一定的度·日温度积累。播期不同显著影响匐匍茎形成和块茎形成的早迟,但不影响度·日数的变化,品种和季节不同,度·日数也不同。块茎形成不仅要求一定的度·日温度,而且要在一定的温度(16℃左右)条件下,块茎膨大的适宜温度为14～22℃,而最适温度为17～19℃。     

小麦淀粉合成关键酶活性及其与淀粉积累的关系

对小麦籽粒中淀粉及其组分积累动态、相关酶活性变化的研究结果表明：2个供试品种淀粉及其组分积累量随灌浆的进行均呈不断上升的趋势，积累速率变化均呈单峰曲线，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率峰值均出现在花后21～28d。2个品种小麦花后籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)焦磷酸化酶(AGPP)、游离态淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化，花后28d前呈上升趋势，28d达到峰值后开始下降。AGPP活性与SSS、GBSS活性呈极显著正相关。AGPP、SSS、GBSS活性与直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率均呈极显著正相关。淀粉分支酶活性变化呈三次曲线的关系，前期活性较高，支链淀粉合成能力强，后期逐渐下降。     

水稻直链淀粉含量选择对淀粉合成关键酶活性影响

选用直链淀粉含量有显著差异的杂交后代及亲本,分析其灌浆过程中籽粒淀粉积累和合成关键酶活性变化。结果表明,通过籽粒直链淀粉含量的选择不仅可以提高或降低杂种后代的直链淀粉合成和积累速度,而且还可以明显改变籽粒淀粉合成关键酶活性大小;直链淀粉含量低的后代ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性达到峰值的时间比含量较高的后代要早,而淀粉分支酶活性达到峰值时间与此相反。     

水稻发育胚乳中淀粉的积累及淀粉合成的酶活性变化

利用４个粒重相近品种（组合）,对胚乳发育期间蔗糖、可溶性糖的淀粉含量、籽粒灌浆速率及与淀粉合成有关的６个酶活性的变化进行了研究。结果表明,品种间及不同剪叶处理间强势粒的淀粉积累和酶活性差异较小,而弱势粒差异明显。蔗糖合成酶,ＡＤＰＧ焦磷酸化酶、可溶态淀粉合成酶、淀粉分枝酶（Ｑ酶）、活性的变化与灌浆速率曲线十分吻合,相关性极显,而ＵＤＰＧ焦磷酸化酶活性变化与灌浆速率曲线吻合性较差。结合态淀粉合成酶     

莲藕根状茎膨大过程中淀粉合成相关基因的表达

【目的】通过研究莲藕根状茎膨大过程中基因的表达,挖掘重要的淀粉合成相关基因。【方法】基于转录组测序、数字基因差异表达谱技术以及qRT-PCR方法,研究莲藕（‘美人红’）根状茎膨大过程中淀粉合成相关基因的表达特性。【结果】根状茎膨大始期和中期,淀粉合成缓慢,而膨大后期,淀粉粒明显增大,淀粉含量快速增加。转录组测序结果表明,根状茎膨大过程中34个基因参与了淀粉代谢;差异基因表达谱技术分析显示,LrGBSS、LrSBEI、LrSBEII和 LrSBEIII 4个基因在膨大后期表达量显著增加;qRT-PCR结果进一步证明,上述4个基因与根状茎中淀粉合成密切相关。【结论】莲藕根状茎膨大时淀粉积累主要在膨大后期,LrGBSS、LrSBEI、LrSBEII和 LrSBEIII 4个基因的表达影响莲藕根状茎淀粉的形成。     

彩色马铃薯块茎膨大过程中多酚及抗氧化活性分析

为研究马铃薯块茎膨大过程中多酚化合物及抗氧化活性的变化规律,以7个马铃薯品种(系)‘CQP1505’‘CQB1540’‘CQB1508’‘CQR1501’‘CQR1509’‘费物瑞它F’和‘夏波蒂S’为材料,分析马铃薯块茎发育对总酚、花青素、绿原酸质量分数及抗氧化活性的影响。结果表明,在块茎膨大过程中,不同马铃薯材料间总酚质量分数变化趋势差异较大,其中,‘CQB1508’和‘CQR1501’分别降低32.18%和13.10%,‘费物瑞它F’和‘夏波蒂S’分别升高56.12%和15.49%,其他材料的变化则较平缓;彩色马铃薯花青素质量分数随块茎膨大降低7.63%~44.88%;所有马铃薯材料的绿原酸质量分数随块茎发育降低21.42%~45.85%。总酚质量分数与块茎膨大无直接关系,而花青素和绿原酸质量分数均随块茎膨大而下降。品种(系)间比较表明,‘CQP1505’和‘CQR1501’总酚、花青素、绿原酸质量分数均显著高于‘CQB1540’‘CQB1508’和‘CQR1509’,极显著高于黄色马铃薯‘费物瑞它F’和白色马铃薯‘夏波蒂S’,彩色马铃薯的抗氧化活性为黄色和白色马铃薯的1.37~3.26倍。总之,紫色马铃薯品系‘CQP1505’和红色马铃薯品系‘CQR1501’均可作为高抗氧化活性马铃薯品种选育的材料。     

氯吡脲和多效唑配施对山药块茎淀粉合成相关酶活性的影响

以山药品种桂淮2号为材料,在块茎膨大初期进行氯吡脲和多效唑不同浓度组合配施,研究氯吡脲和多效唑对山药块茎淀粉合成相关酶活性的影响.结果表明,氯吡脲和多效唑不同浓度组合配施提高了与山药块茎淀粉合成相关的ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、可溶性淀粉分支酶的活性,进而提高了山药块茎淀粉的含量;3种酶活性的动态变化均为先升高后下降,与山药块茎淀粉积累的动态变化趋势一致.氯吡脲和多效唑不同浓度组合配施对山药块茎淀粉合成相关酶活性的影响均为正效应,而氯吡脲的影响大于多效唑.最适处理浓度组合为氯吡脲30～34 mg/kg、多效唑610～630 mg/kg.     

烤烟成熟期淀粉代谢关键酶活性与基因表达研究

【目的】探讨烤烟成熟期淀粉积累状况与淀粉代谢关键酶活性及其基因表达的关系,明确烤烟成熟期淀粉代谢的分子调控机制,为优质烟叶生产提供理论依据。【方法】以不同淀粉积累型烤烟品种秦烟96和豫烟6号为材料,测定成熟期烟叶淀粉含量及比例(直链淀粉、支链淀粉)和淀粉代谢关键酶活性,并对其关键酶基因(NtAGPase、NtGBSSⅠ、NtSSS、NtSBE、NtDBE、Ntα-amylase和Ntβ-amylase)进行实时荧光定量PCR分析。【结果】在烤烟发育成熟期,烟叶淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量呈先升高后降低的变化趋势,烟叶生理成熟期(移栽后85 d)其含量最高;随着烟叶的成熟,烟叶中支链淀粉所占比例逐渐增加。烤烟成熟期AGPase、GBSSⅠ、SSS、SBE和DBE活性呈先升高后降低的变化趋势,而烟叶淀粉酶活性则随着烟叶的成熟先降低后升高,烟叶过熟时其活性显著升高;与烟叶淀粉代谢关键酶活性变化趋势不同,其相关基因表达量变化差异较大。烟叶打顶至适熟阶段,AGPase和GBSSⅠ活性与烟叶直链淀粉含量相关性显著,对烟叶直链淀粉的积累贡献最大,NtGBSSⅠ对直链淀粉代谢起主要调控作用;SSS、SBE和DBE活性对烟叶支链淀粉积累起重要作用,NtSBE和NtDBE对烟叶支链淀粉代谢起主要调控作用。当烟叶由适熟至过熟时,淀粉酶(α-淀粉酶、β-淀粉酶)主要参与烟叶的淀粉代谢活动。同一生态环境和栽培条件下,秦烟96淀粉积累较多,具有较高的支链淀粉比例。【结论】烤烟碳水化合物积累以淀粉为主,AGPase和GBSSⅠ是影响直链淀粉积累的关键酶,SSS、SBE和DBE对支链淀粉积累有重要作用,SBE和DBE活性的差异可能是造成烟叶直链淀粉与支链淀粉比值不同的重要原因。     

旱作马铃薯营养体对块茎膨大速度及其产量的影响

马铃薯地上部营养体是形成产量的重要因素之一,与块茎膨大速度呈曲线正相关。营养体的形成随株龄的增长呈直线上升趋势,品种不同则上升的程度也不同。块茎膨大速度从蕾期至成熟一直呈直线上升,品种不同则膨大速度不同。营养体与产量呈直线正相关。据此,根据营养体的量变数据可预测旱作马铃薯块茎产量的高低,同时也可作为选育丰产型品种的一个重要依据。     

魔芋（Amorphophallus rivieri Durieu）在北方块茎膨大期间光合性能的初步研究

在北方（保定）大田种植条件下，对魔芋光合性能进行的初步研究表明：在8月初到9月初的块茎膨大期内，魔芋的光合速率变化很大，这是由魔芋的生育进程和这期间的生态因素决定的。这期间生态因素对光合速率影响的大小顺序依次为空气相对湿度（RH）、气温（T）、CO2体积分数（[CO2])和光合有效辐射（PAR），其中RH和[CO2]与光合速率呈正相关，T和PAR与光合速率呈负相关。不同栽培技术措施对光合速率也有影响：大块种芋长出的植株与中块的相比，大田生长的植株与盆栽的相比，受间作玉米遮阴的植株与不遮阴的相比，前者光合速率都较高。魔芋光合速率的日变化为双峰曲线，中午的强光、高温使光合速率出现低谷。对有利于魔芋光合作用的生态条件和栽培措施也进行了讨论。     

基因芯片分析水稻灌浆期籽粒淀粉合成相关基因的表达

水稻Oryza sativa灌浆过程是籽粒胚乳细胞蔗糖转变成淀粉的过程.为了解这期间的基因表达变化,研究利用Affymetrix水稻基因芯片分析了水稻籽粒灌浆3和9 d的基因表达差异,并着重分析了淀粉合成代谢相关基因的表达模式.结果表明,在检测到信号的59个淀粉合成相关基因中,灌浆后9 d相比3 d表达丰度上调2倍的基因有20个,包括SUS2、AGPS2、AGPL2、GBSSⅠ、SSⅡa、BEⅠ等,这类基因对水稻籽粒淀粉合成和灌浆起了至关重要的作用.灌浆后9 d相比3 d表达丰度下调2倍的基因有12个,包括CIN2、SPS3、AGPL1、GBSSⅡ、SSⅢb等,这类基因可能参与胚乳细胞基本结构的形成以及初始淀粉粒的产生.     

马铃薯块茎淀粉合成相关基因在脱落酸和蔗糖诱导下的表达分析

【目的】在马铃薯块茎中确定能够促进淀粉合成基因表达的脱落酸(abscisic acid,ABA)和蔗糖处理体系。【方法】利用不同的溶液和条件,对马铃薯幼嫩块茎进行ABA、蔗糖和ABA+蔗糖处理;采用实时荧光定量PCR检测处理块茎中直链淀粉合成关键酶(granule-bound starch synthaseⅠ,GBSSⅠ)基因、支链淀粉合成关键酶(starch branching enzymeⅢ,SBE3)基因和淀粉合成限速酶大亚基(ADP-glucose pyrophosphorylase large subunit 3,APL3)基因的表达,确定处理体系能否诱导基因表达;确定处理体系后,进一步检测其他9个淀粉合成基因的表达。【结果】实时荧光定量PCR检测表明：当处理溶液中包含氯化钙、琥珀酸钠和氯霉素等试剂,且马铃薯块茎置于处理溶液中28℃黑暗处理36 h时,与对照相比,ABA或蔗糖处理可明显升高GBSSⅠ和APL3的表达。对其他9个淀粉合成相关基因表达的检测结果显示：大部分合成基因正向响应ABA或蔗糖处理。【结论】本研究利用马铃薯块茎确定了能够促进淀粉合成基因表达的ABA和蔗糖处理...     

水山药“九斤黄”组织培养及微型块茎诱导

利用山药珠芽进行种茎繁殖,对山药品种具有更新复壮作用;为降低山药种植成本,促进山药品种更新复壮,探索适宜水山药品种"九斤黄"微型块茎诱导的培养条件。通过不同浓度NAA/6-BA激素组合对茎尖诱导的作用,以及不同浓度NAA/KT激素组合、不同活性炭浓度、不同蔗糖浓度处理,筛选适宜微型块茎诱导的配方条件。结果表明:MS培养基中添加0.1mg.L-1 NAA+2.0mg.L-16-BA为水山药"九斤黄"茎尖诱导最佳浓度,植株再生率达到了91.7%;"九斤黄"微型块茎诱导最适宜培养基配方为:MS基本培养基+0.1mg.L-1 NAA+1.0mg.L-1 KT+2.0g.L-1 AC+50.0g.L-1蔗糖+8.0g.L-1琼脂粉。再生微型块茎的种植仍然保持原品种种性,但外观商品性获得提高。     

长山药块茎产量与构成因素的相关性研究

本试验以引自不同地区种植的10份长山药品种为材料,对其主要生物学性状进行研究,结果显示:在几个性状中,以地上部生物产量、株高、叶片数目对块茎产量的形成影响较大,叶片特征、开花与否对块茎产量的形成影响较小,大小顺序依次为地上部生物产量>株高>叶片数>块茎粗度>出苗天数>叶形指数>开花期>块茎长度。各性状对块茎产量的形成有的起直接作用,而有的是通过其它性状间接的影响产量的形成,如出苗期是间接的通过影响株高、叶片数进而影响块茎产量的构成。     

山药花青素合成关键酶基因的解析

测定了紫山药和白山药叶、茎、块茎中的花青素含量、积累量和积累速率,以及花青素合成酶基因PAL、F3H、DFR、ANS和UFGT的实时表达。结果表明:除了DFR基因外其他基因在山药幼嫩组织中的表达水平更高;所有基因在紫山药块茎中的表达水平较高;ANS和UFGT在紫山药中高度表达,而在白山药中低表达或不表达;块茎中花青素的动态积累量呈一个典型的双"S"曲线;PAL和F3H基因只在花青素积累速率最快之前的块茎膨大初期高度表达,而DFR、ANS和UFGT表达水平的两个高峰期与花青素积累速率的两个高峰期符合。推测控制紫山药颜色的关键酶基因可能是ANS和UFGT或两者之一。     

淀粉含量不同木薯品种内源IAA与淀粉合成关键酶活性

以低淀粉木薯品种华南124及高淀粉品种辐选01为材料,研究木薯各生育时期叶片、茎秆和块根的内源IAA含量,块根淀粉合成关键酶ADPGpase、SSS和SBE活性,以及块根淀粉含量的变化。结果表明:1)木薯茎叶内源IAA含量与块根ADPGpase、SSS和SBE活性呈负相关,木薯生育后期高淀粉品种茎叶内源IAA含量逐渐下降,低淀粉品种则逐渐上升;2)块根内源IAA含量与块根ADPGpase、SSS和SBE活性呈显著正相关,生育后期高淀粉品种块根内源IAA含量显著大于低淀粉品种;3)块根ADPGpase、SSS和SBE活性与块根淀粉含量呈极显著正相关,生育后期高淀粉品种块根ADPGpase、SSS和SBE活性均显著高于低淀粉品种。可见,提高块根内源IAA含量有利于增加木薯块根淀粉合成关键酶活性,从而有效促进木薯块根淀粉的积累。     

三种山药淀粉性质的差异分析

【目的】分析比较青树坪山药、铁棍山药、白玉山药淀粉性质的差异.【方法】以青树坪山药、铁棍山药和白玉山药为原料,用碱法提取淀粉,测定了3个样品的直链淀粉与支链淀粉的含量,并比较分析了淀粉性质的差异.【结果】3种山药的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的含量之间均有极显著差异(P<0.01);铁棍山药淀粉的透明度明显低于青树坪山药和白玉山药,且3种山药淀粉的透明度之间也存在极显著差异(P<0.01);3种山药淀粉的沉淀体积随着时间的延长,都呈现下降趋势;在相同时间里,3种山药淀粉糊液的凝沉性变化存在较大的差异,其凝胶能力强弱依次为铁棍山药>青树坪山药>白玉山药;3种山药淀粉的溶解度相对较低,最高值未达到20%,但3种山药淀粉在不同的温度时相差较大.3种山药淀粉的膨润力最低值在40%左右,最高值将近80%,且随温度的变化相对较小;3种山药淀粉的冻融稳定性依次为白玉山药>青树坪山药>铁棍山药,青树坪山药与铁棍山药,青树坪山药与白玉山药淀粉的冻融稳定性间都存在极显著差异(P<0.01).【结论】青树坪山药、铁棍山药、白玉山药3种山药品种的淀粉性质差异明显.     

CaCl2处理对铁棍山药块茎采后品质的影响

试验研究了CaCl2处理对铁棍山药采后贮藏过程中块茎品质的影响。结果表明:块茎含水量快速下降是其品质降低的关键因素。用适宜浓度(0.1%~1.0%)的CaCl2处理,可明显抑制贮藏期间铁棍山药块茎含水量的下降,使块茎褐变率大大降低,可溶性蛋白和可溶性总糖含量维持在较高的水平,而较高浓度(2.0%)的CaCl2处理则作用相反。