小麦籽粒灌浆过程中有关淀粉合成酶的活性及其效应

在不同土壤肥力条件下, 对不同品质类型小麦品种的籽粒淀粉积累及淀粉合成过程中的关键酶-ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉粒结合态淀粉合成酶活性变化进行了研究. 结果表明, ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与总淀粉和支链淀粉积累速率呈极显著正相关; 淀粉粒结合态淀粉合成酶与直链淀粉积累速率呈极显著正相关,     

温敏核不育水稻eui突变体自交结实期籽粒形成生理研究

为了探讨温敏核不育水稻eui突变繁殖时籽粒形成生理,以‘培矮64S’为对照,采用冷水灌溉繁殖的方法研究了温敏核不育水稻(Oryza sativa)eui突变体（‘长选3S’）自交结实期籽粒形成的生理特点。结果表明,在灌浆结实过程中,‘长选3S’和‘培矮64S’籽粒直链淀粉、支链淀粉含量在花后第7~27天增加快,随后增加减慢;籽粒中ADPG焦磷酸化酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶等3个酶的酶活性及可溶性蛋白质含量随灌浆进程逐渐下降;籽粒中可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶的酶活性随灌浆进程先升后降,呈单峰曲线变化。就整个灌浆结实期而言,‘长选3S’籽粒中ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶等5个酶的酶活性及直、支链淀粉含量、可溶性蛋白质含量均比其亲本‘培矮64S’的高,而自交结实率、单株产量则比‘培矮64S’的低。差异性分析表明,2个不育系之间籽粒中上述5个酶的酶活性及直、支链淀粉含量、自交结实率及单株产量差异不显著,而可溶性蛋白质含量差异显著。     

氮肥运筹对寒地粳稻淀粉合成关键酶活性及淀粉积累的影响

选用寒地粳稻松粳9号和松粳6号,在一定的施肥量下采用不同氮肥运筹处理,对水稻开花后淀粉积累、淀粉合成关键酶活性及其之间的关系进行研究。结果表明,合理减少基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例可以促进籽粒灌浆、增加总淀粉含量,同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。适当减小基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例有利于提高灌浆后期籽粒中ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶(Q酶)的活性,而在灌浆前期淀粉合酶(SSS)活性随着基蘖肥比例的减小而降低。通过相关分析可知,ADPG焦磷酸化酶、Q酶和SSS与淀粉及其淀粉组分密切的相关,对淀粉及淀粉组分含量变化均有同等重要的作用。因此: 合理的基肥、蘖肥、穗肥、粒肥配比(5∶3∶1∶1)能够调控灌浆过程中淀粉合成关键酶活性,从而增加淀粉及淀粉组分含量。     

早籼稻籽粒灌浆过程中淀粉合成酶的变化及温度效应特征

要选2个不同淀粉类型的早籼品种,对水稻开花后籽粒中直、支链淀粉的积累动态及淀粉合成代谢的3个关键酶—ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉分支酶活性变化进行分析,并采用人工控温试验等方法探讨了不同温度下ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉分支酶的活性变化特征。研究结果表明,在水稻籽粒灌浆过程中支链淀     

水稻稳定高垩白率突变体的获得与理化特性分析

稻米品质的形成是遗传因素和环境因素相互作用的结果,而环境因素对稻米品质的影响也是通过水稻的生理过程起作用的。本实验经过多年多点种植,从日本晴的T-DNA插入突变体库中筛选出6份稳定高垩白率的突变体材料。检测了可能影响淀粉的合成及淀粉体的精细结构,导致稻米亚垩白的产生和品质下降的蔗糖合酶、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶、淀粉分支酶、淀粉去分支酶等酶活性的变化,试图从籽粒灌浆过程及淀粉合成途径中关键酶活性变化与成熟籽粒品质的相关性来解释垩白形成的机理。     

小麦灌浆期子粒淀粉合成关键酶活性对不同水氮条件的响应

在盆栽条件下,以旱地小麦品种长旱58为材料,研究了3种不同施氮条件下,灌桨期两种供水处理的小麦子拉中蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化特征。发现干旱处理有利于小麦灌装前中期淀粉积累,干旱能提高子粒中蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)以及腺普二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AG-Pase)的活性,干旱处理会降低灌浆后期子粒中淀粉合成相关酶活性及淀粉积累。结果表明在中氮水平下,干旱处理提高了小麦灌装前期子粒中淀粉合成相关酶的生理活性、进而促进了小麦子粒中淀粉的合成与积累。     

大穗型小麦品种强、弱势籽粒淀粉积累和相关酶活性的比较

在大田条件下, 以两个大穗型小麦品种山农12和PH01-35为材料, 对籽粒发育过程中强、弱势籽粒淀粉积累及其相关酶活性变化进行了比较研究。结果表明, 两品种强势粒直链淀粉积累量和支链淀粉积累量均高于弱势粒。Logistic方程模拟淀粉积累过程, 强势粒淀粉积累起始势(C₀)高, 活跃持续期长, 平均积累速率(R_mean)高, 最终淀粉积累量高。 籽粒蔗糖合酶(SS)、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和束缚态淀粉合酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化, 强势粒上述酶活性均高于弱势粒。花后7~21 d, 弱势粒蔗糖含量明显高于强势粒, 表明弱势粒淀粉积累量低, 并不以其淀粉合成底物的供给为限制因子, 而主要与淀粉合成能力低有关, 同时与籽粒灌浆前期胚乳细胞的数量关系密切。     

灌浆期高温对小麦籽粒淀粉的积累、粒度分布及相关酶活性的影响

以不同耐热性品种济麦20和鲁麦21为材料, 于花后5~9 d进行高温处理, 研究了小麦灌浆期高温对籽粒淀粉的积累、粒度分布及合成相关酶活性的影响。结果表明, 灌浆期高温显著降低籽粒淀粉积累量, 显著降低籽粒淀粉、支链淀粉含量, 提高直链淀粉含量和直/支链淀粉比例。高温对济麦20籽粒淀粉积累的影响程度较鲁麦21大。灌浆期高温使小麦籽粒A型淀粉粒的体积、数量和表面积百分比显著增加, B型淀粉粒这3指标则显著降低。高温处理后, 济麦20籽粒蔗糖合酶(SS)、ADPG焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)活性与对照无显著差异, 而鲁麦21上述酶活性则高于对照。济麦20、鲁麦21籽粒上述酶活性分别于花后15 d和20 d开始低于对照。与其他淀粉合成相关酶相比, 高温对籽粒GBSS活性的影响程度较小。两品种处理间籽粒蔗糖含量及SS、AGPP、SSS和GBSS活性的变化趋势, 与其籽粒淀粉积累量的变化趋势基本一致。灌浆期高温使籽粒淀粉积累量降低, 主要因高温抑制了籽粒灌浆中后期的淀粉合成, 这是由籽粒蔗糖供应不足和籽粒淀粉合成相关酶活性下降所造成的。     

六个不同产量玉米品种籽粒淀粉积累及相关酶活性的比较

以6个玉米品种为试材,比较研究了不同产量品种的籽粒淀粉积累和淀粉合成相关酶活性的差异。结果表明,蔗糖合酶(SS)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)和淀粉分支酶(SBE)是玉米淀粉合成的关键酶,较高的SS、UGPase和SBE活性利于淀粉的积累和粒重的提高。低产品种直链淀粉积累的时间(30 d)短于中产(40 d)和高产品种(50 d以上);低产品种支链淀粉的积累在籽粒充实前期(授粉后20 d)慢于中产和高产品种,但后期差异变小;低产品种籽粒SS活性在授粉后10~30 d高于中产和高产品种,但在授粉30 d后迅速下降且降幅大于高产品种;低产品种UGPase活性峰值出现在授粉后20 d,中产和高产品种则出现在授粉后40 d,且低产品种的UGPase活性在籽粒充实后期明显低于中产和高产品种;低产品种的SBE活性在籽粒充实后期(授粉后30~50 d)明显低于中产和高产品种,而中产品种又低于高产品种,低产、中产和高产品种的SBE活性降幅分别为72.44%、44.54%和30.21%。高产和中产品种籽粒可溶性淀粉合酶(SSS)活性呈“N”形曲线变化,并于授粉后30 d出现第一个峰值,而低产品种为单峰曲线;低产品种籽粒ADPG焦磷酸化酶(ADPGPPase)活性高于中产和高产品种;在籽粒充实全期,3个产量品种淀粉脱分支酶(DBE)活性均迅速下降,不同产量品种类型间差异不显著。     

不同类型冬小麦灌浆期淀粉合成相关酶活性研究

在池栽条件下,研究了3个不同类型冬小麦品种藁麦8901(强筋品种)、豫麦49号(中筋品种)和洛麦1号(弱筋品种)灌浆期籽粒中淀粉合成相关酶活性的差异。结果表明,不同类型冬小麦籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉粒结合的淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号在灌浆期上述几个酶活性变化的峰值均高于其他2个品种,且大部分被研究的酶类在灌浆中后期仍维持较高活性。可见,与藁麦8901和洛麦1号相比,豫麦49号具有较强的淀粉合成能力。     

The Differences in Grain Weight and Quality Within a Rice (Oryza sativa L.) Panicle as Affected by Panicle Type and Source-sink Relation

The effects of panicle type and source‐sink relation on the variation in grain weight (GW) and quality within a panicle were investigated using four japonica (Oryza sativa L.) varieties differing in grain density and two source‐sink adjusting treatments. There were significant differences in GW and filling grain percentage (FGP) among superior and inferior grains for compact‐panicle varieties (Xiushui 994 and Xiushui 63), while not for loose‐panicle ones (Xiushui 11 and Chunjiang 15). The floret‐removal treatment significantly improved the development of inferior florets and reduced the differences in FGP and GW between superior and inferior grains for the compact‐panicle variety, while leaf‐deleting treatment reduced FGP and GW of both superior and inferior grains. For the loose‐panicle varieties, the two treatments had little effect. The difference in chalky grain percentage (CGP) and amylose content (AC) between the two kinds of florets was larger in compact‐panicle varieties than in loose‐panicle ones. Both floret‐removal and leaf‐deleting treatments caused the changes in CGP and AC of superior or inferior grains for compact‐panicle varieties, but not for loose‐panicle ones. The difference in starch content (SC) between superior and inferior grains was much larger for Xiushui 994 than for Xiushui 11, and the two varieties differed in the response of SC to the change of source‐sink relation. The differences in AGP‐glucose pyrophosphorylase (ADPG‐Ppase), starch branching enzyme (SBE) and soluble starch synthase (SSS) activities between the two kinds of grains were basically same for the two varieties, with superior being higher than inferior ones at early filling stage and smaller at later stage. In floret‐removal treatment, the activities of ADPG‐PPase, SSS, and SBE in superior grains of Xiushui 994 decreased at early filling stage and increased at middle or later stages. Meanwhile, the activities of SSS and SBE in both kinds of grains at early filling stage, and of ADPG‐PPase and granule‐bound starch synthase (GBSS) in inferior grains over the whole stage were increased. In leaf‐deleting treatment, the activities of ADPG‐PPase and SBE at early filling stage and GBSS at later filling stage were reduced in superior grains, while SSS activity at middle filling stage and SBE activity at later stage were increased.     

水稻籽粒灌浆过程直链淀粉的积累及其相关酶的品种类型间差异

对籼、粳、糯3种类型水稻籽粒灌浆过程中直链淀粉含量的变化及其相关酶活性差异的比较分析表明,不论是早籼品种浙733,还是早粳品种浙农104,其直链淀粉含量在籽粒灌浆过程中的变化趋势基本相似,均表现为灌浆初期的直链淀粉含量较低,随着灌浆时间的推移,籽粒中直链淀粉含量明显升高,灌浆后期则略有降低,而对早糯品种早香糯而言,     

不同烤烟品种成熟期氮代谢及次生代谢差异研究

为研究不同烤烟品种成熟期氮代谢及次生代谢的差异性,探究不同烤烟品种合适的施氮量。以‘NC71’、‘云烟105’、‘豫烟13号’为试验材料,设置低氮(30 kg/hm²)、中氮(45 kg/hm²)、高氮(60 kg/hm²)3个处理,对成熟期氮代谢关键酶活性及其产物、次生代谢产物的含量进行测定。结果表明,‘NC71’高氮处理、‘豫烟13号’低氮处理、‘云烟105’中氮处理的硝酸还原酶(NR)活性分别为1.474、1.395、1.533 U/g;谷氨酸合成酶(GOGAT)活性分别为218.447、192.276、203.052 nmol/(mg·min);总酚含量分别为6.652%、6.539%、6.076%,差异均未达到显著水平。相关性分析表明,NR活性与类胡萝卜素的相关系数达到0.855,达到极显著水平,与游离氨基酸、烟碱和总酚的相关系数均在0.6以上,呈显著正相关;谷氨酰胺合成酶(GS)活性与其次生代谢产物的相关系数均在0.5以上,且均达到显著水平。改变NR、GS活性会影响氮代谢次生代谢产物含量,有利于烟叶品质改善。...     

玉米果穗发育的生理特性研究

为了探讨玉米优良自交系选育中出现短苞叶品种的原因，从生理角度分析了两玉米自交系品种穗轴与苞叶生长发育变化趋势。结果表明：四个时期中139号苞叶硝酸还原酶活性非常低，对照1号的稍高一些。139号苞叶谷氨酰胺合成酶活性小于1号，且1号的酶活性变化较平缓。139号雌穗轴硝酸还原酶活性变化剧烈，授粉后15d达高峰，明显大于1号。139号雌穗轴谷氨酰胺合成酶活性前三时期始终大于1号，最后一时期二者几乎相等，但1号的酶活性变化平缓。就上述结果从氮代谢方面分析了139号苞叶与穗轴发育失调的原因。     

谷氨酰胺合成酶基因研究进展及其在植物氮代谢调控中的应用

谷氨酰胺合成酶是植物体内氮素同化与循环的关键酶。本文概述了谷氨酰胺合成酶在植物中的细胞、组织、器官分布特点,并就基因家族数目、基因结构以及不同水平的器官特异和发育时期表达调控等方面综述了谷氨酰胺合成酶的分子生物学研究进展及谷氨酰胺合成酶基因调控在提高植物生长量、耐逆性等方面的应用,展望了谷氨酰胺合成酶基因调控在植物氮高效利用、氮营养诊断方面的应用前景。     

钾肥对高淀粉马铃薯块茎淀粉合成相关酶活性的影响

以东北地区选育的2个高淀粉马铃薯品种东农310和克新22号为试验材料,研究不同施钾量对高淀粉马铃薯品种块茎形成过程中淀粉合成相关酶活性的影响。结果表明,随着生育期的推进,不同施钾量处理马铃薯品种东农310和克新22号块茎中的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、颗粒凝结性淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)都呈现先增加、达到峰值后又开始下降的单峰曲线变化。增施钾肥对东农310和克新22号块茎淀粉合成中AGPase和GBSS活性影响比较大,而对SSS和SBE的活性影响较小。     

烤烟成熟期烟叶GS同工酶活性与氮素运转的关系

为研究不同氮效率烤烟品种成熟期叶片谷氨酰胺合成酶同工酶活性和相关生理指标的动态变化,深入理解烤烟叶片氮素代谢的生理生化机制。以氮效率不同的3个烤烟品种中烟100、K326和NC89为材料进行盆栽试验。在不同叶龄时期取第12片叶(自下向上数),采用Western blot方法,测定叶片的叶肉和主脉谷氨酰胺合成酶同工酶蛋白亚基含量,同时对叶片NH_4~+浓度、总氮、质外体NH_4~+浓度以及氨气挥发量进行测定。结果表明,烤烟叶片叶肉中的GS主要以GS2同工酶为主,其蛋白亚基含量随着叶龄的增长逐渐下降,而叶脉中GS1同工酶占主导地位,其蛋白亚基含量呈先升高后下降的趋势。在叶龄45～65 d,叶肉和主脉的GS同工酶活性均表现为NC89K326中烟100,且品种间差异达显著水平。叶肉和主脉中GS1同工酶活性与总氮和叶片铵浓度呈负相关,与质外体铵浓度和氨气挥发量呈正相关。而叶肉中GS2同工酶活性与总氮和叶片铵浓度呈正相关,与质外体铵浓度和氨气挥发量呈负相关。叶脉GS2活性仅与总氮和氨气挥发量有显著相关性。氮低效烤烟品种成熟期叶片中两种谷氨酰胺合成酶同工酶活性均较低,氮素转移和再利用能力差,导致植株吸收的氮素以氨气形式挥发损失量大,叶片衰老速度较快。而氮高效品种氮素同化和再利用能力较强,氨气挥发量小,易发生贪青晚熟。