调控木薯淀粉合成的干涉载体构建及转化木薯的研究

为了调控木薯块根淀粉含量与组成,以甘薯块根特异表达Sporamin A启动子驱动构建了腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶AGPase小亚基(ADP-glucose pyrophosphorylase small subunit 1,AGPase SU1)、可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase 1,SSS1)、颗粒性淀粉合成酶(granule-bound starch synthase 1,GBSS1)的干涉载体,通过农杆菌介导法转化木薯SC205的胚性愈伤,获得了转化再生株系。酶切鉴定及测序表明,构建的上述3个调控木薯块根淀粉合成的干涉载体构建正确,对获得的转化再生株系用潮霉素筛选及潮霉素抗性基因HPT的引物进行扩增,部分株系有阳性扩增条带,初步说明本研究获得了以调控木薯块根淀粉含量与组成的转基因木薯SC205株系。     

过表达AGPase编码基因对甘蓝型油菜种子淀粉含量及油脂合成的影响

为了解腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)基因的功能及其与油菜种子油脂含量变化之间的关系,通过构建2类特异启动子-基因的表达载体:pMB-DOF-Glgc(含拟南芥球形胚阶段启动子DOF及大肠杆菌AGPase突变基因Glgc 16)和pMB-Cruc-Glgc(含油菜种子特异蛋白启动子Cruc和Glgc 16),...     

灌浆结实期弱光对水稻籽粒淀粉积累及相关酶活性的影响

 选用IR72（籼稻）和日本晴（粳稻）为材料，在开花后进行遮光处理，对弱光条件下籽粒淀粉和直链淀粉含量的动态变化及相关酶的活性进行了研究。在弱光条件下，两品种籽粒的淀粉含量减少，直链淀粉含量下降，蔗糖含量降低，ADPG焦磷酸化酶活性的变化较小，可溶性淀粉合成酶和颗粒结合型淀粉合成酶活性减弱，可溶性淀粉分支酶Q酶和颗粒结合型淀粉分支酶活性增强，淀粉去分支酶活性因品种而异，IR72表现为减弱，日本晴则为增强。相关分析表明，遮光下蔗糖输入量的减少量和淀粉合成量的下降量呈显著正相关；ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶活性与淀粉积累速率呈显著正相关。分析指出，遮光下淀粉合成酶活性的降低与淀粉合成量的下降有关，淀粉分支酶活性的升高是直链淀粉占淀粉总量的比率减少的重要原因。     

木薯内源ABA含量与块根淀粉积累关系研究

以淀粉含量不同的木薯品种‘辐选01’和‘华南124’为材料,通过测定木薯内源脱落酸(ABA)含量、淀粉积累过程中的关键酶活性以及淀粉积累量,探讨ABA含量与块根淀粉积累的关系。结果表明:不同淀粉含量的木薯品种其内源ABA含量存在差异,尤其在生育后期表现尤为明显;淀粉含量高的品种叶片、茎秆和块根的ABA含量、块根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPpase)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)及淀粉分支酶(SBE)的活性高于淀粉含量低的品种;结果表明,叶片ABA含量与块根的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)及淀粉分支酶(SBE)活性呈极显著正相关,与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性呈显著正相关。茎秆ABA与腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPpase)呈显著正相关,与可溶性淀粉合成酶(SSS)以及淀粉分支酶(SBE)的活性呈极显著正相关;块根ABA含量与块根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPpase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性呈极显著正相关,与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性呈现正相关,与块根淀粉分支酶(SBE)活性呈极显著负相关。茎叶、块根ABA含量与块根淀粉积累均呈现极显著正相关。可见,木薯内源ABA在块根淀粉积累中有重要调节作用。本研究为高产、高淀粉木薯品种的选育与栽培提供理论支持和实践指导。      

小麦胚乳淀粉合成酶基因研究进展

很多研究表明。小麦胚乳淀粉的合成至少需要四类酶——腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和淀粉去分支酶，这四类酶的基因克隆和特性的研究有重要进展。目前，已从六倍体小麦发育胚乳的eDNA文库中获得AGPase两个亚基、gbssⅠ、ssⅠ、ssⅡ、ssⅢ、sheⅠ、sbeⅡ和sul(dbe)等基因的cDNA；从六倍体小麦的D组供体Triticum tauschii基因组文库中获得ssⅠ、ssⅠ、ssⅢ、sbeⅠ和sbeⅡ的gDNAs；从六倍体中只获得野生型和突变型的gbssⅠ(wx)基因。除编码AGPase大亚基的基因和sul基因未进行定位外，ssⅢ位于第一群染色体上，sheⅡ位于2DL上，其余基因均位于第七群染色体上。     

木薯分支酶活性测定及同工酶电泳技术应用初探

淀粉分支酶(Starch branching enzyme,SBE)是唯一引入α-1,6糖苷键分支点,催化支链淀粉形成的酶,影响淀粉分支程度及淀粉粒的精细结构。本文以3个亲缘关系较远的高产木薯品种(SC124、SC8、Arg7)为材料,利用SBE同工酶电泳及酶活性检测观察木薯块根支链淀粉增长较快时期SBE活性变化动态,结合支链淀粉含量检测分析木薯淀粉同工酶表达特点与支链淀粉积累的关系。结果表明:种植后140d至180d为木薯单株支链淀粉含量快速增加时期;SC124和SC8支链淀粉积累量早于Arg7达到高峰;Arg7各个时期的支链淀粉含量及SBE活性均表现最高。同工酶分析表明,木薯分支酶有SBE-I和SBE-II两个基因位点:SBE-Ι至少有3个等位基因位点(SBE-Ιa、SBE-Ιb、SBE-Ιc),品种间具有多态性;SBE-II为单一条带,但活性大小在品种间和发育不同阶段有差异。初步判定等位基因位点SBE-Ιc和SBE-II可能对SBE酶活性和支链淀粉含量贡献较大。     

马铃薯腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶研究进展

腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 (AGPase)是马铃薯淀粉合成的限速酶 ,有关该酶的酶学特性、表达规律及分子生物学已进行了较为深入和系统的研究。异源表达和突变研究表明 ,该酶的小亚基具催化活性 ,大亚基具变构调节作用。化学修饰和位点定向突变方法分析已发现了AGPase的底物、激活因子和抑制因子结合位点。此外 ,通量控制系数、反义抑制和反向遗传学等多种方法已阐述了该酶是淀粉合成关键酶的原因     

小麦籽粒淀粉合成动态及其相关酶活性的研究

为了研究小麦籽粒淀粉形成机理与调控技术,选取2个小麦品种,对小麦胚乳发育期间籽粒中直、支链淀粉的积累动态及淀粉合成代谢的几个关键酶——ADPG焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、UDPG焦磷酸化酶(UDPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(S-STS)、束缚态淀粉合成酶(B-STS)与淀粉分支酶(Q-酶)——的活性变化进行了分析。研究结果表明,在小麦籽粒灌浆过程中,直、支链淀粉几乎是同步积累的,不同品种的淀粉积累形成差异表现在两者的相对积累比率上。小麦籽粒发育过程中直链淀粉的含量变化呈“S”形曲线;支链淀粉的含量较直链淀粉含量上升略快。ADPG-PPase、UDPG-PPase、S-STS、B-STS、Q-酶的活性均与淀粉积累速率呈正相关。     

遮荫对木薯块根淀粉含量和品质的影响

以2个木薯主栽品种(SC124、SC8)为材料,自盛暑期开始遮荫(植后70 d至植后160 d),对植后160 d木薯块根进行淀粉含量及相关酶活性分析,结合扫描电镜观察遮荫处理与正常光照下木薯块根淀粉结构的变化,探讨弱光对木薯贮藏淀粉含量和品质的影响。结果表明,遮荫处理改变了木薯光合产物在"源"与"库"之间的分配,造成茎叶变长,茎干细弱,块根减重,根冠比显著降低。弱光显著影响淀粉含量及其组成,遮荫处理提高或显著提高了SC124和SC8块根直链淀粉含量,降低了2个品种块根的总淀粉含量和支链淀粉含量,以及支链淀粉与直支链淀粉的比率。遮荫处理后木薯块根AGPase活性均降低;GBSS活性增加(SC8)或无显著变化(SC124);而遮荫处理对SSS和SBE活性影响不一致。扫描电镜观察表明,遮荫处理形成许多直径较小的淀粉粒,影响淀粉充实程度而造成淀粉含量降低。     

不同小麦品种籽粒淀粉合成酶基因的表达及其与淀粉积累的关系

为探寻不同专用类型小麦籽粒品质调控的途径,以不同专用类型小麦品种为材料,比较了其籽粒淀粉合成酶基因表达、淀粉合成酶活性以及淀粉积累速率动态特征,并分析了三者之间的相关性。结果表明,整个灌浆期间,籽粒淀粉合成酶基因（AGPase1、GBSSI、SSSIII、SBEI）相对表达量、淀粉合成酶（AGPase、GBSS、SSS、SBE）活性及直、支链淀粉积累速率均表现为强筋小麦中优9507〉中筋小麦淮麦18〉弱筋小麦宁麦9号〉糯小麦Wx11。相关分析表明,AGPase1、SSSIII、SBEI基因的相对表达量最大值与AGPase、SSS、SBE活性峰值均呈极显著正相关;GBSSI基因相对表达量最大值与GBSS活性峰值相关不显著;4种淀粉合成酶基因相对表达量最大值均与籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率峰值呈极显著正相关;4种淀粉合成酶活性与籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率均呈极显著正相关。     

春玉米子粒灌浆期可溶性糖含量变化与淀粉积累关系的研究

以田间种植的高淀粉(郑单19)、高油(通油1号)和普通型(吉单209)春玉米为材料,探讨不同类型玉米杂交种之间可溶性糖含量变化与淀粉积累的关系。从授粉后第7天开始,每隔7d选取果穗测定子粒的蔗糖、葡萄糖、果糖和淀粉含量。郑单19的淀粉含量在子粒灌浆的前期和后期都高于通油1号和吉单209;郑单19的蔗糖含量在前期较低,在后期较高,吉单209和通油1号的蔗糖含量变化趋势相似;在前期郑单19的葡萄糖含量高于其它两个杂交种,果糖含量显著高于蔗糖和葡萄糖含量;在前期和中期郑单19的果糖含量低于其它两个杂交种。结果表明,在子粒灌浆前期果糖的转化是淀粉积累的主要限制因素。     

不同温度下水稻胚乳AGPase各同工酶基因表达特征初步分析

以特青和泰国香米为材料,利用人工气候箱设置高温(日平均温度33qC)和适温(日平均温度25C)2个温度处理,结合实时荧光定量PCR技术分析比较了水稻淀粉合成关键酶腺嘌呤-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)7个同工酶基因AGPS1、AGPS2a、AGPS2b、AGPLI、AGPL2、AGPL3及ACPLA的表达特征.结果表明,AGP52b、AGPL2、AGPL3等3个同工酶基因表达较强,可能是水稻胚乳中AGPase基因表达的主要形式,其中AGPL2相对表达量最高;AGPS2b、AGPL2、AGPL3在2个品种中的相对表达量均为适温处理高于高温处理,在特青胚乳中各时期2种温度处理下的相对表达量总体高于泰国香米中的相对表达量.     

The Effect of the Amount of Nitrogen Fertilizer on Starch Metabolism in Leaf Sheath of Japonica and Indica Rice Varieties during the Heading Period

Abstract

The effects of the amount of nitrogen fertilizer on the starch metabolism of rice leaf sheath during the heading period in the japonica rice variety, cv. Nipponbare were compared with those in the indica varieties, cv. Tetep and Johna. The rice plants were grown under a low- (similar to the standard nitrogen level in paddy field) or high-nitrogen condition, and the starch content of the second leaf sheaths below the flag leaf was analyzed from the second leaf stage (growth stage 1) until 21 days after the heading (growth stage 7). The starch content of the plants grown under the high-nitrogen condition at the heading stage (growth stage 4) was lower than that under a low-nitrogen condition in all the varieties. The decrease in the activity of starch branching enzyme (SBE) was considered to be important for the repression of starch accumulation under a high-nitrogen condition. Under the high-nitrogen condition, Nipponbare accumulated more starch in the second leaf sheath than indica varieties at the heading stage. However, the phenomenon could not be accounted for by the activities of AGPase and SBE. Semi-quantitative RT-PCR analysis suggested that the lower activities of SBE in the second leaf sheath under the high-nitrogen condition may be due to, at least in part, the decrease in the expression level of RBE4.     

Effects of Weak Light on Starch Accumulation and Starch Synthesis Enzyme Activities in Rice at the Grain Filling Stage

Photosynthetic product in rice plant is transported to grains mainly in the form of sucrose. Sucrose in the grains eventually becomes starch through a series of enzymatic reactions [1-2]. The starch weight accounts for 90% of the brown rice [3-4], so the course of the rice grain filling is the biochemical process in which starch is mainly formed, and the factor of light is indispensable at the course. Much research has been conducted to study the influence of the light on the grain starch synt…     

冬小麦叶茎粒可溶性糖含量变化及其与籽粒淀粉积累的关系

在池栽条件下研究了鲁麦22和鲁麦14两个冬小麦品种旗中、倒二茎、籽粒糖含量及籽粒淀粉积累速率的变化。结果表明，小麦叶片可溶性糖和蔗糖含量在开花后15－20d出现高峰；茎可溶性总糖、蔗糖和果聚糖含量变化呈单峰曲线，最高含量亦出现在花后15－20d，而籽粒可溶性总糖和蔗糖含量在灌浆期呈下降趋势，花后20d至成熟期各器官糖含量与籽粒淀粉积累密切相关。     

小麦淀粉粒结合蛋白与面粉蛋白质和淀粉品质的关系

为了解14个淀粉粒结合蛋白组合类型出现频率较高的28份小麦材料淀粉粒结合蛋白(Starch granule proteins,SGP)组成、品质特性,对其相关蛋白质品质性状、淀粉品质性状进行了检测分析。结果表明,不同蛋白组合类型对蛋白品质性状的效应值不同。在蛋白质性状中,湿面筋含量(WGC)和干面筋含量(DGC)效应值最高的蛋白组合类型均为SGPa+b+c+d+e+f+g+h+i;面筋指数(GI)效应值最高的为SGPa+c+d+e+f+g+i+j;沉降值(SV)效应值最高的为SGPb+c+d+e+f+g+h+j和SGPa+c+d+e+f+g+i+j;蛋白质含量(PC)效应值最高的为SGPa+d+e+f+g+h+i+j。SGPb对干、湿面筋含量的效应值均最高;SGPi对蛋白质含量和籽粒硬度效应值最高,但其对干、湿面筋含量和面筋指数的效应值最低;SGPa对沉降值、蛋白质含量和籽粒硬度(GH)的效应值最低,对面筋指数的效应值最高。综合各项蛋白品质指标,贡献率综合排序最高的为SGPh,最低的为SGPa。在淀粉性状中,SGPa+c+d+e+f+g+i+j对峰值黏度(PV)、低谷黏度(LV)、最终黏度(FV)的效应值最高;SGPb+c+d+e+f+g+h+i+j和SGPa+c+e+f+g+h+i+j分别对直链淀粉(Am)和支链淀粉(Ap)含量的效应值最高;SGPb+c+d+e+f+g+h+j对直、支链淀粉之比的效应值最高。对峰值黏度、低谷黏度和最终黏度效应值最大的均是SGPj,SGPb对被测指标的效应值均较低;SGPd对直链淀粉含量和直/支比的效应值均最高,对支链淀粉含量效应值最低。SGPj对淀粉品质性状的贡献率综合排序最高,SGPb的贡献率最低。     

源库改变对小麦籽粒淀粉和蛋白质积累及面粉品质的影响

选用不同蛋白质含量的小麦品种。通过去穗和去旗叶研究了源库改变对小麦籽粒淀粉和蛋白质积累以及面粉品质的影响,以期为小麦品质调优技术提供理论依据。结果表明。去穗和去旗叶均使干物质积累和穗粒重减少,去穗处理增加单粒重,提高淀粉和蛋白质积累量,而去旗叶处理则相反。去穗和去旗叶处理降低了营养器官氮素和干物质积累量,但去旗叶处理促进了茎秆和穗壳中氮素和干物质转运量,而去穗处理则相反。籽粒氨基酸含量表现为去穗〉CK〉去旗叶,扬麦9号籽粒蛋白质含量与氨基酸趋势一致,而徐州26蛋白质含量为CK〉去穗〉去旗叶,表明氨基酸水平对蛋白质合成有重要作用。但不同品种反应有所不同。去旗叶处理显著降低面筋含量。但却提高了面筋指数和沉淀值,而去穗处理则相反。表明去旗叶处理在一定程度上改善了面粉品质。