陆地棉蔗糖磷酸合成酶基因家族的鉴定及表达分析

【目的】蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)是调控植物蔗糖代谢合成途径的关键酶,在植物光合产物的积累与分配方面发挥着重要作用,然而棉花中SPS基因的系统研究尚很少开展。本研究旨在对陆地棉SPS基因进行全基因组鉴定,并对它们的表达特性进行系统分析。【方法】基于已公布的陆地棉基因组序列,利用生物信息学和荧光定量聚合酶链式反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)等方法对陆地棉SPS家族基因的蛋白结构、进化关系、基因结构特征、染色体定位、基因复制和表达特性进行分析。【结果】(1)在陆地棉基因组中,共鉴定到10个Gh SPS基因(Gh SPS1-Gh SPS10);(2)Gh SPS蛋白具有植物SPS家族特有的两个保守的蛋白结构域和3个相对保守的蛋白磷酸化位点;(3)进化分析表明,Gh SPS蛋白可聚为A、B和C共3个亚族,其中A亚族成员最多,包含6个GhSPS蛋白;(4)位于同一亚族的GhSPS基因具有相似的外显子-内含子分布模式,但是外显子/内含子数目在不同亚族间差异很大;(5)GhSPS基因均匀地分布在陆地棉A亚组和D亚组的5条染色体上,片段复制可能导致了GhSPS基因在陆地棉基因组中的扩增;(6)转录组分析表明,不同亚族GhSPS基因具有不同的组织表达模式,A亚族Gh SPS基因在被检测的各个组织均有较高的表达,B亚族GhSPS基因主要在叶片中高表达,C亚族Gh SPS基因主要在纤维、叶片和花瓣中高表达;(7)进一步荧光定量PCR分析表明,GhSPS4在叶片中表达量很高,GhSPS1在叶片和花瓣中表达量较高,Gh SPS7和Gh SPS10在被检测的各个组织均有较高的表达,该结果与转录组分析结果相对一致。【结论】陆地棉SPS基因家族包含10个成员,分布在5条染色体上,可分为3个亚族,不同亚族成员呈现出不同的表达模式,为后续深入解析陆地棉SPS家族基因的功能奠定理论基础。     

植物蔗糖合酶家族基因鉴定及序列和进化分析

蔗糖合酶(SUS)是植物中广泛存在的一种糖基转移酶,而蔗糖磷酸合成酶(SPS)是高等植物体内控制蔗糖合成的关键酶之一。对于SUS与SPS是否来自同一源头,其序列是否存在同源区域,以及其进化路径等,尚未见相关报道。本研究针对这两个酶的基因序列,鉴定得到其保守结构域,在此基础上对相关基因进行了全面鉴定,从而构建了其进化树。从序列上看,这两种酶(SUS,SPS)具有一定的同源性。通过结构域鉴定,SPS1基因的蛋白序列中鉴定得到3个结构域,而从SUS1中鉴定得到2个结构域;由以上结果可知,SUS和SPS属于同一基因家族。通过进化树构建,SUS、SPS家族的基因聚成了两个显著独立枝。因此,SUS、SPS分别属于一个独立的亚家族。本研究为植物糖代谢相关研究提供了基因靶标,为蔗糖代谢和转运相关基因进化机制的研究提供了基础。     

陆地棉蔗糖磷酸合成酶基因家族的鉴定及表达分析

【目的】蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase, SPS)是调控植物蔗糖代谢合成途径的关键酶,在植物光合产物的积累与分配方面发挥着重要作用,然而棉花中SPS基因的系统研究尚很少开展。本研究旨在对陆地棉SPS基因进行全基因组鉴定,并对它们的表达特性进行系统分析。【方法】基于已公布的陆地棉基因组序列,利用生物信息学和荧光定量聚合酶链式反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)等方法对陆地棉SPS家族基因的蛋白结构、进化关系、基因结构特征、染色体定位、基因复制和表达特性进行分析。【结果】(1)在陆地棉基因组中,共鉴定到10个Gh SPS基因(Gh SPS1-Gh SPS10);(2)Gh SPS蛋白具有植物SPS家族特有的两个保守的蛋白结构域和3个相对保守的蛋白磷酸化位点;(3)进化分析表明,Gh SPS蛋白可聚为A、B和C共3个亚族,其中A亚族成员最多,包含6个GhSPS蛋白;(4)位于同一亚族的GhSPS基因具有相似的外显子-内含子分布模式,但是外显子/内含子数目在不同亚族间差异很大;(5)GhSPS基因均匀地分布在陆地棉A亚组和D亚组的5条染色体上,片段复制可能导致了GhSPS基因在陆地棉基因组中的扩增;(6)转录组分析表明,不同亚族GhSPS基因具有不同的组织表达模式,A亚族Gh SPS基因在被检测的各个组织均有较高的表达,B亚族GhSPS基因主要在叶片中高表达,C亚族Gh SPS基因主要在纤维、叶片和花瓣中高表达;(7)进一步荧光定量PCR分析表明,GhSPS4在叶片中表达量很高,GhSPS1在叶片和花瓣中表达量较高,Gh SPS7和Gh SPS10在被检测的各个组织均有较高的表达,该结果与转录组分析结果相对一致。【结论】陆地棉SPS基因家族包含10个成员,分布在5条染色体上,可分为3个亚族,不同亚族成员呈现出不同的表达模式,为后续深入解析陆地棉SPS家族基因的功能奠定理论基础。     

辣椒蔗糖磷酸合成酶和磷酸蔗糖磷酸酶基因家族鉴定及表达

蔗糖磷酸合成酶(SPS)和磷酸蔗糖磷酸酶(SPP)是植物蔗糖合成的重要酶,在调控蔗糖合成及其积累等方面有重要作用。辣椒基因组测序的完成及转录组数据的公布为鉴定和探究辣椒SPS和SPP基因的多样性提供了机会。本研究利用生物信息学方法对辣椒SPS和SPP基因进行鉴定,并从染色体定位、系统发育关系和表达模式分析其特征。结果发现,两个辣椒共含有4个SPS和SPP基因,每个辣椒种均编码2个成员,SPS编码的氨基酸长度和分子量约是SPP的2倍,等电点范围6.12～8.16和5.96～6.26之间。染色体定位发现辣椒SPS和SPP基因均定位在不同的染色体上。系统发育树的构建来自7个物种,结果表明SPS和SPP都可以分为4个亚族。表达谱分析显示,基因呈现差异表达,其中Ca-LZSPS1和Ca-LZSPP2呈现广谱性表达;进一步研究发现,SPS和SPP基因都受到3种激素(ABA, IAA, SA)不同程度的诱导;此外,在逆境胁迫下,辣椒SPS相比SPP更容易受到环境诱导,而SPP基因则在叶中主要参与热调控机制,在根中更多的参与冷调控机制。这些结果阐明了辣椒SPS和SPP基因的表达特性,为进一步研究辣椒中蔗糖的合成与积累提供理论依据。     

小麦灌浆期蔗糖的合成、降解及与淀粉积累的关系

试验选用了山农12和偃展4110两个小麦品种,研究了小麦灌浆期旗叶磷酸蔗糖合酶(SPS)活性、籽粒蔗糖合酶(SS)活性变化与籽粒淀粉积累.结果表明,旗叶SPS活性在花后14 d内保持较高的水平,籽粒SS活性在灌浆期呈单峰曲线.山农12 SPS、SS的最大与平均酶活性均显著高于偃展4110,而两个酶较高活性持续期品种间无...     

《SPS协定》下的欧盟茶叶农药残留新标准解读

欧盟制定和实施的茶叶中农药残留新标准对中国茶叶出口欧盟有较大影响。从《SPS协定》的角度看,欧盟的新标准具有明显的贸易壁垒的特征,与《SPS协定》存在诸多抵触。笔者介绍了欧盟茶叶中农药残留新标准,解析了欧盟新标准与《SPS协定》相违背的地方,并提出了中国应对欧盟茶叶中农药残留新标准的策略。     

土壤质地对小麦SPS、SS活性及其与淀粉合成关系的影响

在池栽条件下, 研究了黏壤土、中壤土和沙壤土对豫麦49灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中蔗糖代谢关键酶蔗糖磷酸合酶(SPS)和蔗糖合酶(SS)的活性变化。结果表明, 在3种不同质地土壤上, 小麦灌浆期各器官中SPS和SS活性均呈单峰曲线变化。沙壤土上除了籽粒中SPS活性略低于中壤土外, 其他部位酶活性均最高; 而中壤土籽粒中SPS在灌浆前期及SS在灌浆中后期的活性显著高于其他壤土。中壤土和沙壤土上小麦千粒重和籽粒淀粉含量均显著高于黏壤土, 但中壤土和沙壤土间差异不显著。说明中壤土和沙壤土对小麦的蔗糖合成与降解有一定的影响, 沙壤土有利于小麦营养器官中蔗糖的合成, 而中壤土对小麦籽粒中蔗糖的合成比较有利。相关分析表明, 沙壤土和中壤土上SPS、SS活性与小麦籽粒灌浆速率、支链淀粉和总淀粉积累速率均达显著或极显著相关; 而在黏壤土上, 酶活性与总淀粉积累速率的相关系数(除籽粒SPS外)未达显著水平或相关性小于在其他2种土壤上。中壤土和沙壤土上小麦营养器官中SPS催化的蔗糖合成代谢和籽粒中SS催化的蔗糖降解代谢对籽粒淀粉和支链淀粉的积累具有十分重要的作用。     

强、弱筋小麦籽粒形成期蔗糖、淀粉合成相关酶活性及其与氮代谢的关系

2005—2006年生长季, 以小麦强筋品种藁城8901和弱筋品种豫麦50为材料, 研究了灌浆期籽粒和旗叶氮代谢底物含量与相关酶活性变化、蔗糖淀粉合成相关酶活性及籽粒淀粉积累特征, 分析了氮代谢与籽粒淀粉积累的关系。结果表明, 旗叶蔗糖合酶(SS)和磷酸蔗糖合酶(SPS)、籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性均呈单峰曲线变化。两品种比较, 除AGPP活性峰值豫麦50低于藁城8901外, 其他酶活性峰值均是豫麦50高于藁城8901。相关分析表明, 藁城8901支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP和SBE活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.9377**、0.8857**、0.6489**和0.5980**; 直链淀粉积累速率与SS、SPS活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.7616**和0.7750**。豫麦50支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP、GBSS和SBE活性呈极显著或显著正相关, 相关系数分别为0.8182**、0.6762**、0.7028**、0.8749**和0.5433*; 直链淀粉积累速率与SS、SPS和SBE活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.8528**、0.8428**和0.8603**。两品种硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性在开花后逐渐降低, 且藁城8901的NR活性一直高于豫麦50。硝态氮和氨态氮含量与NR、GS活性呈极显著正相关; 藁城8901的NR、GS活性与SS、SPS活性呈显著负相关, 而豫麦50只有GS与SPS达显著负相关(r = -0.5212*)。上述结果表明, 不同品质类型小麦籽粒淀粉合成积累受氮代谢相关酶活性的影响, 藁城8901较高的NR活性抑制与蔗糖合成有关酶SS、SPS的活性, 导致淀粉合成积累速率降低。由此可见, SPS/NR比值对淀粉合成具有重要调节作用。     

不同类型小麦品种灌浆期蔗糖代谢关键酶的活性变化

测定池栽条件下小麦强筋品种藁城8901、中筋品种豫麦49号和弱筋品种洛麦1号灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性变化的结果表明,3种不同类型小麦品种灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号旗叶、旗叶鞘和籽粒中SPS酶活性较高,而洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49号的旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中SS活性高于其他两品种,表明豫麦49号和洛麦1号营养器官和籽粒中蔗糖合成和降解代谢比较活跃。     

甜高粱蔗糖磷酸合成酶基因(SPS3-1)的克隆与序列分析

以甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因(SPSⅢ-2,NCB1登录号为EU278617) cDNA序列为探针,对高粱EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,后经基因组PCR、分子克隆、序列分析验证分离了甜高粱蔗糖磷酸合成酶基因组DNA序列(SPS3-1,GeneBank登录号为FJ750250).该序列全长6 325 by,包含13个...     

农业补贴政策实施效果研究述评:回顾与展望

为准确把握中国农业补贴政策实施效果研究已经取得的成果和存在的不足,进而为未来农业补贴政策实施效果研究指明方向,同时也为中国农业补贴政策的调整和完善提供依据,采用文献研究法,从研究视角和研究方法两个维度对国内外农业补贴政策实施效果研究进行了梳理。发现国外农业补贴政策的实施效果研究主要可以分为经济效应研究、社会效应研究和生态效应研究。国内农业补贴政策效应研究主要集中在以政策目标为主的经济效应研究,社会效应研究和生态效应研究较少,其中生态效应研究大多为定性研究和政策性建议。总结了中国农业补贴政策实施效果研究的三方面特点:一是研究视角多元但不够全面,二是研究方法多样且更趋完善,三是政策经济效应分析全面但视野较窄,社会和生态效应研究不足。最后,对未来中国农业补贴政策实施效果研究进行了展望,主要包括研究视角突出绿色生态新导向,加大农业补贴政策对农业现代化的影响研究,拓宽农业补贴政策实施效果研究视野向国际化方向发展。     

中国鲜食玉米的研究脉络和趋势探析

为探明中国鲜食玉米研究领域的变迁轨迹,把握研究现状与热点内容,探析研究前沿与发展趋势,旨在为鲜食玉米研究提供理论参考。以中国知网(CNKI)数据库2010—2021年1588篇“鲜食玉米”研究文献为研究对象,基于CiteSpace软件进行可视化定量分析。近10年鲜食玉米领域研究发展稳定,年发表核心论文数保持在100篇以上;高产作者以陆卫平、刘春泉、李大婧、陆大雷等为代表,呈单线或辐射团队合作。作者所属机构以农业类高等院校和科研院所为主,在发文数量上农业类高等院校取得的成果更为显著,科研院所在新品种的研发上更有优势,科研机构和高等院校团队合作比较紧密。突现词分析表明,单倍体、超甜玉米、种子萌发、遗传多样性、营养品质、风味、叶酸、可溶性糖等为研究趋势。未来鲜食玉米研究的核心任务是扩大覆盖面,突破传统局限,拓展基因编辑技术、转基因技术、基因测序、单细胞测序、基因组、蛋白组、转录组等多种前沿生物技术手段辅助传统鲜食玉米育种研究,尤其是加强甜加糯型玉米和超甜玉米的研究,增强鲜食玉米品质和营养,提高其抗病虫、抗倒、抗旱等抗逆性研究;在食品加工、饲料研究领域多,注重延长鲜食玉米采收期、贮藏期,保证其...     

草坪无土栽培基质的研究进展及发展趋势

该文介绍了国内外草坪无土栽培基质的研究现状;从草坪无土栽培基质的选择原则、基质理化生物学性质及基质研究方法3方面,阐述了我国草坪无土栽培基质的研究情况;并从无土栽培基质的结构、生产工艺、基质栽培中根际营养及管理技术方面阐述了我国草坪无土栽培基质的研究方向及未来发展趋势。     

果蔬生物力学性质的研究进展及应用

果蔬生物力学性质的研究为果蔬机械加工装备、生产系统的设计、工艺过程的检测与控制提供更为科学、全面的理论基础和技术手段,其研究成果的应用对提高农业作业装备的设计水平具有重要作用。综述果蔬物料的常规力学性质、细观组织力学性质、流变力学特性和碰撞机械损伤力学特性的研究进展及应用。     

香稻的发展现状与研究进展

香稻是一种特殊稻种,具有某种滋补和药用效果,在国际稻米市场中具有很强的竞争力,成为当今稻作科研的热门课题。本文综述了近年来香稻发展现状与研究进展,包括营养价值、香味的化学成份、香味的鉴定、香味的的遗传及其表达、香味基因的分子标记与定位等主要方面,以期为我国优质香稻的选育与保优栽培提供参考依据。     

中国小腹茧蜂亚科寄生蜂研究历史概略及应用研究进展与展望

小腹茧蜂亚科寄生蜂在世界各地均有分布,是农林鳞翅目害虫的寄生蜂,具有较高的开发利用潜力。回顾了中国小腹茧蜂亚科寄生蜂研究的历史沿革,叙述了中国小腹茧蜂应用研究的发展、现状及展望,从多个方面进行了归纳和总结,包括生物学特性研究,不同虫态对不同农药的抗性,从实验室实验、试验田放蜂试验到规模化人工繁蜂和田间大面积治虫、引诱剂研究与应用试验等。通过分析和讨论,预测了今后该类群寄生蜂应用研究的主要方向。在探索直接大量繁蜂利用、引诱剂研制与试用、研制和试验对寄生蜂安全的杀虫剂,以及多学科成果的配合应用等方面有创新性见解。     

综述式和Seminar教学法在食品专业“分子生物学与生物技术”研究生课程中的应用

从教学内容设计、授课形式、考核模式及结合研究生具体研究课题对食品专业硕士研究生“分子生物学与生物技术”综述式和Seminar教学法进行了阐述。这2种教学方法不仅能够帮助学生全面深入地掌握课程的基本理论知识、熟悉分子生物学研究思路和方法、了解相关研究领域的新进展,并且能够增强硕士研究生对科学研究的兴趣,达到促进研究生科研创新能力培养的目的。     

中国农民教育培训研究评述与趋势

本文对建国60年来我国农民教育培训的发展历程分改革开放前后两个阶段进行了回顾,并对这一时期农民培训的研究工作进行了总结,主要集中在四个方面：开展农民培训必要性研究;农民培训现状及存在问题研究;关于农民培训方式的研究及关于培育新型农民措施和对策研究。最后指出了今后的研究方向：农民的终身教育培训一体化问题研究;农民培训模式的选择研究;农民培训的效果评价研究及农民培训的全方位视角研究。     

中国渔业科研机构的国际竞争力比较与分析

通过构建渔业科技竞争力评价指标体系,运用层次分析法将中国具有代表性的渔业科研机构与14个重要渔业国家的16所渔业科研机构进行科技竞争力分析与比较。结果显示,中国渔业科研机构的资源投入竞争力位于世界渔业科研机构前列,主要体现在研究人员数量得分以及研究总经费得分较高;科研成果竞争力居中等偏下,主要体现在高水平学术论文量得分过低,篇均被引频次得分过低等方面;渔业机构科研综合竞争力位居中上水平。结果提示,语言问题是影响中国渔业科技竞争力的因素之一,但不是主要因素,而整体原始创新能力与水平的不足才是主要影响因素。     

短波紫外线在果蔬采后保鲜中的应用研究进展

综述了短波紫外线的作用原理和对果蔬采后品质、切分果蔬品质及微生物的作用效果与机理的研究现状,阐述了短波紫外线的安全性及未来在果蔬保鲜中的应用和机理研究发展方向,为短波紫外线在果蔬保鲜和安全控制中的研究与应用提供参考。