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。     

氮素形态对甜菜氮糖代谢关键酶活性及相关产物的影响

用营养液培养的方法, 以甜研7号为试验材料, 研究了同一氮素水平不同氮素形态比例对甜菜氮、糖代谢关键酶: 硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖合成酶(SS)活性及相关产物的影响. 结果表明叶片中NR活性随NO-3比例增加而增加; 根和叶片中GS活性, 当NH+4小于NO-3时, 随NH+4比例增大而增加, 当NO-3∶NH+4为1∶     

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...     

花生籽仁发育过程中糖分积累特征及蔗糖代谢酶活性分析

花生籽仁的含糖量与其食用品质和加工特性密切相关,为了明确花生籽仁发育过程中糖分积累特征以及与蔗糖代谢相关酶活性的关系,以3个不同蔗糖含量的花生品种为材料,分别比较了它们在籽仁发育不同时期可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量以及蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(SAI)等蔗糖代谢关键酶的活性差异。结果表明不同品种在籽仁发育过程中的糖组分含量及酶活性变化规律相似;无论是合成方向还是分解方向,都以SS活性值相对最高;相关性分析显示,籽仁发育后期蔗糖含量与NI呈极显著负相关,与SPS呈显著正相关。推测可以在花生籽仁趋于成熟时,通过调节NI和SPS活性来提高其蔗糖含量。     

氮钾互作对甘薯根系发育及碳氮代谢酶活性的影响

为阐明氮、钾营养及其交互作用对甘薯分根结薯期根系分化及叶片酶活性的影响,采用砂培研究方法,设氮钾正常供给(正常)、多氮(N)、多钾(K)和氮钾配施(NK)4个处理。探讨了氮、钾及其交互作用对甘薯苗期养分吸收、农艺学性状、根系发育、硝酸还原酶(NR)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和腺苷二磷酸焦磷酸化酶(ADPGPPase)的影响。结果表明,与氮钾正常供给处理相比,N处理显著提高了甘薯地上和地下部氮吸收量、SPAD值、叶片数、叶面积;N处理总根长、根表面积、根体积、平均直径和NR活性、SS活性和SPS活性分别提高了5.9%,12.1%,1.9%,3.6%,14.1%,13.6%,19.5%,而ADPGPPase活性降低了7.1%;另外N处理块根比例减少7.9%,中等根(徒耗养分的根)分化比例升高7.7%。与氮钾正常供给处理相比,K处理显著提高了地上和地下部氮吸收量,且K处理根系活力、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、SS活性、SPS活性、ADPGPPase活性分别提高了16.2%,28.2%,10.1%,39.3%,12.6%,14.9%,20.1%,14.5%;氮钾配施(NK)处理须根和块根分化比例升高0.2%和12.4%,中等根(徒耗养分的根)分化比例降低12.6%。与N和K处理相比,氮钾配施(NK)处理能够调控甘薯苗期地上和地下部生物量比例(T/R值),同时提高须根和块根分化比例,显著促进了薯块的膨大。双因素分析表明,氮钾配施(NK)对地上和地下部氮钾含量、根系活力、根平均直径、NR活性、SPS活性、ADPGPPase活性均存在显著的正交互效应。从地下部根系形态和地上部酶学变化两方面揭示氮钾交互机制,为甘薯高产优质栽培提供理论依据。     

氮、磷、钾对烤烟碳氮代谢关键酶活性及其经济效益的影响

为探讨氮、磷、钾肥对烤烟碳氮代谢关键酶活性及其经济效益影响,采用田间小区试验,测定了缺氮、缺磷、缺钾和氮磷钾正常(CK)处理烤烟不同生育时期碳氮代谢关键酶即硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS))、蔗糖合成酶(SS)和转化酶(INV)的活性变化。结果表明:在烟叶的氮代谢过程中,NR活性主要在烟叶生长发育前期起作用,与CK相比,氮、磷、钾素缺乏分别使烟叶NR活性下降35.9%,13.4%,19.5%,但移栽后85 d无差异显著性;在碳代谢过程中,SPS,SS和INV活性主要在烟叶生育中期起作用,缺氮能显著降低碳代谢关键酶活性,而缺磷、钾素则表现不明显,很可能与试验田磷钾含量较高有关。缺氮处理对烟叶的产量、产值影响最大,与CK处理相比,分别降低了19.7%,13.2%,缺磷、钾素处理与CK差异不显著。因此,烤烟为达到优质高产,首先要确保氮肥供应充足,同时要适当控制磷钾肥用量。     

玉米穗位叶碳氮代谢的关键指标测定

碳、氮代谢是植物体内最主要的两大代谢过程,玉米一生中碳、氮代谢的协调在很大程度上决定着产量结果。实验用可见分光光度法对不同施氮水平下玉米穗位叶的碳氮代谢指标进行了检测。结果表明,施氮量在120～180 kg?hm-2间明显促进玉米穗位叶蔗糖的积累,在120～240 kg?hm-2间明显促进碳代谢的关键酶蔗糖磷酸合成酶（SPS）、氮代谢的关键酶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性的增强。     

小麦灌浆期蔗糖代谢关键酶活性变化及其与籽粒淀粉积累的关系

在池栽条件下,研究了藁城8901(强筋品种)、豫麦49(中筋品种)和洛麦1号(弱筋品种)小麦灌浆期旗叶、叶鞘、穗茎、籽粒蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)活性变化及其与淀粉及组分积累的关系。结果表明,其SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49旗叶、旗叶鞘和籽粒中及洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49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。相关分析表明,豫麦49和洛麦1号籽粒中淀粉和支链淀粉积累对SPS催化的蔗糖合成过程具有较强的反馈调节作用。豫麦49和洛麦1号籽粒中SS活性均与总淀粉与支链淀粉积累速率极显著正相关,而在藁城8901中无此相关性。     

甜高粱与粒用高粱茎秆生长过程中糖及其代谢相关酶活性的比较

以粒用高粱和甜高粱为材料,对甜高粱与粒用高梁不同时期茎秆的可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量及SS、SPS酶活力进行比较,结果表明:茎秆中的可溶性糖含量、果糖含量在完熟期甜高粱高于粒用高粱,乳熟期茎秆中蔗糖含量甜高粱高于粒用高粱;两种高粱类型的SPS酶活力变化趋势基本相似,从乳熟期到完熟期粒用高粱茎秆中的SPS酶活力明显增高,SS酶活力在粒用高粱茎秆中随生育期呈上升趋势,甜高粱茎秆中SS酶活力到乳熟期达到最大,明显高于粒用高粱.对糖含量与其相关代谢酶活力的相关性分析表明:甜高粱茎秆中利用SPS酶合成蔗糖的效率要高于粒用高粱;两种类型高粱的SS酶活力与其茎秆中的果糖含量存在明显差异,SS的作用模式不同.     

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。     

不同氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明：在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160kg/hm²)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160kg/hm²可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160kg/hm²）可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160kg/hm²。     

间作花生对木薯碳氮代谢产物及关键酶活性的影响

通过设置不同的间作行距（30、40、50 cm）和根系分隔处理,研究间作花生对木薯叶片的碳氮代谢产物及相关酶活性的影响。结果表明,40 cm行距间作花生可提高木薯的蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）活性及可溶性糖含量;间作花生后,木薯的氨基酸和可溶性蛋白质含量随着行距变窄而降低;相反,硝酸还原酶（NR）活性则显著增强。相同行距处理下,无根隔处理的氨基酸、蛋白质含量及SPS、SS、谷氨酰胺合成酶（GS）活性均高于根隔处理,说明木薯和花生的根系之间存在一定的相互作用。总体而言,适宜的间作行距可以提高碳氮代谢酶活性,从而促进碳水化合物和蛋白质的积累与运转,对提高木薯的产量和品质具有重要意义。     

甜菜蔗糖代谢两种相关酶的活性变化及其相互关系

为了研究不同类型甜菜品种蔗糖代谢能力存在明显差异的生理机制,以糖用甜菜(高糖)和饲用甜菜(丰产)为试验对象,测定了不同生育阶段叶片、叶柄和块根中的蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性。结果表明:叶片、叶柄和块根中存在蔗糖合成与降解过程,不同类型甜菜在生长期蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性存在差别,同一品种不同部位,块根中蔗糖的代谢强度高于叶片和叶柄,糖用甜菜两种酶活性高于饲用甜菜,蔗糖代谢相关酶活性差异是品种特性,可用于甜菜的选种实践。     

叶面喷施烯效唑和硼对塔额盆地甜菜产量和含糖率的影响

旨在为塔额盆地甜菜生产提质增效提供新途径。在塔额盆地滴灌施肥条件下,以甜菜‘Beta 468’为试验材料开展田间喷施试验,设置4个喷施处理(CK、Un、B、Un+B),喷施处理后测定甜菜生长情况、干物质积累、体内碳氮代谢酶活性及产量和含糖率。叶面喷施烯效唑、硼及烯效唑和复配与CK相比,根长分别增加了7.38%、14.76%和19.68%,总干物质积累增加了10.98%、13.32%和17.60%。块根硝酸还原酶活性提高了12.5%、37.64%和54.07%,蔗糖磷酸合成酶活性提高了37.73%、60.24%和69.31%,蔗糖合成酶活性提高了32.95%、45.43%和21.22%,转化酶活性提高了26.87%、35.79%和33.20%。产量较CK分别增加了10.77%、2.85%和9.97%,含糖率增加了0.47%、0.55%和0.79%,产糖量增加了13.93%、6.21%和15.31%。叶丛期喷施烯效唑和硼复配可促进植株生长、提高甜菜产量和含糖率。     

脱落酸与赤霉素对瓜尔豆蔗糖代谢酶类的影响

研究了脱落酸与赤霉素对瓜尔豆叶片和种子发育过程中糖代谢相关酶活性的影响。结果表明,脱落酸与赤霉素处理均能降低酸性转化酶活性,赤霉素(500mg/L)对中性转化酶与酸性转化酶活性降低程度最大。赤霉素(500mg/L及750mg/L)在整个生育期增加叶片蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,脱落酸(2.64mg/L,1.32mg/L及3.96mg/L)及赤霉素(250mg/L)均不同程度地降低蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性。各处理间差异达到显著水平。低浓度的脱落酸(1.32mg/L)降低种子中性转化酶和蔗糖磷酸合成酶活性;高浓度的脱落酸(2.64mg/L及3.96mg/L)能提高种子的中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性。低浓度的赤霉素(250mg/L)能相对降低瓜尔豆种子内的中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,而高浓度的赤霉素(500mg/L及750mg/L)则明显地升高中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,表现出较强的蔗糖合成与分解能力。 ;     

不同氮素水平对甜菜氮代谢酶和可溶性蛋白含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和氮素同化关键酶的关系,以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片、块根中可溶性蛋白含量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响。结果表明：叶片中,硝酸还原酶的活性随着施氮水平的提高而增加,但是超过 200 kg/hm²酶活性下降;块根中硝酸还原酶活性在0~120 kg/hm²随着施氮量增加而上升,超过 160 kg/hm²酶活力下降。叶片、块根中,整个生育期施氮肥处理增加了谷氨酰胺合成酶活性。试验中发现施氮量和生育期早期的叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性呈显著正相关。施氮量和甜菜叶片可溶性蛋白含量在7月15日和9月15日呈显著正相关;在生育期内,氮素水平和块根中的可溶性蛋白含量呈极显著正相关。