植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展

在非生物胁迫下,植物主要通过重新配置转录调控网络与代谢网络以维持平衡.近年来代谢组学与转录组学等生物技术的发展,有助于对非生物胁迫下植物体内的代谢物与转录因子等关键组成部分进行鉴定.本文列举了目前用于分析植物代谢组学与转录组学的主要技术及其特点,介绍了代谢组学及转录组学目前在植物抗逆性中的应用.对近年来植物在温度胁迫、...     

基于转录组学和代谢组学解析番茄果实品质形成过程

本试验以‘Micro-Tom’番茄为试材,对其绿熟期(GR)、转色期(BR)及红熟期(RR)果实进行转录组学及代谢组学分析。转录组学分析结果表明,GR至RR过程中果实内与可溶性糖相关的磷酸葡萄糖变位酶基因(PGM)、糖原磷酸化酶基因(GPH)等下调,1,4-α-葡聚糖分支酶基因(SBE)、蔗糖合酶基因(SuSy1)等上调;参与抗坏血酸合成途径的GDP-L-半乳糖磷酸化酶基因(GGP)、单脱氢抗坏血酸还原酶基因(MDHAR)一直呈现上调趋势;而参与叶绿素降解、类胡萝卜素合成的多数基因以及与细胞壁代谢相关的众多基因则呈现先上调后下调的趋势;番茄碱生物合成途径GAME家族基因呈先下调后上调的表达模式。代谢组学数据表明,与品质形成有关的D-果糖、古洛糖酸、异柠檬酸、L-谷氨酸和L-天门冬氨酸等在番茄成熟过程中含量呈现持续增加的趋势,L-苹果酸呈下降趋势,L-精氨酸、L-色氨酸、L-蛋氨酸在BR至RR过程中增加明显;槲皮素-3-O-葡萄糖苷、柚皮素在转色期明显增加。综合可见,‘Micro-Tom’番茄果实成熟过程中,可溶性糖、有机酸、氨基酸、黄酮类化合物等代谢物积累及关键基因表达均发生了规律性变...     

配粉对小麦面粉理化特性及面包、面条品质的影响

为了更好地利用与改良品质较差小麦面粉的加工品质,将面包、面条加工品质较优与较劣的面粉按不同比例进行配粉,分析不同配粉比例对面粉理化特性和面包、面条品质的影响.结果表明,配粉能够显著改善品质较劣面粉的理化特性及其加工面包、面条的品质,优质面粉添加比例为30％时就可以明显改善面粉的理化特性,添加比例为50％时面包、面条品质...     

小麦籽粒淀粉理化特性与面条品质关系研究

【目的】研究中国小麦的淀粉理化特性及其与面条品质的关系,为优质面条小麦品种的选育提供依据。【方法】测定了全国11个省市育成品种和高代品系的294份面粉样品和29份引进品种面粉的淀粉理化特性和面条品质,对其相关性进行了统计分析。【结果】中国小麦品种直链淀粉含量的遗传资源相对丰富,面粉膨胀势偏低,淀粉糊化特性与国外品种相近,面条品质表现较好（平均评分85.27分）。直链淀粉含量、膨胀势和糊化峰值粘度与面条品质高度相关,支链淀粉含量、糊化温度外的多项RVA粘度参数也与面条品质极显著相关。膨胀势以及多项RVA粘度参数与直链淀粉含量和直/支链淀粉含量比值极显著相关,说明直、支链淀粉是影响淀粉化学特性和面条品质的重要物质基础。中国小麦品种各项指标的变异系数较小,淀粉理化特性和面条品质突出材料非常少,说明中国面条小麦种质资源相对缺乏。【结论】膨胀势测定简便、快速、用样量少,是面条小麦育种理想的选择指标。在我国要选育优质面条小麦品种,有必要进一步扩大引种规模,创新种质资源。     

基于转录组学和代谢组学解析氮调控花生结瘤固氮的机理

花生是一种重要的豆科作物,能与根瘤菌共生固氮,但该过程受到土壤中氮素的严格调控,施氮量过高时会形成“氮阻遏”效应。目前关于氮素调控花生结瘤固氮机理的研究较少。本研究以花育22号为试验材料,设置90 kg/hm²氮处理和对照(不施氮),统计根瘤数、测定固氮酶活性并进行转录组学、代谢组学及双组学联合分析。结果表明,施氮处理显著减少根瘤数,降低根瘤固氮酶活性。经转录组分析,共鉴定出3 123个差异表达基因,富集在生物过程、细胞组成和分子功能三大类;从中筛选出13个与氮调控花生结瘤固氮有关的基因,分别编码生长素应答蛋白和响应因子、鸟氨酸脱羧酶、天冬酰胺合成酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶、苹果酸脱氢酶、苹果酸酶等。经液相色谱串联质谱法分析,共鉴定到201种差异代谢物,包括酚酸、黄酮、氨基酸等共12大类物质,其中黄酮类代谢物占比最高,约占19.9%。通过对转录组学和代谢组学的联合分析发现,氮素主要通过植物激素信号转导、次生代谢物生物合成、氮代谢等途径调控花生结瘤固氮。本研究结果可为深入研究氮素调控花生结瘤固氮的分子机理提供信息基础。     

糯小麦对面粉及面条品质的影响

采用不同的配比将糯小麦粉加入到面粉中,通过测定一系列面粉指标和面条指标,以研究糯小麦配粉时面粉及面条品质的影响.结果表明:随着糯小麦粉比例的增加,支链淀粉含量、支直比、湿面筋含量和沉降值增加;直链淀粉含量、总淀粉含量及降落数值下降;面粉的峰值黏度、最终黏度与回升值都逐渐降低,而糊化温度变化不显著;面条的品质也随之改变,先变好后变差,当糯麦粉含量10%时面条的品质达到最佳;糯小麦的应用对延长面条的保质期也有一定的效果.     

小麦籽粒淀粉理化特性与面条加工品质关系的研究进展

综述了近年来小麦籽粒淀粉理化特性及其与面条加工品质关系的研究进展。小麦胚乳中,直链淀粉约占20%~25%,支链淀粉占75%~80%,二者非常规则地堆积在一起,形成淀粉粒,不同小麦品种中淀粉粒的大小、分布存在明显差异,进而影响淀粉的糊化和其他特性。淀粉粒上存在许多结合物,对淀粉特性也有重要影响。淀粉理化特性对小麦品质尤其是面条加工品质有重要影响。淀粉粒的大小和排列对籽粒硬度有重要影响。直链淀粉含量较低的小麦品种,面粉(淀粉)糊化和膨胀特性好,峰值粘度高,膨胀体积大,膨胀势高,加工的面条质地细腻,弹性和韧性好,评分高,品质突出。     

超声波处理对小麦种子活力影响的转录组分析

为分析超声波处理对小麦种子活力及相关基因表达的影响,设置不同时长超声波（0(CK)、10、20、30、40和50min）处理小麦种子,同时借助转录组测序技术筛选与小麦种子活力相关的差异表达基因,进行GO分类及KEGG富集分析。结果表明,超声波处理30min的小麦种子活力最高,且显著高于其他处理和CK。30min处理的小麦幼苗萌发0h的脯氨酸含量以及SOD、CAT、POD的活性均显著高于CK,萌发72h的幼苗SOD、CAT活性与脯氨酸含量均显著高于CK。转录组分析表明,与CK相比,超声波处理30min的小麦种子萌发0和72h共有1 723个差异表达的基因。GO富集分析表明,在生物过程上,超声波处理对种子活力的影响主要集中在氧化还原过程、碳水化合物代谢过程、氧化应激响应与过氧化氢分解代谢过程;在细胞组分上,主要集中在胞外区、质外体、细胞壁和细胞外间隙等质膜外区域;在分子功能上,主要集中在氧化还原酶活性、单加氧酶活性和过氧化物酶活性。KEGG富集分析发现,富集最为显著的3个通路依次为谷胱甘肽代谢（ko00480）、代谢途径（ko01100）与色氨酸代谢（ko00380）,其中谷胱甘肽代谢通路...     

小麦条锈菌产孢转录组分析

为研究不同毒力小麦条锈菌侵染过程中基因表达差异,通过RNA-seq测定其转录组并分析差异表达基因。结果表明,每个小麦条锈菌转录组文库产生8 000万～9 000万条读长,其中,至少71.15%的读长可以比对到参考基因组。将读长转换计算出FPKM值并比较多个基因表达水平,FPKM值小于15的基因数分别占对应文库的79.17%、79.24%、80.01%和79.41%,FPKM值大于60的基因数所占比例均低于7.0%,而FPKM值大于10 000的基因在CY31、CY32、CY33和V26菌系样品文库中分别有7、8、7、7个。从|log₂Fold change|≥1且FDR<0.005这2个水平评估小麦条锈菌CY31、CY32、CY33和V26菌系间差异表达基因,结果显示,差异水平变化主要集中在6倍以内,差异倍数最大的一个基因为13倍。将差异表达基因与KEGG数据库比对发现,共有53个基因被注释到了KEGG中的36个通路中,其中,显著富集通路(P<0.05)有5个,主要参与到氧化磷酸化、淀粉和糖代谢等通路中。可见,小麦条锈菌CY31、CY32、CY33和V...     

植物响应低温胁迫组学研究进展

低温是限制植物生长和分布的主要逆境因子之一。植物遭受低温胁迫时会迅速启动相关基因,进行转录调控,合成相应蛋白质,进而控制代谢物的合成。为了抵御和适应低温环境,植物形成了复杂的调控网络。随着现代分子生物学迅速发展,组学已经成为植物响应逆境胁迫机理研究的重要方法,如基因组、转录组、蛋白质组和代谢组。这些组学研究技术相结合,能够为探究植物响应低温胁迫的基因调控网络提供有力手段。本文综述转录组、蛋白质组与代谢组等组学技术用于分析植物应答低温胁迫的研究进展,以期为揭示植物耐寒机理及优良耐寒植物的筛选与培育提供参考。     

高产稳产优质面条小麦新品种——济麦19号

济麦19号(原代号935031)系山东省农业科学院作物研究所以鲁麦13为母本、临汾5064为父本有性杂交,经系谱法选育而成的高产优质面条小麦新品种,2001年4月通过山东省农作物品种审定委员会审定并定名.     

氮肥运筹对面条小麦品种陕农229淀粉品质的影响

以适宜做面条的优质中筋小麦陕农229为试验材料，研究了不同氮肥施用量和基施追施之比对面条小麦籽粒淀粉性状和面粉糊化特性的影响。结果表明，适当增加施氮量和拔节期追施氮比例可降低籽粒淀粉含量、直链淀粉含量、淀粉直／支值，提高面粉的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度和稀懈值。淀粉含量、直链淀粉含量和淀粉直／支值与主要粘度参数间均存在负相关，淀粉直／支值与主要粘度参数间负相关性较高。本试验中，陕农229以施氮量为262．5kg/hm^2、基追比6：4～5：5处理的直链淀粉含量及直／支值较低而峰值粘度和稀懈值较高，且产量较高，是面条小麦较理想的氮肥运筹方式。     

糯小麦配粉对主要淀粉特性及面条品质的影响

研究了不同比例的糯小麦粉添加到一定量非糯小麦粉后对淀粉粘度仪参数和面条品质的影响。结果表明,添加糯小麦粉后,以直链淀粉含量与直/支比变化为主,而蛋白质、湿面筋、支链淀粉等成分含量与沉降值等变化较小。高峰粘度、低谷粘度、最后粘度、反弹值、糊化温度、峰值时间等粘度仪参数与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、直链淀粉含量、直/支比等品质性状呈显著或极显著正相关,与支链淀粉含量呈极显著负相关,但这些品质性状都与稀懈值、搅拌值无显著相关。此外,还建立了面条品质预测的线性回归方程:y=443.13-6.61x1(支链淀粉含量)-251.51x2(直/支比)。     

组学技术在蔷薇属植物研究进展

蔷薇属(Rosa)植物是目前世界上最主要的观赏植物之一,其种类丰富、花色各异、具有重要的经济、绿化及药用价值。随着测序技术和各项组学技术的不断发展,促进了蔷薇属以基因组学研究为基础,涵盖转录组学、蛋白质组学、代谢组学及多组学的发展,为研究蔷薇属植物物种起源、遗传多样性、基因挖掘、分子机制解析、基因互作、蛋白互作等带来新的机遇。文中旨在探讨蔷薇属植物在基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、表观组学、比较基因组学等方面取得的最新研究进展,并对其发展前景进行展望,以期为分子辅助育种及分子编辑提供有益指导。     

小麦A型淀粉粒大小对淀粉特性及面包品质的影响

利用扫描电镜对10份小麦种质材料的淀粉粒大小和形态进行了观察,测定了供试样本的直链淀粉含量、面粉膨胀势和Zeleny沉淀值,分析了淀粉粒大小、形状与直链淀粉含量、面粉膨胀势、Zeleny沉淀值的关系。结果表明,不同小麦样本A型淀粉粒的大小有明显差别,淀粉粒的形状有圆形、椭圆型和长圆形。圆形和椭圆型淀粉粒比长圆形淀粉粒要大一些;直链淀粉含量低的小麦样本,A型淀粉粒的直径相对较大,膨胀势较高,Zeleny沉淀值也较高;淀粉粒直径与面粉膨胀势之间的正相关不显著,与直链淀粉含量的负相关达到极显著水平,与Zeleny沉淀值之间的正相关达到极显著水平。研究结果为小麦品质育种以及食品加工提供了理论依据和技术指导。