菠萝果实发育过程中糖积累与其代谢酶的关系

以菠萝[Ananas comosus(L.)Merr.]"巴厘"和"台农11号"两个品种为试验材料,测定不同发育时期果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖代谢相关酶--酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,并对果实中糖积累与酶活性的关系进行分析.结果表明:2个品种果实中糖积累动态十分相似,即果实发育前期,糖积累缓慢;进入成熟期,蔗糖迅速积累,而己糖"巴厘"果实中前期变化较少,后期稍有积累,"台农11号"果实中前期稍有积累,后期基本不变.2个品种果实中蔗糖含量与SS和SPS活性相关系数分别达到正的显著或极显著水平,NI活性与2个品种果实中蔗糖含量呈极显著负相关,蔗糖含量与AJ的活性相关性品种间差异明显.     

木薯蔗糖合酶(SuSy)基因的表达分析及SuSy1和SuSy4编码序列的克隆

依据拟南芥6个蔗糖合酶基因序列搜索木薯基因组数据库,获得了6个木薯蔗糖合酶基因亚型。将6个木薯蔗糖合酶基因亚型的外显子-内含子结构进行分析,结合其它物种蔗糖合酶基因的氨基酸序列构建进化树,将木薯蔗糖合酶基因可分为三类,分别为Su Sy1/Su Sy4,Su Sy2/Su Sy3和Su Sy5/Su Sy6。以木薯KU50的功能叶和5个不同时期块根的RNA为模板,利用RT-PCR的方法对蔗糖合酶基因家族进行表达分析,确定了Su Sy1和Su Sy4高表达的亚型,克隆并获得了Su Sy1和Su Sy4基因的编码区序列,对获得的序列进行同源性和功能结构域分析表明,2条序列的氨基酸同源性为97%,并且有相同的功能结构域。     

马铃薯不同品种淀粉积累生理基础研究——淀粉积累与磷酸化酶、蔗糖转化酶的关系

本试验以高淀粉品种晋薯２号、中淀粉品种内薯３号、低淀粉品种紫花白为材料，对不同生育时期块茎淀粉含量、淀粉积累速度与淀粉磷酸化酶、蔗糖转化酶活性的关系进行了研究，其结果表明：全生育期３个品种淀粉磷酸化酶活性均呈单峰曲线变化；不同生育时期，各品种淀粉含量与淀粉磷酸化酶活性无明显规律性；不同生育时期，各品种淀粉积累速度与淀粉磷酸化酶活性呈正相关。淀粉含量和温度是影响淀粉磷酸化酶活性的两个重要因素，而温度又起主导作用。全生育期，３个品种的蔗糖转化酶均呈苗期为最高，中期显著下降，后期略有回升的变化趋势；不同生育时期，各品种淀粉含量与蔗糖转化酶活性均呈显著负相关；不同生育时期，各品种淀粉积累速度与蔗糖转化酶活性亦呈负相关。因此，蔗糖转化酶活性可作为马铃薯高淀粉育种早期选择的重要生理指标。     

外源ABA对苗期低温下冬小麦蔗糖含量及其关键酶基因表达的影响

为了探讨外源ABA对苗期低温下冬小麦植株蔗糖代谢的调节作用,以抗寒性强的品种东农冬麦1号和抗寒性弱的品种济麦22为试验材料,在三叶期分别于不同温度下经ABA处理48 h后取叶片和地下茎,研究外源ABA对苗期低温下冬小麦的蔗糖含量及蔗糖代谢相关酶基因表达的影响。结果表明,外源ABA处理使低温下抗寒性强的东农冬麦1号中积累了更多的蔗糖,尤其是叶片,而在济麦22中则抑制了蔗糖的积累。4℃以上温度时,外源ABA促进了东农冬麦1号叶片和地下茎中UGP在蔗糖合成中的作用;在4℃以下低温时,外源ABA则促进了UGP在蔗糖分解中的作用。4℃以上温度时,外源ABA提高了东农冬麦1号叶片中Ta SPS基因和地下茎中Ta SAInv基因的表达,而抑制了济麦22各器官中Ta SPS基因和Ta SAInv基因的表达。此外,4℃以上温度时,外源ABA抑制了两个小麦品种各器官中Ta SS基因的表达。表明抗寒性强的东农冬麦1号对外源ABA可能更加敏感,其蔗糖合成能力的提高将有利于冬小麦植株抵御低温,进而维持植株的存活。     

野生木薯中蔗糖合酶基因I的启动子克隆与调控区域鉴定

克隆了野生木薯蔗糖合酶I基因的5′侧翼序列,发现其5′UTR区存在一个前导内含子,为了探究该基因启动子的调控区域以及前导内含子的可能功能,构建了6个侧翼序列梯度缺失载体并转化烟草。结果表明:野生木薯蔗糖合酶I基因的前导内含子可单独起始基因的转录,部分启动子序列的缺失会对基因的转录活性产生较大影响;不同缺失载体烟草转化株响应ABA的程度和方向存在差异,可能与ABA响应相关顺式作用元件的分布以及启动子序列与前导内含子的互作相关。该结果将会对木薯蔗糖合酶I基因的遗传改良提供理论指导。     

白菜型油菜八氢番茄红素合酶基因BrPSY的克隆与序列分析

八氢番茄红素合酶（PSY）是类胡萝卜素合成途经的第一个关键限速酶,对类胡萝卜素合成起着重要的控制作用。本研究利用电子克隆技术,从油菜EST数据库中找到与拟南芥PSY基因高度同源的油菜EST序列,通过人工拼接及RT-PCR、RACE的方法,克隆得到白菜型油菜BrPSY基因全长cDNA的序列,提交GenBank,被命名为BrPSY（GenBank登记号EU138883）。BrPSY包含168bp的5’前导序列、69bp的3’不翻译序列和1 278bp的完整开放读码框（ORF）,编码47.6 kDa的蛋白质。序列比对结果表明,BrPSY蛋白与其它植物的PSY蛋白具有很高的相似性;系统进化树分析表明,BrPSY与拟南芥亲缘关系最近。在全长cDNA序列的基础上,设计引物从白菜型油菜DNA中克隆得到BrPSY基因的全长DNA序列,含有7个外显子和6个内含子。     

2个番木瓜多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因的克隆与分析

采用RT-PCR扩增获得了2个番木瓜果实多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因cDNA和DNA全长序列,将其命名为CpPGIP1和CpPGIP2.CpPGIP1基因全长为984 bp,编码325个氨基酸;CpPGIP2基因全长为1 025 bp,编码326个氨基酸.2基因均没有内含子序列,核苷酸序列有66.54％的相...     

橡胶树‘热研7-33-97’和‘PR107’胶乳和树皮中蔗糖代谢相关的酶活与基因表达研究

对2个产胶水平差异明显的橡胶树品种（‘热研7-33-97’和‘PR107’）产胶旺季时2个与产胶直接相关的碳库（胶乳和茎干树皮）中蔗糖代谢相关的酶活、基因表达以及胶乳生理参数、树皮非结构性碳水化合物（NSC）含量进行了比较研究。结果表明：‘PR107’干胶产量的季节性变动明显大于‘热研7-33-97’,但均在9月底出现一个产胶高峰;2个品种胶乳的总固形物、无机磷和蔗糖含量差异不明显,但‘热研7-33-97’的干胶含量显著高于‘PR107’;树皮NSC的主要成分为可溶性糖（占80%以上）,但品种间的NSC及其相关组分（淀粉、可溶性糖和还原性糖）的差异均不显著;胶乳中,蔗糖合成酶（Sus）主要催化蔗糖合成,品种间的中碱性转化酶（NIN）和Sus酶活差异均不显著;树皮中,‘热研7-33-97’的NIN酶活显著大于‘PR107’,而其他蔗糖代谢相关酶活品种间的差异不显著;在胶乳中,HbSWEET10a基因的表达量高,并且‘热研7-33-97’>‘PR107’,还是唯一在品种间表达显著差异的蔗糖代谢相关基因;在树皮中,‘PR107’的HbSus3和细胞壁转化酶基因HbCIN2的表达显著高于‘热研7-33-97’,HbSUT5显著低于‘热研7-33-97’,而其他4个蔗糖代谢相关基因的表达在品种间差异不显著。本研究结果为深入探究蔗糖代谢调控与胶乳再生的互作奠定了基础。     

小偃54和小偃81高温抗条锈性及其与几丁质酶基因表达的关系

为了探明小麦高温抗条锈性的遗传机理,以小麦条锈菌流行小种对小麦品种小偃54和小偃81进行了苗期接种鉴定,并采用RT-PCR方法从小偃54中克隆了几丁质酶基因Chi1编码区全长cDNA序列Chi1xy,利用半定量PCR技术比较分析了常温(14±1 ℃)和高温(21±1 ℃)处理下条锈菌侵染的小偃54几丁质酶基因Chi1xy的表达谱.结果表明,小偃54和小偃81均具有明显的高温抗条锈性.常温处理下,Chi1xy的表达没有明显变化,始终维持在较低水平.而高温处理下,Chi1xy的表达在处理后的前72 h变化不明显,96 h开始升高,并在144 h达到表达高峰,直到192 h仍维持较高的表达水平.两种温度处理下Chi1xy的表达谱差异显著,说明小偃54对条锈病的高温抗条锈性可能与几丁质酶基因Chi1xy的表达水平相关.这是首次发现几丁质酶和高温抗条锈性有关.     

甘蔗SPS基因家族成员表达与糖分积累关系解析

以甘蔗高糖品种福农95-1702和低糖品种ROC-5为材料,分析SPS I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ在高、低糖这两个品种的幼叶、第三功能叶和不同蔗茎的表达,测定甘蔗糖分积累早期、中期和后期的糖分含量。结果显示,在功能叶和茎第二节中,三个阶段SPS家族成员在高糖品种的含量整体趋势高于低糖品种,结合蔗糖积累特点分析表明其可能在蔗糖合成中扮演着重要的角色。与正三叶相反,在幼叶中,三个阶段SPS家族成员在高糖品种的表达量整体趋势低于低糖品种,表明其可能与嫩叶的生长等其他生理性状相关,在成熟茎中,随着蔗糖积累时间的增加,高糖品种中的优势表达基因减少,而低糖品种中的优势表达基因增加,这可能与低糖品种中、后期大量积累蔗糖相关。     

蔗糖脂肪酸酯调节大豆叶片蔗糖酶生物合成机理研究

2mmol/L的SFE能显著地提高大豆蔗糖酶的活力.SDS-PAGE结果表明SFE主要通过增加大豆叶片蔗糖酶的生物合成量来大幅度地提高蔗糖酶的活力.用转录抑制剂AMD(8mg/L)和翻译抑制剂CHI(1.5mg/L)处理大豆叶片,发现它们都能在较短时间内大幅度地降低蔗糖酶的活性.SFE对大豆开花期和结荚期的蔗糖酶生物合成量的增加是通过SFE促进蔗糖酶的转录水平和翻译水平来实现的,转录起主要作用.     

脐橙CsACBPs基因家族在果皮褐变过程中的表达分析

脐橙(Citrus sinensis Osbeck)果皮褐变,不仅影响果实外观,更降低口感风味,削弱商品价值.酰基辅酶A结合蛋白(ACBP)是乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)的跨膜转运载体,帮助乙酰辅酶A在体内完成三羧酸循环,对植物的生长发育起到关键作用.已有文献报道ACBP家族中的基因对植物胁迫有应答,并且在脐橙果皮褐变相关基因的cDNA抑制差减文库中该基因也有明显变化.为了明确柑橘果实褐变过程中该基因的作用,以“奉园72-1”脐橙果实为材料,取不同程度褐变的果皮,并从脐橙果皮褐变相关基因的cDNA抑制差减文库中筛选了与酰基辅酶A结合蛋白(ACBP)基因家族同源的EST序列CsA CBP1/4/5/6进行分析.结果表明:随着柑橘果皮褐变程度的加重,CsA CBP1/4/5/6基因表达上调,说明CsA CBPs基因与脐橙果实褐变密切相关.     

菠萝酸性转化酶基因家族初步生物信息学及表达分析

酸性转化酶（acid invertase, AIN）在菠萝采后蔗糖降解过程中起着重要作用,基于菠萝全基因组数据库,预测菠萝AIN家族基因并进行生物信息学分析,解析其在采后菠萝不同贮藏温度下的表达变化情况,为阐明AIN基因在采后菠萝果实贮藏特性中的作用奠定基础。以水稻AIN家族基因为探针,在菠萝全基因组中鉴定到2个菠萝细胞壁酸性转化酶基因（cell wall acid invertase, CWIN）和2个液泡酸性转化酶基因（vacuolar acid invertase, VIN）,分别命名为AcCWIN1、AcCWIN2、AcVIN1、AcVIN2,设计编码区引物进行测序验证,并进行生物信息学分析。进化分析结果表明,AcCWIN1、AcCWIN2和AcVIN1、AcVIN2蛋白分别归于细胞壁酸性转化酶和液泡酸性转化酶2个进化支上,且均属于糖基水解酶家族GH32,基因结构、保守域和保守基序均一致。荧光定量分析结果表明,菠萝果肉中AcVIN1和AcVIN2在果实采后贮藏过程中表达量升高,且AcVIN1在发生黑心病的部位大量表达,而AcCWIN1和AcCWIN2在采后贮藏过程中表达量逐渐降低,且随着贮藏温度的升高其表达量降低,预示AcVIN1、AcVIN2较AcCWIN1、AcCWIN2在菠萝采后蔗糖降解和黑心病的发生方面发挥着更为重要的作用。     

毛叶枣果实发育过程中糖分的积累规律

研究高朗1号、新世纪、蜜枣和缅甸长果4个毛叶枣品种果实发育过程中可溶性糖分的组成及其变化.结果表明:毛叶枣果实可溶性糖组分主要是蔗糖、葡萄糖和果糖;在果实发育初期,糖含量少,果实中蔗糖积累始于果实膨大中后期,直至成熟期;高朗1号、新世纪果实中果糖与葡萄糖的积累规律较相似,其含量变化不明显;蜜枣和缅甸长果果实中果糖的积累速度明显快于葡萄糖的.     

巴西橡胶树蔗糖磷酸合成酶基因的克隆和表达分析

分析橡胶树EST数据库,得到一个注释为SPS(蔗糖磷酸合成酶)的EST序列重叠群(contig).通过PCR扩增和测序技术获得该基因的全长cDNA和基因组序列,命名为HbSPS1.序列分析显示,HbSPS1基因长度为5 298 bp,包含13个外显子和12个内含子.对应的cDNA编码序列(CDS)为3 156 bp,推测编码1 050个氨基酸,分子量大小为118.1 ku,等电点为6.05.采用荧光定量PCR技术分析该基因的表达模式,结果表明,HbSPS1基因主要在胶乳中表达,在乙烯利和机械伤害处理的胶乳中呈下调表达,在割胶影响下略有上调表达趋势,同时该基因在叶片发育过程中呈上调表达.说明HbSPS1基因可能参与胶乳蔗糖代谢和叶片发育调控.     

不同生长调节剂对无限结荚习性大豆蔗糖积累及转化酶活性的影响

以大豆嫩丰18为试材,研究了叶面喷施2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(DTA-6)和烯效唑(S3307)两种调节剂对大豆叶片、荚皮、籽粒的蔗糖含量及转化酶活性的影响。结果表明:两处理提高了嫩丰18叶片的蔗糖含量,在喷药后35~42 d促进了荚皮蔗糖含量的积累,其中S3307处理调控效果较好,S3307处理和DTA-6处理分别在喷药后42,49 d和42,56 d增加了大豆籽粒内的蔗糖含量,S3307处理在喷药后35~42 d极显著降低了叶片内的转化酶活性,在喷药后49~56 d极显著降低了荚皮中的转化酶活性,两处理在喷药后35~42 d极显著增加了籽粒内的转化酶活性。综合分析表明,两种调节剂均有效地调控了大豆的蔗糖代谢水平,提高了无限结荚习性大豆的产量。