大麦表皮蜡质组分及晶体结构的差异性分析

为了解不同大麦品种(系)表皮蜡质组分及结构的差异,以7个大麦品种(系)开花期的倒二叶、穗下节及穗为材料,利用GC-MS和S-4800场发射扫描电子显微镜测定不同器官表皮蜡质组分,观察其晶体结构。结果表明,大麦不同器官表皮蜡质均是由烷烃、初级醇、醛、脂肪酸、二酮等20种物质组成,不同品种及不同器官表皮蜡质组分种类无明显差异,但组分含量差异显著;同一品种(系),表面有白霜覆盖器官蜡质总量明显高于无白霜覆盖器官。穗下节表皮蜡质及穗部白霜型品种(系)表皮蜡质的二酮含量最高,穗部无白霜品种(系)(QS、FR、SYR01)表皮蜡质以烷烃和初级醇为主,二酮含量显著低于白霜型品种;叶片表皮蜡质则以初级醇为主,含量明显高于其他组分,且品种(系)间差异显著。电镜观察结果表明,参试品种(系)倒二叶近轴面和远轴面表皮蜡质晶体均呈片状结构;穗下节表皮蜡质晶体结构均呈棒状,SYR01穗下节蜡质晶体附着密度远小于其余6个穗下节有白霜覆盖品种(系)。白霜型大麦品种(系)穗部表皮蜡质完全为棒状,非白霜型品种(系)穗部表面仅有少量片状蜡质晶体或无蜡质晶体附着。     

小麦不同器官表皮蜡质的组分及晶体结构分析

为分析小麦不同器官表皮蜡质组分和晶体结构的差异,以表皮蜡质为绿色表型的小麦品种泰山4447和白霜状表型的济麦6097为供试材料,在抽穗期分别提取穗部、叶鞘、穗下茎、旗叶、倒二叶、倒三叶和倒四叶七个不同器官的表皮蜡质,利用气相-质谱联用（GC-MS）和气相色谱（GC-FID）对各器官表皮蜡质组分进行定性和定量分析,使用场发式扫描电子显微镜观察各器官表皮蜡质的晶体结构,并对小麦旗叶进行失水率检测。结果表明,两小麦品种各器官表皮蜡质的成分主要包含初级醇、二酮、烷烃、脂肪醛、脂肪酸、酯等脂肪族化合物。泰山4447和济麦6097的穗下茎、叶鞘和颖壳表皮蜡质中二酮的含量显著高于旗叶、倒二叶、倒三叶和倒四叶,济麦6097的旗叶、穗下茎、叶鞘和颖壳表皮蜡质中二酮的含量显著高于泰山4447各器官。扫描电镜观察表明,两个小麦品种的旗叶近轴面、倒二叶、倒三叶和倒四叶的蜡质晶体为片状结构,旗叶远轴面、穗下茎和叶鞘上的蜡质晶体呈管状结构,泰山4447的颖壳表皮蜡质中管状晶体和片状晶体共存,而济麦6097的颖壳表皮蜡质中晶体结构则完全为管状。泰山4447的旗叶水分非气孔性散失速率高于济麦6097。     

PEG6000胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分及其透性的影响

为了探究干旱胁迫条件下大麦幼苗叶片表皮蜡质组分和含量与品种保水能力的关系,采用PEG6000模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分、含量及叶片表皮透性的影响。结果发现,胁迫6d后,大麦幼苗叶片的表皮蜡质总量和各组分含量均呈极显著增加。气相色谱-质谱联用分析表明,大麦幼苗叶片表皮蜡质的主要组分为醇类、酸类、醛类、酮类、烷烃类、酚类、酯类及一些未知物质,其中含量较多的组分为醇类和酸类,其次为醛类,且这三种蜡质组成成分的增加量也相对较多,说明在大麦幼苗叶片蜡质组分中,醇类、酸类和醛类物质的合成是大麦幼苗叶片表皮蜡质对干旱胁迫响应的关键。表皮蜡质的合成受植物体内水分状况的调控,尤其是蜡质组分中的醛类、酮类、醇类和酯类物质的合成受胁迫影响较大,是构成表皮蜡质应激反应的主要成分。蜡质含量高的品种的失水率相对较低,在逆境胁迫下可以保持相对较高的含水量,但除品种垦啤6号外,其他品种的叶绿素浸出率均增加,这可能是由不完整的表皮或蜡质组分中大量的醇类物质造成的。     

干旱胁迫对大麦叶片表皮蜡质含量及主要生理指标的影响

为了探究大麦对干旱胁迫的反应机制,采用裂区设计研究了干旱胁迫对不同大麦品种灌浆期旗叶和旗叶鞘表皮蜡质含量及主要生理指标的影响。结果表明,与正常水分处理相比,干旱胁迫可促进大麦表皮蜡质的合成;大麦不同品种间蜡质含量差异显著,抗旱品种的蜡质含量显著高于干旱敏感品种。在干旱胁迫下,大麦叶片相对含水量、叶绿素含量及气孔导度显著降低,且抗旱品种降低幅度较干旱敏感品种缓慢;蒸腾速率和胞间CO2浓度显著增加,且抗旱品种的增加幅度低于干旱敏感品种。品种因素对大麦叶片蜡质含量、净光合速率、气孔导度的影响较水分处理的影响大。大麦表皮蜡质含量与水分利用效率呈显著正相关,表明表皮蜡质对提高大麦抗旱性有一定积极意义。     

二穗短柄草表皮蜡质组成分析及蜡质显微结构观察

为了解二穗短柄草各器官表皮蜡质组成及其晶体结构,利用气相色谱(GC)技术对二穗短柄草穗下茎、叶、穗和旗叶鞘的表皮蜡质成分进行了分析,并对其表皮蜡质晶体结构进行扫描电镜观察。结果表明,从二穗短柄草表皮蜡质中鉴定出18种化合物成分,主要为初级醇、烷烃、醛和脂肪酸。其中,初级脂肪醇、脂肪醛和烷烃是其蜡质的主要成分,约占总蜡质含量的96%。不同器官的蜡质成分比较相似,均以初级脂肪醇的含量最高,其次是脂肪醛、烷烃和脂肪酸。不同器官间蜡质总含量有显著差异,其中穗和旗叶的蜡质含量比较高,分别为13.6和9.8μg·cm-2,而倒三叶和旗叶叶鞘最低,分别为4.9和4.7μg·cm-2。蜡质成分碳链长度的分布范围主要为C22~C32,其中以C26分布最多。初级醇中C26醇的含量最高,分别占叶片、穗和叶鞘中醇含量的94.6%、95.7%、91.4%,占穗下茎中醇含量的76.5%。烷烃中以C29烷烃含量最高,大约占60%左右;其次是C31烷烃,含量在叶片蜡质中大约为30%,穗下茎中是34.2%。醛中C26醛含量最高,约占叶片、穗和叶鞘中醛含量的91.5%~94.6%,占穗下茎中醛含量的74.4%。脂肪酸中C20和C22脂肪酸的含量较高,C26和C28脂肪酸的含量比较低。经扫描电镜观察,各器官表面的蜡质晶体结构均为片状。     

反射光谱法估计小麦叶片表皮蜡质含量的初步研究

为了探讨利用冠层反射光谱技术估计小麦叶片表皮蜡质含量的可行性,以小麦高叶片表皮蜡质含量材料2912与低叶片表皮蜡质含量品种普冰201和晋麦47及其杂交构建的F2:3株系为材料,通过氯仿提取称重法测定了小麦抽穗期的旗叶表皮蜡质含量,并采用FieldSpec 3测定了冠层反射光谱,分析小麦冠层反射光谱与叶片表皮蜡质含量之间的关系。结果表明,三个亲本以及株系间蜡质含量差异显著。高蜡质材料的可见光波段反射率整体高于低蜡质材料,短波长波段光谱反射率与叶片表皮蜡质含量相关性较高。以550和675nm波长的反射光谱为基础的单波/差值指数[R550/(R550-R675)]能较好地反映小麦叶片蜡质含量,两F2:3群体拟合模型的r2值分别为0.761和0.679,回归方程分别为y=0.07x-0.575和y=0.088x-1.481。     

小麦叶片表皮蜡质成分及含量分析

为了解小麦叶片表皮蜡质晶体结构及成分,以具有白霜状表型的小麦品系310为材料,在抽穗期选取小麦倒二叶,用扫描电镜观察叶片蜡质晶体结构,并采用气相色谱/质谱(GC-MS)分析其蜡质组分,以峰面积为指标,定量计算各蜡质组分的含量。结果表明,小麦叶片上表皮的蜡质晶体呈现致密的片状结构,下表皮呈现管状结构。抽穗期叶片的蜡质总含量为9.204±0.650μg·cm-2。其中,脂肪醇含量最高,为3.690±0.485μg·cm-2,占蜡质总量的40.37%;烷烃次之,含量为3.040±0.678μg·cm-2,占蜡质总量的32.88%;醛、酸、二酮分别为0.524±0.032μg·cm-2、0.469±0.040μg·cm-2、0.951±0.064μg·cm-2,分别占蜡质总量的5.65%、5.18%和7.12%;未鉴定出的成分为0.815±0.140μg·cm-2,占蜡质总量的8.79%。在叶片表皮蜡质总化合物中,C28醇分布最多,占化合物总量的32.16%;其次为C29烷烃,占化合物总量的18.72%。     

不同小麦品种(系)穗部表皮蜡质的成分及含量分析

为了比较分析不同小麦基因型穗部蜡质成分及其含量的差异,以17个小麦品种(系)为材料,利用GC-MS和GC-FID对其穗部蜡质的成分和含量进行定性和定量分析。结果表明,从小麦穗部蜡质中共分离鉴定出24种化合物,其中主要为二酮,其次为烷烃、脂肪醇,还有少量的脂肪酸和醛。不同小麦品种(系)穗部蜡质在成分上并无明显差别,但蜡质总量和各组分含量差异明显。16个表皮具有白霜状的小麦品种(系)穗部表皮蜡质总量远高于无白霜小麦品种(中国春),白霜状小麦品种(系)穗部蜡质中二酮约占81.03%,而中国春穗部蜡质中二酮和烷烃的比例相当,分别占总蜡质的38.36%和38.14%;β-二酮在所有小麦品种(系)的穗部蜡质中都存在,但β-二酮衍生物羟基β-二酮仅存在于有白霜的小麦品种(系)表皮蜡质中。     

玉米叶片表皮蜡质相关性状的全基因组关联分析

为发掘玉米叶片表皮蜡质合成与调控相关基因,以218份由温带、亚热带和热带自交系组成的关联群体为材料,在原阳对其3个生物学重复叶片表皮挂水能力进行调查,利用1.25 M覆盖玉米全基因组的SNPs进行Q、K和Q+K这3种模型下的全基因组关联分析。结果表明,Q模型较K模型和Q+K模型能更好地评价叶片表皮的挂水能力。Q模型下,共检测到88个覆盖玉米9条染色体的显著SNPs（P ≤ 2.04E-6）,88个SNPs分布于47个QTLs内,单个QTL可解释13.6%~45.6%的叶片挂水能力表型变异,47个QTL内共有97个候选基因,其中,77个具有功能注释。位于第2染色体上的转录因子NAC77（GRMZM2G018436）和第3条染色体上的亚油酸酯氧合酶（GRMZM2G156861）编码基因,是叶片表皮蜡质性状的重要候选基因。     

节节麦不同生育期叶片蜡质组成和超微形态的变化

为了解节节麦(Aegilops tauschii Coss.)不同生育期叶片表皮蜡质组成及晶体形态的变化,对节节麦叶片蜡质进行提取,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID)对蜡质进行了定性和定量分析,并采用扫描电镜(SEM)对叶片表面蜡质晶体形态进行了观察。结果表明,节节麦叶表皮蜡质经GC-MS分析,共鉴定出化合物21种,主要以初级醇为主(苗期、抽穗期和灌浆期相对含量分别为85%、84%和70%),并含有少量的烷烃、醛、酮和脂肪酸;随着节节麦的生长发育,蜡质总量不断积累,烷烃含量极显著地升高,其中以C29烷烃的增加最明显,而初级醇含量显著降低,其中C26醇的相对含量降低最明显(苗期、抽穗期和灌浆期相对含量分别为80%、76%和63%),其他各类化合物组分变化不大。经扫描电镜观察,节节麦叶片近轴和远轴面的蜡质晶体形态无明显差别,苗期均为片状,抽穗期大部分仍以片状形态存在,并且蜡质晶体的密集程度比苗期稀疏,灌浆期蜡质晶体的密集程度变得更加稀疏。这些变化可能与抽穗期、灌浆期烷烃含量的增加和初级醇含量的减少有关。     

大麦籽粒功能成分含量的遗传效应分析

为挖掘控制大麦籽粒功能成分的基因,选育高功能成分含量的大麦品系,以S500和宽颖大麦及其杂种后代BC3F1、BC3 F2为材料,应用分离世代联合分析主基因和多基因混合遗传的统计方法,研究了大麦籽粒总黄酮、γ-氨基丁酸、生物碱及抗性淀粉含量的遗传效应.结果表明,大麦籽粒的总黄酮含量受两对加性-显性-上位性主基因和加性-显性多基因控制遗传(E-1模型),主基因遗传率为47.95％;生物碱含量受加性-显性-上位性主基因遗传(B-1模型),主基因遗传率为67.36％;γ-氨基丁酸和抗性淀粉含量均受两对加性-显性-上位性主基因和加性-显性-上位性多基因控制遗传(E-0模型),主基因遗传率分别为56.49％和80.13％.控制大麦籽粒四种功能成分含量的主基因以显性效应为主,且遗传贡献较大,因此在育种中应充分利用主基因效应进行有效选育.     

基于主成分和聚类分析的冬瓜酒品质评价

本研究对11个酵母菌种酿造的冬瓜酒的理化性质、营养物质和抗氧化能力等16项指标进行测定,采用主成分分析与聚类分析对冬瓜酒品质进行评价。主成分分析结果显示：依据主成分解释总变量和碎石图提取的5个主成分,能反映原变量89.188%的信息,·OH清除率、O₂ ^-·清除率、浊度、澄清度、色调、可溶性糖含量、还原糖含量、酒精度和可溶性固形物含量为评价冬瓜酒品质的主要指标。经综合评价,11个酵母菌种发酵的冬瓜酒品质综合得分较高的是BV818酵母、F45酵母。聚类分析将11个酵母菌种聚为3类,结果与主成分得分结果相一致。本研究可为冬瓜酒加工专用菌种遴选、冬瓜加工应用提供理论依据