盐碱胁迫对宁夏水稻籽粒淀粉合成关键酶活性的影响

以宁夏优质耐盐碱水稻品种（系）为材料,研究水稻籽粒灌浆期淀粉合成关键酶活性在不同盐碱梯度的变化趋势。试验设3个不同盐碱梯度土壤和1个正常土壤对照,测定5个水稻品种籽粒中ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶的变化。结果表明,供试的5个水稻品种（系）籽粒中的两种酶活性均呈单峰曲线变化;随着盐碱胁迫增加,两种酶活性受盐碱胁迫的影响,抑制作用明显。不同水稻品种籽粒中酶活性对盐碱胁迫的反应不同,随着盐碱胁迫增加,两种酶活性变化缓慢;在重度盐碱胁迫下,与对照相比较酶活性峰值出现的时间推迟并且数值较低。     

水分胁迫对糜子物质生产及光合特性的影响

【目的】研究水分胁迫对糜子物质生产及光合特性的影响,为糜子抗旱节水栽培和水分高效利用提供理论依据。【方法】以榆糜2号为材料,采用盆栽试验,以充足供水(占田间最大持水量的65%~70%)为对照,分别在糜子全生育期及拔节前、后进行中度(占田间最大持水量的35%~40%)、重度(占田间最大持水量的15%~20%)水分胁迫,分别于播种后不同时期采样测定干物质、顶三叶叶面积、旗叶光合参数,并在成熟期测定穗部性状和籽粒产量。【结果】(1)与对照相比,全生育期重度及拔节后中度和重度水分胁迫显著降低了糜子成熟期地上部干物质积累量。拔节前水分胁迫增加干物质向叶片和茎的分配,减少向根的分配,但拔节后水分胁迫却减少干物质向穗、叶的分配,增加向根的分配。(2)全生育期和拔节后重度水分胁迫显著降低了糜子穗粒质量,拔节前中度水分胁迫显著增加了穗粒数,其他处理对糜子穗粒质量、穗粒数和千粒质量无显著影响。(3)水分胁迫降低了糜子顶三叶叶面积及旗叶净光合速率,且随着胁迫程度的加剧,降低幅度增大,但恢复供水后,糜子顶三叶叶面积会受激发而继续增大,其净光合速率会逐渐恢复正常。【结论】全生育期和拔节后重度水分胁迫会降低糜子产量、叶面积、地上部干物质积累量和旗叶净光合速率,而拔节前水分亏缺对糜子干物质积累及产量的影响可以通过拔节后恢复水分供应得以补偿。     

水分胁迫对水稻籽粒灌浆及淀粉合成有关酶活性的影响

 【目的】探索不同水稻抗旱品种在水分胁迫条件下籽粒灌浆特性及有关淀粉酶活性的变化规律。【方法】选用抗旱性不同的3个杂交水稻品种,分别在正常供水和水分胁迫条件下,研究水稻茎鞘物质运转、籽粒灌浆和淀粉合成有关酶活性。【结果】水分胁迫下,抽穗期和成熟期茎鞘干物重以及抽穗后茎鞘物质输出量、输出率、转化率均下降;籽粒生长潜势、最大灌浆速率和平均灌浆速率降低,籽粒生长活跃期缩短,各品种达最大灌浆速率的时间提前;籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶（SSS）、Q酶和ADPG焦磷酸化酶3种酶活性都不同程度的被抑制。各性状抗旱性强的品种均比抗旱性弱的品种减少的幅度小。抽穗期茎鞘干物重、抽穗后茎鞘干物质输出量、输出率和转化率均与籽粒产量呈显著或极显著正相关。【结论】在水分胁迫下抗旱性强的品种具有较高的茎鞘物质输出率和转化率、籽粒灌浆速率及淀粉合成有关酶活性,是产量降低较少的生理基础。     

水稻籽粒淀粉合成关键酶活性与昧度及RVA谱特性相关分析

选用稻米蒸煮食味品质有显著差异的4个粳稻品种，对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性与味度值和RVA谱特性关系进行了研究。结果表明，灌浆同一时期的ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶等3种酶活性大小，不同品种间有极显著的遗传差异；与劣质品种相比，优质品种灌浆前期3种酶活性低．但灌浆中、后期比劣质品种保持更高水平的酶活性；ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶的活性与味度值和RVA谱特性间的相关性质和程度因灌浆时期不同，而发生变化；在整个灌浆过程中，可溶性淀粉合成酶活性与味度值间的相关均不显著，但灌浆前期和中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶的活性与味度值间相关，均达到显著或极显著水平，选择灌浆前期酶活性低或灌浆后期酶活性高的材料，将有利于提高稻米蒸煮食味品质。     

不同覆盖栽培糜子籽粒灌浆期淀粉酶活性变化

为研究糜子开花后籽粒灌浆期间淀粉合成相关酶活性的变化及淀粉积累特征,并分析两者之间的关系;探寻糜子在干旱地区的最佳覆盖栽培模式。以粳性糜子品种榆糜2号为材料,采用秸秆覆盖、起垄覆膜、双沟覆膜和全膜覆盖处理,并以露地栽培为对照,测定籽粒灌浆期间淀粉合成相关酶活性的变化及淀粉积累动态。结果表明,覆盖栽培糜子籽粒灌浆前、中期ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、水溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合性淀粉合成酶(GBSS)及淀粉分支酶(Q酶)活性均显著高于露地栽培(P0.05),且籽粒淀粉积累速率较快,最终淀粉含量高于露地栽培,其中全膜覆盖效果最佳,其籽粒中支链淀粉积累量的增加率达16.62%(P0.05),直链淀粉增加率9.08%,千粒质量增加率6.16%(P0.05)。但覆盖栽培没有改变AGPP、SSS、GBSS和Q酶活性的变化趋势(单峰曲线),没有影响酶活性峰值出现时间,AGPP和GBSS峰值出现在花后20d左右,SSS和Q酶峰值出现在花后15d左右。相关分析表明,糜子籽粒支链淀粉与SSS和Q酶活性呈极显著正相关,与AGPP酶活性呈显著正相关;直链淀粉与GBSS和AGPP酶活性呈显著或极显著正相关;总淀粉积累速率与AGPP、GBSS、SSS和Q酶活性呈显著或极显著正相关。     

糜子籽粒形成过程中蛋白质、淀粉积累与相关合成酶特性

为探究糜子灌浆过程中籽粒蛋白质及淀粉积累规律,选用糯性和粳性糜子品种各2个,分别为‘龙黍21号’、‘晋黍5号’和‘榆糜2号’、‘陇糜8号’,分析淀粉合成相关酶活性的动态特性。结果表明:糜子开花后,粳糯品种籽粒脂肪含量先增加后减少,而粗蛋白含量不断减少,其中谷蛋白含量最高。各氨基酸中,谷氨酸、脯氨酸和亮氨酸含量最高。淀粉含量变化呈S型增加,积累速率先增加后减小。4种淀粉合成相关酶(ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合性淀粉合成酶(GBSS)以及淀粉分支酶(Q酶))活性显示出单峰曲线变化。粳性品种中SSS酶主要调控直链、支链及总淀粉积累,Q酶主要调控总淀粉和直链淀粉,AGPP酶参与直链淀粉的积累;而糯性品种直链、支链及总淀粉积累主要受到SSS和Q酶的调控。     

水分胁迫对三叶青叶绿体超微结构及黄酮合成关键酶的影响

  目的  探究水分胁迫对三叶青Tetrastigma hemsleyanum叶绿体超微结构及黄酮合成关键酶活性的影响,有利于提升三叶青的品质。  方法  以2年生三叶青实生苗为材料,通过控水盆栽试验(设置水涝、干旱和对照),分析水分胁迫对三叶青叶绿体超微结构、块根总黄酮质量分数以及黄酮合成途径中的3个关键酶[苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)和查尔酮异构酶(CHI)]活性的影响。  结果  干旱和水涝均引起三叶青叶片叶绿体数量减少,叶绿体质体小球的数量增多、体积变大、颜色变浅,叶绿体基粒片层结构不再整齐紧密;干旱时,三叶青总黄酮质量分数在胁迫12 d达到峰值,水涝时则在胁迫16 d达到峰值,而PAL、CHS和CHI等3个关键酶则在黄酮质量分数达到峰值前期或者是同期表现出较高的活性;随着胁迫时间的延长,黄酮质量分数和关键酶活性都有不同程度的下降,黄酮质量分数与PAL、CHS、CHI活性均显著相关(P＜0.05)。  结论  适度的水分胁迫可提高三叶青块根中黄酮类化合物的质量分数以及相关酶的活性。图7表1参36     

淀粉合成相关酶活性变化及其与籽粒灌浆和稻米品质的关系

以弯穗型水稻品种辽138、北方大穗型新株形水稻辽263和杂交稻9158为材料,研究灌浆勰间强弱势粒的灌浆动态、ADP葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和Q酶的活性变化及其与籽粒灌浆及与稻米品质之间的关系。结果表明：三种酶的活性达到峰值的时间不同,活性也不同：在各品种强势粒间,酶的活性差异不明显,而在弱势粒间则差异显著：三种酶的活性与籽粒最大灌浆速率和籽粒平均褪浆速率均呈极显著正相关。在整个籽粒发育期间,酶活性对整米率影响最大,其次是胶稠度和直链淀粉,对糙米率和精米率影响最小,没有达到显著相关水平。     

水稻籽粒淀粉合成关键酶活性与味度及RVA谱特性相关分析

选用稻米蒸煮食味品质有显著差异的4个粳稻品种,对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性与味度值和RVA谱特性关系进行了研究.结果表明,灌浆同一时期的ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶等3种酶活性大小,不同品种间有极显著的遗传差异;与劣质品种相比,优质品种灌浆前期3种酶活性低,但灌浆中、后期比劣质品种保持更高水平的酶活性;ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶的活性与味度值和RVA谱特性间的相关性质和程度因灌浆时期不同,而发生变化;在整个灌浆过程中,可溶性淀粉合成酶活性与味度值间的相关均不显著,但灌浆前期和中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶的活性与味度值间相关,均达到显著或极显著水平,选择灌浆前期酶活性低或灌浆后期酶活性高的材料,将有利于提高稻米蒸煮食味品质.     

小麦淀粉合成关键酶与淀粉主要理化特性研究进展

综述了小麦子粒淀粉合成、关键酶的作用以及淀粉的主要理化特性,简要分析了小麦淀粉特性与品质的关系,并对该研究方向的发展作了进一步展望.     

糜子叶片防御酶系及抗氧化物质对黑穗病菌胁迫的响应

【目的】黑穗病是威胁糜子产量的重要病害,防治黑穗病最有效的方法是种植抗病品种。本研究测定黑穗病菌胁迫对糜子叶片防御酶系活性及抗氧化物质含量的影响,筛选鉴定糜子黑穗病抗性的生理生化指标,为选育抗黑穗病的糜子品种提供理论支撑。【方法】以不同糜子资源为材料,田间种植条件下采用种子饱和接种法接种黑穗病菌,2012—2013年进行糜子黑穗病抗性鉴定,筛选不同抗性的糜子品种。2014年研究不同抗性糜子苗期(SS)、拔节期(ES)、抽穗期(HS)、灌浆期(FS)叶片防御酶系及抗氧化物质对黑穗病菌胁迫的响应,防御酶系测定苯丙氨酸解氨酶(PAL)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性,抗氧化物质测定抗坏血酸(As A)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量。【结果】经连续两年糜子黑穗病抗性鉴定,黑虼蚤(R1)、驴驼川(R2)和小麦糜子(R3)平均发病率分别为0、0和0.73%,为抗病品种;黄硬黍(S1)、宁04-262(S2)和Ym0965(S3)平均发病率分别为19.71%、19.86%和32.28%,为感病品种。接种糜子黑穗病菌后,感病品种糜子叶片PAL活性变化幅度大于抗病品种,表现在拔节期PAL活性为3 610.8 U·g~(-1) FW,显著高于抗病品种的2 520.7 U·g~(-1) FW,而灌浆期为2 425.0 U·g~(-1) FW,显著低于抗病品种的2946.0 U·g~(-1) FW。抗、感品种糜子叶片APX活性均呈先降低后升高的变化趋势,拔节期显著最低;感病品种糜子叶片APX活性在抽穗期和灌浆期(分别为461.1 U·g~(-1) FW和516.7U·g~(-1)FW)显著高于抗病品种(分别为361.5 U·g~(-1)FW和428.2 U·g~(-1)FW)。2类品种叶片GR活性变化呈先升高后降低趋势,抽穗期GR活性显著高于其他3个时期;且抽穗期感病品种叶片GR活性显著高于抗病品种,其中感病和抗病品种糜子叶片平均GR活性分别为271.9和167.4 U·g~(-1)FW。糜子受黑穗病菌胁迫后,6个品种叶片As A含量在147.7—344.8μg·g~(-1)FW范围内波动,无明显规律,且抗、感品种间无显著差异。抗病品种糜子叶片GSH含量从苗期到抽穗期显著降低后到灌浆期又显著升高,而感病品种糜子叶片GSH含量从苗期到抽穗期显著降低后到灌浆期并无显著变化,并且灌浆期抗病品种叶片GSH含量为984.7μg·g~(-1)FW,显著高于感病品种的676.0μg·g~(-1)FW。【结论】不同糜子品种对黑穗病的抗性不同,黑穗病菌胁迫可引起糜子叶片防御酶活性及抗氧化物质含量变化,拔节期和灌浆期PAL活性、抽穗期和灌浆期APX活性、抽穗期GR活性、灌浆期GSH含量在抗病品种和感病品种间存在显著差异,可作为鉴定糜子对黑穗病抗性的生理生化指标。     

不同施氮时期对淀粉积累及淀粉合成相关酶类活性变化的研究

选用2个不同直链淀粉含量的杂交水稻组合,采用不同施氮期处理,对水稻开花后籽粒灌浆、淀粉积累、淀粉合成关键酶类活性及其之间的关系进行研究.结果表明,侧重后期施氮可以促进籽粒灌浆、增加粒重,同时还可适当提高稻米支链淀粉含量.不同施氮期处理条件下,与淀粉合成相关的3个关键酶的活性峰值出现的时间基本上未明显变化,但是酶活性大小及峰值高低有所不同,其中淀粉合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性差异较大,而分支酶活性变化较小.侧重前期施氮有利于提高淀粉合成酶活性,而侧重后期施氮则可提高ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性.籽粒灌浆期淀粉合成酶平均活性及灌浆中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性与籽粒灌浆速率及直链淀粉、支链淀粉积累速率呈显著或极显著正相关.ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性对直、支链淀粉含量变化均有同等重要的作用.侧重后期施氮处理有利于提高直、支链淀粉积累速率.     

不同施氮时期对水稻淀粉积累及淀粉合成 相关酶类活性变化的研究

 选用2个不同直链淀粉含量的杂交水稻组合，采用不同施氮期处理，对水稻开花后籽粒灌浆、淀粉积累、淀粉合成关键酶类活性及其之间的关系进行研究。结果表明，侧重后期施氮可以促进籽粒灌浆、增加粒重，同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。不同施氮期处理条件下，与淀粉合成相关的3个关键酶的活性峰值出现的时间基本上未明显变化，但是酶活性大小及峰值高低有所不同，其中淀粉合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性差异较大，而分支酶活性变化较小。侧重前期施氮有利于提高淀粉合成酶活性，而侧重后期施氮则可提高ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性。籽粒灌浆期淀粉合成酶平均活性及灌浆中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性与籽粒灌浆速率及直链淀粉、支链淀粉积累速率呈显著或极显著正相关。ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性对直、支链淀粉含量变化均有同等重要的作用。侧重后期施氮处理有利于提高直、支链淀粉积累速率。     

干旱胁迫下烯效唑对糜子幼苗光合荧光特性的调控效应

为探究烯效唑(S3307)对干旱胁迫下糜子幼苗光合荧光特性的调控效应,本研究以榆糜3号为材料,采用水培试验,通过20%PEG模拟干旱条件,设置4个处理,即喷施清水+0%PEG(CK1)、喷施烯效唑+0%PEG(CK2)、喷施清水+20%PEG(T1)、喷施烯效唑+20%PEG(T2),研究烯效唑对干旱胁迫下糜子幼苗的农艺性状、干物质分配和叶片光合荧光参数的影响。结果表明：与CK1相比,干旱胁迫后(T1)显著降低了糜子幼苗的株高和叶面积,叶干重占比也不断下降,同时降低了糜子幼苗叶绿素荧光光合参数;与T1相比,干旱胁迫后喷施烯效唑(T2)增加了糜子幼苗株高、叶面积、总根长、根总表面积、根体积,分别升高了26.7%、86.29%、54.69%、56.50%、13.33%,同时提高了茎、叶干重的占比;提高糜子幼苗叶片叶绿素含量,第6天增长到25.97%,Fv/Fm、ФPSⅡ分别增加了65.00%、74.72%。因此,干旱条件下喷施烯效唑有利于提高糜子根系形态特征,改善糜子幼苗叶片的光合荧光特性,从而增强糜子植株的抗旱能力。     

玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析

【目的】分析玉米籽粒发育过程中灌浆速率、蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化,了解玉米籽粒淀粉积累的控制机理。【方法】以高淀粉玉米（费玉3号）和普通玉米（豫玉22）为材料,进行大田试验,采用比色法测定蔗糖含量,采用双波长法测定淀粉及其组分含量的变化动态,参照Douglas等的方法测定蔗糖合成酶（SS）活性,参照Nakamura等的方法测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和去分支酶（DBE）的活性。【结果】灌浆速率、蔗糖含量、淀粉积累速率及SS、GBSS、SBE活性的高低均存在明显的基因型差异,授粉后10 d后,费玉3号上述指标均高于豫玉22。相关性分析表明,灌浆中后期SS活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率均呈（极）显著正相关;ADPGPPase、DBE活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率的相关性未达到显著水平;GBSS活性与直链淀粉积累速率呈极显著正相关,与籽粒灌浆速率相关性不显著;SBE活性与支链淀粉积累速率和籽粒灌浆速率呈极显著正相关。【结论】ADPGPPase和DBE不是影响玉米籽粒中淀粉积累的关键酶;SS是淀粉积累的限速因子;GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用;SBE对支链淀粉积累起关键作用。     

黍稷种质资源粒色分类及其特性表现

黍稷种质资源的粒色是黍稷的主要农艺性状。粒色分类表明,黄粒种质比例最高,白粒种质次之。特性鉴定表明,白粒种质的优势最大,黄粒种质次之,说明白粒种质进化程度最高;但黄粒种质适应性和生育期又比白粒种质优势大,以至造成在分类中黄粒种质比例大于白粒种质的结果。红粒、褐粒、复色粒和灰粒种质也各自有自身的特色,在黍稷生产中发挥着不同的作用。     

花后干旱和渍水下氮素供应对小麦籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响

 防雨池栽条件下，设置渍水、干旱和对照3个水分处理，每个水分处理下再设置2个施氮水平，研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦（Triticum aestivum L.）品种籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响。研究结果表明，与对照相比，花后干旱和渍水均降低旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）和谷丙转氨酶（GPT）活性，但水分逆境下增施氮肥可以提高旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）、GS和GPT活性。灌浆期籽粒-蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、GS和GPT活性均呈下降趋势，水分逆境下小麦籽粒SS和GS活性降低，干旱提高GPT活性，而渍水使其降低。土壤水分适宜或亏缺条件下增施氮肥可以提高籽粒SS活性，而渍水下增施氮肥降低SS活性。干旱和渍水下增施氮肥可以提高籽粒SSS、GBSS、GS和GPT活性。干旱处理提高直链淀粉积累速率和蛋白质含量，而渍水使其降低。土壤干旱和渍水下增施氮肥降低直链淀粉和支链淀粉积累速率，提高了蛋白质含量，且适宜水分或亏缺条件下增施氮肥可以提高蛋白质积累量，而渍水下增施氮肥不利于蛋白质积累。     

不同耕作方式对糜子产量及水分利用效率的影响

[目的]研究不同耕作方式对糜子干物质积累量、土壤含水量、水分利用效率以及产量的影响。[方法]采用深耕、传统耕作、免耕、旋耕4种耕作方式,以晋黍9号为材料,分析不同耕作方式的糜子干物质积累量、土壤含水量、水分利用效率以及产量。[结果]深耕、免耕、旋耕这3种耕作措施的干物质积累速度和积累量要明显高于传统耕作,且深耕最为明显;深耕在0~100 cm处的土壤含水量高于其它耕作方式,且土壤贮水量最大,水分利用效率排序依次为深耕旋耕免耕传统耕作;穗粒重、千粒重和产量都以深耕处理的最大,传统耕作方式的最小。研究表明在四种耕作方式中,深耕有利于糜子产量和水分利用效率的提高。[结论]在干旱、半干旱的糜子主产区,深耕是最有利于糜子生长的耕作方式。     

亚种间杂交稻籽粒灌浆特性及其生理的研究

以具代表性的两亚种间杂交稻组合为材料,研究了其籽粒灌浆特征及其一些生理机制,结果表明：亚杂组合强、弱势粒的灌浆特征为明显的异步灌浆型。强势粒开始灌浆和达到最大灌浆速率的时间早,弱势粒在开花后相当长时间内生长处于停滞状态,待强势粒生长速率下降到十分微弱时才开始灌浆。弱势粒的起始生长势、灌浆速率和生长终值量等均小于强势粒;强势粒和籽粒充实度好的亚杂组合,籽粒中的淀粉和蛋白质含量多,可溶性糖的含量少,弱势粒和充实度差的组合,结果则相反;灌浆初期籽粒中的ATP含量和ADPG焦磷酸化酶活性,强势粒大于弱势粒,籽粒充实度好的组合大于籽粒充实度差的组合。对亚杂组合籽粒充实不良问题的原因进行了讨论。