甜玉米种子萌发过程中糖类物质转化动态变化分析

糖类是种子萌发所需的主要物质和能量,种子贮藏物质的转化和利用提供了种子萌发过程中所需要的主要碳源和养料.本研究主要分析了不同种质甜玉米Q 267和T26种子萌发过程中糖类贮藏物质代谢变化.结果表明:在种子萌发期间,种子贮藏物质消耗率和利用率均逐渐增加,不同种质甜玉米发芽速率和贮藏物质利用率具有一定差异;种子贮藏物中可溶性糖、蔗糖和果糖含量呈先升高再降低,种子萌发后,淀粉被水解,葡萄糖含量逐渐降低.淀粉酶酶活性和蔗糖合成酶活性则逐渐增强,从生物系统学角度,为甜玉米在生产上的应用提供理论依据.     

基于GC-MS技术对盐胁迫小麦小分子代谢物的研究

采用GC-MS技术对不同浓度盐胁迫处理的小麦(辽春17号)叶片进行分析,探究其代谢物的差异。结果表明,浓度为200、250 mmol·L~(-1)和300 mmol·L~(-1)的盐胁迫处理组与对照组的小分子代谢物呈现差异性,表现为显著差异的代谢物16个,包括氨基酸类代谢物7个、糖类代谢物3个、有机酸类代谢物5个、其他物质1个;极显著差异的代谢物7个,包括糖类代谢物2个、有机酸类代谢物4个、其他物质1个。发现了相关代谢通路11条,影响最大的为甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢通路,影响因子为0.53。     

Ca2+胁迫下越南槐种子萌发响应的比较代谢组学研究

本试验利用非靶向代谢组学的方法,研究了Ca²⁺胁迫下萌发的越南槐种子代谢谱的变化。结果表明,在不同浓度的Ca²⁺胁迫下,越南槐种子萌发过程中采取不同的代谢策略应对胁迫。CaCl₂溶液在0、50 mmol/L下萌发种子有36种差异表达代谢物,0、100 mmol/L下萌发种子有14种差异表达代谢物,50、100 mmol/L下萌发种子有24种差异表达代谢物。这些代谢产物主要参与异黄酮和类黄酮代谢、脂质代谢和有机酸代谢。     

优质稻‘黄华占’籽粒发育过程中代谢物差异分析

为探究代谢物质、尤其是营养物质在优质稻籽粒发育过程中的数量、种类及丰度变化。本研究以中国南方稻区推广面积最大的优质常规籼稻品种‘黄华占’为材料,选取花后8 d (乳熟期),15 d (蜡熟期)和30 d(完熟期)的籽粒和精米,进行广泛靶向代谢组分析。在籽粒发育过程中,大分子代谢物质淀粉和直链淀粉的含量呈上升趋势,而可溶性蛋白变化则相反;在小分子代谢物方面,本研究鉴定获得23类622个代谢物,在花后8和15 d的籽粒中发现281个差异的代谢物,其中脂质是上升数量最多的物质。在花后15和30 d籽粒的差异物质最少,仅有61个,主要是黄酮物质且其丰度显著下降;在花后30 d籽粒和精米中,发现387个显著差异的代谢物,主要是氨基酸、有机酸和核苷酸及衍生物并发现135个代谢物完全流失。总之,在乳熟期和腊熟期代谢最为活跃,无论是淀粉和蛋白质,还是氨基酸、脂质、黄酮、维生素和萜类等小分子,均在此时期合成和积累。而在完熟期,仅黄酮的丰度显著下降。成熟籽粒至精米过程中,人为因素导致94%差异代谢物显著下降,甚至完全流失。本研究为在代谢物水平探究水稻营养品质形成机理提供理论依据,并为实际生产过程中,水稻收...     

γ-氨基丁酸对甘草种子萌发及呼吸代谢的影响

以甘草种子为材料，测定不同浓度的γ-氨基丁酸(GABA)处理及GABA抑制剂处理后甘草种子的动态质量、吸胀速率、发芽率、发芽指数、呼吸速率、活力指数以及呼吸代谢物有机酸和氨基酸的含量，探究GABA对甘草种子萌发及呼吸代谢的影响。结果表明，外源GABA处理在一定程度上能够提高甘草种子的萌发指数、活力指数、质量和呼吸速率，其中，2 mmol/L GABA处理的种子活力指数和萌发指数较高，分别是对照组的1.45倍和1.38倍(p<0.05),处理48 h时质量为对照的1.05倍；一定浓度外源GABA处理可以提高种子内部GABA、琥珀酸等呼吸相关代谢物的含量；一定浓度GABA抑制剂处理能够降低甘草种子的呼吸速率和增加种子质量，48 h时的呼吸速率为对照组的92.86%,抑制剂同时可以降低延胡索酸和琥珀酸的含量。研究表明，一定浓度的GABA处理有利于甘草种子萌发，能够提高种子内源GABA以及其他呼吸代谢物的含量，促进三羧酸循环。     

基于代谢组学解析‘翠碧一号’烟叶烘烤过程中多酚类代谢物动态变化

为了解析烟叶烘烤过程中影响烟叶调制特性和香气品质的多酚类代谢物的动态变化,以‘翠碧一号’上部叶为材料,采集烘烤过程中5个关键节点15份样品,采用超高液相色谱串联质谱检测分析代谢物,通过K均值进行差异代谢物聚类,利用KEGG数据库进行注释和代谢通路分析。从15份样品中共鉴定出1069种代谢物,主要为黄酮类、酚酸类,脂质、生物碱、氨基酸等物质,其中多酚类为374种,达总数的34.99%。差异代谢物及其K均值聚类分析显示多酚类代谢物含量变化主要发生在变黄期至定色初期,代谢物富集在酪氨酸代谢,苯丙氨酸代谢、苯丙烷类和类黄酮生物合成通路中,差异代谢物在烟叶风味和品质相关的氢醌、绿原酸、山奈酚和芥子酸等物质的生物合成途径中显著富集。基于代谢组学解析了烟叶烘烤过程中的多酚类代谢物变化规律,为揭示烟草品质形成的物质基础和调控棕色化反应奠定基础。     

不同发芽时期桃仁形态结构及氨基酸含量变化

以桃仁为试验材料,选择合适的温度条件进行种子发芽,对发芽前后的桃仁进行形态结构观察,并测定种子内含物中的氨基酸含量。结果表明,在25℃下,桃种子发芽率最高,为76.6%,从浸种到种子吸胀、萌动、发芽3个阶段的天数分别为4,11,18d。桃仁由内种皮、胚、子叶三部分组成,子叶中含量较多淀粉粒和蛋白体,种子吸胀过程中体内开始发生变化,胚芽形成、胚根生长、淀粉粒和蛋白体被水解。从氨基酸含量来看,精氨酸含量最高,为0.10%~1.46%,其次为谷氨酸含量,为0.06%~0.74%,蛋氨酸,甘氨酸、苏氨酸、酪氨酸、胱氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸等7种氨基酸含量较低,为0.01%~0.05%;氨基酸含量和种类随着种子的萌发进程不断增加。     

海南油茶与普通油茶成熟籽粒代谢组学分析

海南油茶具有独特的地理小种、光热充沛的生长环境和热炒压榨的传统工艺,榨取的油茶油品质极其优良,但其品质优良的生物学本质尚不清楚。本研究以海南油茶与普通油茶的成熟籽粒为材料,进行广泛靶向代谢组分析。通过鉴定共获得23类638个代谢物。在两个物种成熟籽粒中共发现173个差异显著的代谢物,其中的83个富集在海南油茶籽粒中,另外的90个则在普通油茶籽粒中富集。在营养类代谢物方面,海南油茶成熟籽粒含有更加丰富的代谢物质和种类,其黄酮、氨基酸及衍生物、黄酮醇、黄酮类、吲哚及衍生物、多酚、萜类和糖类等显著差异的营养类代谢物质种类在籽粒中的含量更多。在普通油茶籽粒中,有机酸及衍生物、脂质、核苷酸及衍生物、生物碱、维生素及衍生物、醇类和原花青素等代谢物质种类含量更多。综合研究结果发现在两个物种的成熟籽粒中都有物种特有的代谢物,其中海南油茶含有9类15个特有的代谢物,黄酮、黄酮醇、黄酮类和黄烷酮物质占53.33%;而普通油茶含有8类16个特有的代谢物,其中有机酸及衍生物和黄酮醇占43.75%。本研究揭示了物种间显著差异的代谢物和物种特异性代谢物,阐明了海南油茶品质优良的物质基础,为制定各类生产标准和申请地...     

转录组和代谢组联合分析低温胁迫对天麻生长发育的影响

为探究不同温度对天麻生长影响的生理分子机理,本研究通过转录组和代谢组联合分析不同温度对天麻基因表达和代谢产物含量的影响,阐明其对天麻生长发育的调控。本研究以13℃母麻(NS)、23℃母麻(TB)和23℃箭麻(SS)为实验材料。转录组分析获得126 787个Unigene,注释到6大数据库的Unigene数有59 501个,占总Unigene数的46.93%;基于显著差异表达的阈值|log2(变化倍数)|≥1(P<0.05),在NS vs SS、NS vs TB和SS vs TB中分别有17 201、17 162和10 322个差异表达基因。KEGG通路富集分析表明差异表达基因主要参与代谢途径、次生代谢产物的生物合成、RNA转运等途径。代谢组共检测到437个代谢物,其中NS vs SS、NS vs TB和SS vs TB分别获得200、204和87个含量差异代谢物,其中分别有52、51和34个代谢产物含量上调,148、153和53个代谢物含量下调。这些差异物主要分布于糖醇类、氨基酸、有机酸、脂质类、核苷酸、酚酸类和维生素7类物质中。本研究结果表明不同温度通过影响天麻代谢物相关基因表...     

萌发过程中种子贮藏物质的动员和变化规律概述

种子萌发是植物生命的开端,此过程需要多种贮藏物质的动员来提供营养及能量,贮藏物质对种子萌发至关重要.本文概述了种子萌发所需主要贮藏物质(糖类、蛋白质、脂肪、磷)在种子萌发中的作用、动员情况和代谢变化规律,并与经劣变(老化)后的种子进行比较,从贮藏物质角度解析劣变对种子萌发和活力的影响,并对该领域未来的研究方向进行了展望...     

中波紫外线(UV-B)辐照处理对糯玉米种子萌发影响的转录组分析

为了解中波紫外线(UV-B)对糯玉米种子活力影响的分子机理,设置0 min(对照)、30 min、1 h、2 h、4 h和8 h共6个不同时长的UV-B辐照对糯玉米自交系N51种子进行处理,同时进行相关活力指标和转录组学分析。结果表明,糯玉米自交系N51各处理与对照及各处理间差异均不显著。在0 min、30 min、1 h、2 h、4 h、8 h范围内,发芽势、发芽指数和活力指数均呈先上升后下降的趋势,且在1 h处理下达到最高,综合各个活力指标表明,UV-B辐照处理1 h促进玉米种子萌发效果最显著。依据0 min、1 h、2 h等3个时长处理下,糯玉米种子活力指标呈先升后降的趋势,转录组测序分析共筛选出先上调再下调的差异表达基因5个,先下调后上调的差异表达基因869个。GO注释分类表明,UV-B处理主要通过影响类囊体、光合系统光合作用、光合膜、光合作用-天线蛋白、代谢途径、氮代谢途径等影响糯玉米自交系N51种子萌发;KEGG通路富集包括苯丙素类生物合成、类黄酮生物合成、淀粉和蔗糖代谢等途径。     

红花玉兰和白玉兰冷应激代谢组学分析

为探究红花玉兰和白玉兰低温胁迫下的代谢表型特性,以红花玉兰和白玉兰茎尖为材料,采用GC-MS检测技术,分别检测了两个物种在常温20℃和低温4℃下的代谢物质,共检测出代谢物323种,对所有样本进行了多元统计分析。将处理间代谢物进行了四次比对分析,并对差异代谢物进行了统计和归类,筛选出了相关性最高的代谢通路,总结分析了两个物种在低温胁迫下的代谢表型。结果显示,两个物种具有十分明显的代谢表型特性,常温下白玉兰较红花玉兰积累了更丰富的基础代谢物质;在低温胁迫下,红花玉兰氨基酸类和糖类相关物质代谢显著,白玉兰仅氨基酸类物质代谢显著。本研究为红花玉兰抗寒良种的选育和分子改良提供了代谢依据。     

不同烟草类型种子萌发期蛋白酶及相关物质动态研究

以烤烟K326、白肋烟TN86种子为材料,研究了不同烟草类型种子萌发期蛋白酶及相关物质变化动态。结果表明,蛋白酶活性、可溶性蛋白质、总游离氨基酸含量都随萌发进程呈上升趋势,其间虽各有所波动,但彼此的变化动态相似,并呈一定的相关性;峰值最高期蛋白酶活性在84h,可溶性蛋白质在96～168h,而总游离氨基酸在萌发结束时（336h）,可溶性蛋白质滞后于蛋白酶活性的提高,而总游离氨基酸又滞后于可溶性蛋白质的提高;不同烟草类型种子萌发总体趋势相近,但起伏峰值有差异。     

NaCl和Na2SO4胁迫下萌动的玉米种子发芽和淀粉转化的响应

为了研究盐胁迫下玉米种子萌发和贮藏物质转化的关系,本试验以玉米种子郑单958为材料,选用不同浓度NaCl和Na2SO4对玉米进行了萌发实验,测定了发芽率、芽干重和根干重及其淀粉、可溶性糖和蔗糖含量。结果表明：随着Na+浓度的增加,玉米种子的发芽率下降幅度增加,胚根和胚芽生长降低,这与种子中淀粉转化、蔗糖和可溶性糖含量下降趋势一致,且发芽率与淀粉转化显著正相关（p<0.05）。NaCl处理玉米种子的蔗糖显著高于Na2SO4处理（p<0.05）;然而,较低Na+浓度下,NaCl处理玉米种子的可溶性糖含量大于Na2SO4处理,较高的Na+浓度下,NaCl处理下其含量小于Na2SO4处理。可见,Na+浓度增加和阴离子种类的差异改变了淀粉转化率降低与糖分的分配,造成种子发芽过程能量供需的改变,发芽率降低。     

不同浸种剂对低温胁迫下玉米种子萌发特性的影响

以不同复配浸种剂处理玉米种子,在人工气候箱设置10℃低温,研究各处理对玉米种子萌发特性、幼苗形态、生理指标的影响,对多成分复配浸种剂提高玉米种子抗低温萌发能力进行评价。结果表明,浸种剂提高了种子发芽率,缩短发芽时间1～3d,提高发芽指数,种子发芽整齐,提高活力指数,提高了胚芽α-淀粉酶活性,增加了胚芽可溶性糖含量,加快了种子贮藏物质转运率,提高了胚芽IAA、GA3、ZR含量。6GA浸种剂浸种显著提高玉米种子抗寒能力。     

水分胁迫对花生种子萌发过程中贮藏物质降解的影响

为明确花生种子萌发过程中水分胁迫对种子主要储藏物质含量变化的影响,采用不同浓度的PEG渗透溶液,进行不同品种发芽出苗阶段的水分胁迫试验。结果表明,花生种子萌发出苗过程中,随萌发时间延长,可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量均表现逐渐降低的趋势,且随胁迫浓度的增加其含量逐渐提高,胁迫处理均高于无胁迫处理。脂肪虽是花生的主要储藏物质,但在水分胁迫条件下,其变幅很小甚至有的品种略有升高。花生萌发出苗过程中水分胁迫,致使种子中可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉和脂肪等主要贮藏物质降解速度和强度降低,影响萌发出苗。     

钾对玉米种子萌发及其生理特性的影响

以郑单958为材料,研究了不同浓度氯化钾浸种对衰老玉米种子的萌发和萌发种子抗氧化酶活性、脱氢酶活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响.结果表明,0.1～10.0 mmol/L氯化钾处理,能提高玉米种子的发芽势、活力指数和单株幼苗干质量,还提高了种子萌发时抗氧化酶和脱氢酶活性,降低了MDA含量,增加了可溶性糖、可溶性蛋白的含量.这说明氯化钾处理提高了玉米种子萌发期间的抗氧化水平,减缓了脂质过氧化作用,维持了质膜结构的完整性,加快了种子萌发时的物质代谢速率,这可能是钾处理促进衰老玉米种子萌发的生理机制.     

赤霉素和钙对玉米种子萌发的效应

研究了GA3、Ca2 对玉米种子萌发过程的影响.在种子吸胀、萌动阶段,GA3能明显促进种子吸水和加快种子萌动,Ca2 则表现出延缓种子吸水和萌动;GA3和Ca2 能显著提高玉米种子的发芽势和简化活力指数,且表现出一定的加成作用,但对种子发芽率没有影响;GA3能显著促进玉米种子根的生长,Ca2 对玉米芽的生长有显著的促进作用.     

荧光法测定南瓜子萌芽期色氨酸含量的变化

研究了南瓜子的萌发条件和萌发过程中游离色氨酸含量的变化.结果显示,对南瓜种子进行45～55℃水煮30min,再用纯净水浸泡4～6 h处理,再置于湿润的滤纸上发芽效果较好.种子萌芽48 h,种苗中游离色氨酸含量最高,达到5.11 mg/g(WW),之后呈下降趋势.     

萌发pH值对大豆种子蛋白质代谢的影响研究

大豆种子萌发过程中,外界环境在很大程度上影响了种子内部蛋白的变化,其中pH值是非常重要的影响因子之一.本试验研究了不同萌发pH值条件下大豆种子相对吸水量、发芽率、可溶性蛋白质、肽、氨态氮含量、内肽酶和外肤酶活性等生理生化指标的变化,探讨PH值对蛋白质代谢的影响.结果表明:在PH 6.0和pH 8.0条件下种子吸水速率最快,pH 8.0时萌发率最高;对于可溶性蛋白质含量来讲,pH 6.0时的含量最高,当pH值升高到7.5时含量达到最低值.另外,试验过程中内肽酶和外肽酶的活性最高时的pH值分别为6.0及9.0,而蛋白降解产物--肽和氨基酸含量达到最大值时的pH值分别为9.0和6.0.试验为继续研究种子萌发过程中物质的变化奠定基础,同时也为在生理生化水平上充分了解种子萌发过程提供理论依据.