低植酸突变体水稻灌浆过程中籽粒淀粉合成与茎鞘物质转运特性

以协青早(XQZ)及其低植酸突变系(os-lpa1)为材料,通过对灌浆过程籽粒中植酸含量、蔗糖和淀粉积累变化动态的比较分析,并结合叶、茎、鞘等器官中碳水化合物的转运和籽粒淀粉合成代谢有关关键酶生理活性的测定,对os-lpa1灌浆充实不良、千粒重明显降低的生理原因进行了分析。结果表明,灌浆期os-lpa1剑叶、茎、鞘等器官中的蔗糖和可溶性总糖含量均高于其对照亲本XQZ,但os-lpa1籽粒中的淀粉积累量却明显降低。胚乳中ADPG焦磷酸化酶(ADPG-Ppase) 和淀粉磷酸化酶(SPase)的活性降低,可能是os-lpa1灌浆充实不良、籽粒淀粉积累量明显下降的主要原因之一。此外,os-lpa1灌浆期间叶鞘中的蔗糖磷酸合酶(SPS)和果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)活性也显著低于其相应灌浆期的对照亲本XQZ,导致茎鞘等器官中淀粉积累量增多和“流”不畅,这可能也是其产量水平降低的一个重要因素。     

淀粉性质与加工产品品质的关系

自然界中,淀粉是由葡萄糖缩合而成的,但是如果条件适宜,淀粉也可以发生逆向的水解反应,转化成不同聚合度(即分子量的大小)的产物,如可溶性淀粉、糊精、低聚糖、麦芽糖和葡萄糖。此外,羟基所具有的性质淀粉同样也有。淀粉的这些性质是工业上生产淀粉转化产品的基础。     

粮食油料粗淀粉测定方法的探讨

淀粉是粮食的主要成分,广泛存在于植物的茎块、根和种子中,是有较高营养价值的碳水化合物,是人体热量的主要来源.粮食淀粉的测定方法有GB/T 5514-85粮食油料粗淀粉测定法及GB/T 5009.9-2003食品中淀粉测定法(第一法)都是酶水解法测定原理相同.NY/T 11-1985谷物籽粒粗淀粉测定法是测定可溶性淀粉水解液,以其旋光度计算测得的淀粉含量.     

淀粉和变性淀粉糊化特性的研究

用布拉班德淀粉粘度仪研究了不同的原淀粉和变性淀粉的糊化特性,用成糊温度(PT),热糊粘度(H)、冷糊粘度(C)、和各种粘度差,即破损值或崩解值(P-H)、回值(C-P)、总回值或稠度(C-H)、相对破损值(P-H/C-H)等来表示.这些特性在不同淀粉之间存在明显的差异.淀粉中直链淀粉的含量对淀粉的糊化和老化倾向影响很大.变性处理可以改变原淀粉的糊化特性,例如酯化(或醚化)能使玉米淀粉的成糊温度降低,老化倾向减小,粘度稳定性变差,而交联则使其粘度稳定性增强,能够抵抗酸和剪切力的影响.     

粳稻精米脂肪含量和组分对蒸煮品质的影响及其对氮素的响应

选用6个穗型不同的粳稻品种,采用7个氮肥处理,研究了精米中脂肪含量和组分对稻米直链淀粉含量和RVA特征值的影响及其对氮素的响应。结果表明,水稻精米中脂肪含量及组分存在显著的基因型差异。小穗型品种宁粳1号、早丰9号和武育粳3号精米中粗脂肪含量和淀粉脂(SL)含量分别大于或等于与之对应的大穗型品种宁粳2号、徐稻4号和9522; 精米中非淀粉脂(NSL)含量小穗型品种宁粳1号、早丰9号和武育粳3号均小于或相近于与之对应的大穗型品种宁粳2号、徐稻4号和9522。氮素对精米脂肪含量及组分的影响小于基因型,而且对于不同的基因型水稻氮素对脂肪的调控作用不同。精米中粗脂肪含量及各脂肪组分含量与直链淀粉含量(AC)及RVA特征值关系密切。精米中粗脂肪含量与脱脂前后的崩解值(BDV)呈极显著负相关,SL与直链淀粉含量(AC)、脱脂前后的消减值(SBV)和回复值(CSV)均呈显著或极显著负相关。从这些结果可以看出,精米中脂肪含量尤其是SL含量对稻米的蒸煮食味品质有显著影响,提高精米中SL含量能够提高稻米的蒸煮食味品质。     

不同密度下玉米品质的比较分析

对4500株/667m2和3500株/667m2两种密度下玉米植株不同器官在不同时期的含氮量、可溶性糖含量、淀粉含量的变化进行研究。结果表明：每667m2植4500株植株器官的含氮量和可溶性糖含量比3500株的植株器官低;4500株植株叶片和茎秆的淀粉含量和3500株植株叶片和茎秆的含量差别不明显,但子粒淀粉含量一直比3500株子粒淀粉含量要高。     

高淀粉玉米的产业化潜力分析

1　高淀粉玉米的概念高淀粉玉米是指子粒淀粉含量达72% (农业部暂定的标准 )以上的专用型玉米,而普通玉米只有60%~69%。玉米淀粉由支链淀粉和直链淀粉组成,由于二者的性质存在着明显的差异,所以通常根据二者组成的不同可以分为混合型高淀粉玉米、高支链淀粉玉米 (糯玉米 )和高直链淀粉玉米。混合型高淀粉玉米是指子粒淀粉含量达72%以上的玉米,其支链淀粉和直链淀粉所占的比重大约为28%和72%。高支链淀粉玉米 (糯玉米)其子粒淀粉含量几乎100%为支链淀粉。高直链淀粉玉米胚乳中直链淀粉含量在50%~80%。……     

水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物含量的影响

为探讨不同生育时期水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物(NSC)“库—源—流”间的变化动态,以‘花育20号’和‘花育27号’花生品种为试材,采用控制条件下的防雨棚池栽方法,研究了花生生长发育过程中不同生育时期水分胁迫下,非结构性碳水化合物(NSC)在花生叶片、茎、根和荚果等器官中的动态变化。结果表明,全生育期干旱胁迫使花生叶片、茎和根中可溶性总糖含量和淀粉均明显升高,但荚果中可溶性糖含量却明显降低。无论何生育时期受到干旱胁迫均使得叶片中可溶性糖含量峰值提前15天左右出现,“源”物质输出提前但输出量降低,叶片提前衰老。生育前期干旱胁迫使滞留在荚果中的NSC含量增加,结荚期后干旱胁迫反而利于荚果中NSC的转化。全生育期水分适宜处理叶片中NSC含量相对较低且变化较小。由此表明,干旱胁迫降低了NSC由源至库的运输和转化,使荚果“库”容量降低。     

水稻淀粉合成相关基因对稻米品质效应的研究

颗粒淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶1(SBE1)和淀粉分支酶3(SBE3)是淀粉合成过程中的3个关键酶,这3个酶主要由耽、Sbel、She3 3个基因控制.设计这3个基因位点的分子标记检测了183个水稻品种的基因型,分析了3个基因对稻米理化品质和RVA谱特征的效应.结果表明:3个分子标记均能很好的区分3个位点上等位基因的籼梗来源,根据3个位点的基因型可将183个品种分为8种类型;单个基因遗传效应分析表明,不同基因型品种间淀粉的理化特性(AC、GC、RVA)存在显著或极显著差异,3个基因的联合效应在不同基因型组合间也存在显著的差异.Wx基因对大多数品质性状效应显著,Sbe3效应次之,Sbel效应较小;Sbel和Sbe3基因在不同的Wx等位基因背景下,对稻米的品质的理化特征的效应不同.3基因间存在互作效应,Wx与Sbe3的互作效应较大.     

LBD基因家族在高等植物中的研究进展

LBD基因是最近在高等植物中发现的为植物所特有的一类新的基因,含有保守的LOB(lateralor-ganboundaries)结构域。研究发现拟南芥和水稻中的LBD基因均为一大的基因家族,LBD基因参与了侧生器官原基的启动、侧生器官的形态建成以及侧生器官与茎尖分生组织(SAM,shootapicalmeristem)之间边界的建立,并与茎尖分生组织中特异表达的部分基因或基因家族间存在相互作用的关系,对高等植物地上部、地下部的特定器官的形成与发育具有重要影响。本文对LBD基因的结构域特征、在单/双子叶模式植物中的分类、表达特点、已克隆LBD基因的功能及与其它基因或基因家族间的相互作用关系进行了综述,并对LBD基因在高等植物中的功能冗余特性、LOB结构域可能所具有的基本功能和LBD基因与其它基因相互作用的分子机制进行了探讨。     

氮肥运筹对寒地粳稻淀粉合成关键酶活性及淀粉积累的影响

选用寒地粳稻松粳9号和松粳6号,在一定的施肥量下采用不同氮肥运筹处理,对水稻开花后淀粉积累、淀粉合成关键酶活性及其之间的关系进行研究。结果表明,合理减少基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例可以促进籽粒灌浆、增加总淀粉含量,同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。适当减小基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例有利于提高灌浆后期籽粒中ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶(Q酶)的活性,而在灌浆前期淀粉合酶(SSS)活性随着基蘖肥比例的减小而降低。通过相关分析可知,ADPG焦磷酸化酶、Q酶和SSS与淀粉及其淀粉组分密切的相关,对淀粉及淀粉组分含量变化均有同等重要的作用。因此: 合理的基肥、蘖肥、穗肥、粒肥配比(5∶3∶1∶1)能够调控灌浆过程中淀粉合成关键酶活性,从而增加淀粉及淀粉组分含量。     

施磷、钾肥对高梁子粒淀粉积累规律的影响

以铁杂17号(高淀粉)和辽杂11号(低淀粉)高粱为试验材料,研究了不同磷、钾素用量对高梁子粒淀粉积累的影响.结果表明,高梁子粒中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量随子粒灌浆过程均呈不断上升趋势.中等施用磷、钾肥处理有促进高粱总淀粉和直链淀粉积累的作用.低磷情况下,有利于子粒支链淀粉含量增加.过量施钾肥或低钾情况下,总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量下降,但支链淀粉/直链淀粉比例提高.     

不同类型冬小麦灌浆期淀粉合成相关酶活性研究

在池栽条件下,研究了3个不同类型冬小麦品种藁麦8901(强筋品种)、豫麦49号(中筋品种)和洛麦1号(弱筋品种)灌浆期籽粒中淀粉合成相关酶活性的差异。结果表明,不同类型冬小麦籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉粒结合的淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号在灌浆期上述几个酶活性变化的峰值均高于其他2个品种,且大部分被研究的酶类在灌浆中后期仍维持较高活性。可见,与藁麦8901和洛麦1号相比,豫麦49号具有较强的淀粉合成能力。     

施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响

以扬稻6号和粳稻941为材料,通过盆栽试验,研究了不同施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响。结果表明,增加穗肥施氮量显著降低颖果中的可溶性糖含量,淀粉含量有降低的趋势,但不明显。颖果中直链淀粉和支链淀粉含量随粒重的增加而上升,二者积累具有同步性;增加穗肥施氮量能显著降低颖果中直链淀粉含量,并使颖果中直链/总淀粉的比例降低,其效果要好于分蘖期施氮。分蘖期或孕穗期增施氮肥可以显著提高灌浆中、后期颖果中的ADPG焦磷酸化酶(AGP)、可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性,降低颖果中淀粉粒结合型淀粉合酶(GBSS)的活性。就施氮时期来看,孕穗期施氮(LH)对这些酶的促进或抑制效果好于分蘖期施氮(HL)。     

钾肥对高淀粉马铃薯块茎淀粉合成相关酶活性的影响

以东北地区选育的2个高淀粉马铃薯品种东农310和克新22号为试验材料,研究不同施钾量对高淀粉马铃薯品种块茎形成过程中淀粉合成相关酶活性的影响。结果表明,随着生育期的推进,不同施钾量处理马铃薯品种东农310和克新22号块茎中的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、颗粒凝结性淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)都呈现先增加、达到峰值后又开始下降的单峰曲线变化。增施钾肥对东农310和克新22号块茎淀粉合成中AGPase和GBSS活性影响比较大,而对SSS和SBE的活性影响较小。     

小麦花后弱光对籽粒淀粉积累和相关酶活性的影响

2005—2007年选用小麦品种济麦20和山农1391, 在大田试验条件下研究了花后不同阶段弱光对籽粒淀粉积累、淀粉粒分布及相关酶活性的影响。结果表明, 花后不同阶段弱光显著降低成熟期籽粒淀粉积累量, 但提高了籽粒直链淀粉含量。花后不同阶段弱光使籽粒A型淀粉粒比例显著增加, B型淀粉粒比例显著降低。不同阶段弱光处理对籽粒淀粉积累的影响程度不同, 灌浆中期的效应大于灌浆前期。Logistic方程拟合籽粒淀粉积累进程发现, 花后弱光对籽粒淀粉积累量的影响, 主要是通过影响其平均积累速率与活跃期积累速率, 而不是积累持续期。花后弱光显著降低小麦磷酸蔗糖合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)的活性。灌浆前期弱光使束缚态淀粉合酶(GBSS)、可溶性淀粉合酶(SSS)活性高于对照或与对照无显著差异, 而灌浆中期弱光使这两种酶的活性均显著低于对照。灌浆前期弱光减少了淀粉合成底物的供应, 系旗叶SPS活性、籽粒SS及AGPase活性下降所致; 而灌浆中期弱光除淀粉合成底物减少外, 籽粒淀粉合酶活性亦降低。     

两个直链淀粉含量不同的小麦品种籽粒淀粉合成酶活性与淀粉积累特征的比较

以均含有3个Waxy蛋白亚基的普通小麦品种济麦20（低直链淀粉含量）和鲁麦21（高直链淀粉含量）为材料，对灌浆期籽粒淀粉合成相关酶活性的变化及淀粉积累特征进行了研究，并分析了两者之间的关系。结果表明，蔗糖合成酶(SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性均呈单峰曲线变化。鲁麦21的上述酶活性均高于济麦20。相关分析表明，支链淀粉积累速率与SS、AGPP、SSS和SBE呈显著或极显著正相关；直链淀粉积累速率与SS、AGPP和GBSS呈极显著正相关。Logistic方程拟合淀粉积累过程发现，支、直链淀粉最终积累量的高低取决于积累启动时间的早晚和积累速率的高低，而积累持续期的调节作用较小。直链淀粉的积累速率除受GBSS活性影响外，还受SS和AGPP活性的影响，其中，GBSS活性的变化与2品种籽粒直链淀粉积累量的变化情况基本吻合。籽粒灌浆后期的GBSS活性对直链淀粉最终积累量的调节作用大于灌浆前期，说明对同时具有3个Waxy蛋白亚基的不同品种，Waxy蛋白亚基表达量(GBSS活性)的差异可能是导致品种间籽粒直链淀粉含量较大差异的一个关键原因。     

小麦籽粒淀粉分支酶同工酶结构组成及时空表达

本研究的目的是阐明小麦支链淀粉合成的酶学机制。以8个小麦品种的籽粒为材料, 采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)鉴定SBE同工酶类型、时空表达谱及亚基组成, 分析SBE同工酶空间分布特点和器官表达特异性。共检测到4种SBE同工酶, 其中B和SBEIIa分布在胚乳和叶片中, 而A和D_i专一定位于胚乳中。在小麦籽粒灌浆过程中, D_i和SBEIIa首先表达, 而后是B, A最后表达;至灌浆末期, B和SBEIIa停止表达。SBE同工酶都是单亚基酶, 均由一条86~92 kD的多肽链组成。SBE同工酶的空间分布具有器官特异性, 并在籽粒发育进程中顺序表达。D_i、B和SBEIIa是占主导地位的SBE同工酶, 可能是决定SBE总酶活性的主效应酶, 在籽粒和叶片支链淀粉合成中起关键作用。     

通电加热对抗性淀粉制备的影响

以不同支直链淀粉含量的原淀粉为原料,采取通电加热和水浴加热2种方式处理淀粉,用自制淀粉糊化电导率测定仪采集数据,讨论通电加热对抗性淀粉(RS)形成的影响以及抗性淀粉含量变化及其影响因素。试验发现,采用不同电压通电加热糊化马铃薯淀粉的结果显示,150 V电压糊化马铃薯淀粉,产生的RS最多(8.64%);110 V电压,最终产生的RS最少(6.65%)。对于所采用的全部三种淀粉而言,通电加热后的淀粉中抗性淀粉含量均少于水浴加热处理的样品。在红薯淀粉中,抗性淀粉的减少量达到22.78%。结果表明,通电加热相比于其他加热方法,更加快速均匀。利用通电加热制备抗性淀粉能有效地改变最终抗性淀粉的含量。     

菊花桃不同器官除草活性的研究

明确菊花桃不同器官对生菜、黄瓜、反枝苋、苘麻、小麦和稗6种受体植物的除草活性,为进一步开展活性化合物的研究提供依据;在10g/L的添加浓度下,菊花桃的不同器官粉末对各受体植物幼苗的生长均具有不同程度的抑制作用,且普遍对胚根(或种子根)生长的抑制效果高于对胚轴(或胚芽鞘)生长的抑制。其中,以根、茎和花器官的总体抑制活性最强,而叶器官的效果则相对较低,6种受体植物中以反枝苋的敏感性最高,而稗的敏感性相对较低。说明菊花桃的根、茎和花等器官中均含有高除草活性物质,且对受体植物具有一定的选择性。