香型椰子BADH2基因生物信息学及表达分析

2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)是香型椰子香味物质的主要成分,BADH2是调控2AP合成的关键基因,分析香型椰子BADH2 (A-CnBADH2)基因的理化性质及组织表达特性,为香型椰子中香味物质2AP合成与积累的分子调控机理研究提供理论参考。本研究通过分析A-CnBADH2基因结构,发现其含有11个外显子和10个内含子,A-CnBADH2为非分泌蛋白,其大小为503 aa,等电点为5.35,分子量为54.92 kD,含有多个磷酸化位点,定位在细胞质中,二级结构以α-螺旋为主。系统进化分析表明,在遗传系数为0.587处,香型椰子、非香型椰子和水稻BADH2蛋白为同一个进化分支。通过对香型椰子和非香型椰子BADH2基因的序列进行比对,发现在基因的1 371位点,非香型椰子为G,而香型椰子为C,该位点的突变使得第442位点的丙氨酸变为脯氨酸,即P442A。荧光定量PCR分析得知,A-CnBADH2基因在根和茎中的相对表达量均显著低于在叶和椰肉中的相对表达量(P<0.05),但该基因在叶片和椰肉中的表达量无显著差异。该结果为BADH2基因调控2AP合成的分子机理提供参考。     

利用SSR分子标记快速鉴定香水椰子种苗纯度

香水椰子因其具有独特的糯米香味备受消费者喜爱,香水椰子特别是在苗期和其他绿矮椰子极为相似,市场上因“假苗”造成损失的现象层出不穷,因此鉴定香水椰子纯度显得尤为重要。本研究利用SSR分子标记技术对具有香味和不具有香味的椰子之间的多态性进行了引物筛选和纯度鉴定研究。结果表明,在供选的131对SSR核心引物中,仅有1对引物具有多态性。利用这对引物对100株椰子进行纯度鉴定,并与田间单株的嗅觉鉴定结果和2AP含量检测结果一一比对,吻合率达100%,说明该SSR分子标记对香水椰子的纯度鉴定结果是可靠的,可用于生产实践中香水椰子种苗的纯度鉴定。     

新型香稻渝恢2103香味分子遗传特性分析

香味是优良稻米品质的重要衡量标准之一,2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)是最主要的香味物质,然而2AP生物合成机理至今仍未确凿。本研究筛选了与2AP生物合成密切相关的甜菜碱脱氢酶2基因(Badh2)在30份水稻材料中的3种突变类型,从中发现1份新的香稻材料渝恢2103,该材料Badh2基因序列编码区无突变,遗传分析显示渝恢2103与badh2-E7突变型香稻宜香1B香味基因不等位,与非香稻杂交F2香与非香分离比接近9∶7,与香稻杂交F2香与非香分离比接近7∶9,表明渝恢2103的香味受多基因控制。进一步利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)比较了与2AP生物合成相关基因在日本晴、渝恢2103和宜香1B的表达情况,结果显示,Badh2基因在日本晴和渝恢2103中表达差异不大,但在宜香1B中表达量异常高;多数脯氨酸与谷氨酸代谢途径相关基因在宜香1B中的表达水平显著高于日本晴和渝恢2103;推测宜香1B的2AP合成同时受Badh2基因以及脯氨酸与谷氨酸代谢途径相关基因的影响;渝恢2103香味形成可能与这些基因无必然联系。渝恢2103特殊的遗传特性可能为水稻香味形成机理研究提供新的突破点。     

芋球茎贮藏物质积累与食味品质形成的关系

为探明芋球茎贮藏物质积累与食味品质的关系，本研究以靖江‘香沙芋’和泰兴‘香荷芋’为实验材料，运用树脂半薄切片、顶空气相色谱-质谱联用等方法比较了两芋品种球茎中淀粉和挥发性成分等物质的积累情况，并进行食味品质鉴定。结果表明，‘香荷芋’含水量较高，而总淀粉含量和直链淀粉含量较低。‘香荷芋’的淀粉平均粒径明显小于‘香沙芋’，前者淀粉粒度分布峰值为1～2μm，后者为2～3μm。‘香荷芋’中主要检测到10种挥发性成分，其中芳樟醇比例高达48.82%，‘香沙芋’中检测到28种，但大部分属于无色无味的物质。食味品质分析发现‘香荷芋’气味得分较高，但粘度、硬度、外观、口感得分都较低。综上所述‘，香荷芋’挥发性香味物质含量多，使得其气味评分高；‘香沙芋’含水量低、淀粉和直链淀粉含量高、淀粉粒径大使得其硬度、口感和和综合得分高。该结果说明芋球茎含水量、总淀粉含量、直链淀粉含量、挥发性成分含量等指标都影响食味品质的形成。     

编码甜菜碱醛脱氢酶基因Badh2抑制了水稻香味的来源主要组分2-acetyl-1-pyrroline(2-AP)的生物合成

香稻以其清香可口的特色深受消费者喜爱和世界稻米市场的青睐。经国内外许多学者的研究,证实这种香气物质主要是2-乙酰-1-吡咯啉（简称2-AP）。前人研究发现,水稻香味受一对隐性基因控制,其主要香味组分2AP是通过多胺途径合成。但时至今日,对水稻香位基因2AP代谢途径的了解仍不十分清楚。     

发酵椰子布丁工艺条件优化及特征风味成分分析

为进一步提高椰子的综合利用价值,以纯椰浆作为主要原料,通过单因素试验和响应面法对发酵椰子布丁的发酵条件进行优化,并采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术结合主成分分析法对发酵椰子布丁的特征风味成分进行分析。结果表明,发酵椰子布丁的最佳工艺为：椰浆用量80%,果胶添加量4 g·L-1,发酵温度43 ℃。在此条件下制备的发酵椰子布丁感官得分为82分,凝胶强度56.32 g·cm-2,所得产品表面光滑,呈乳白色,口感爽滑弹性适中,椰香味浓郁。风味物质对比分析发现,发酵椰子布丁以酯类物质为主导,相对含量达95.28%,其中发酵椰子布丁的主要特征风味物质为丁位辛内酯和十一酸乙酯,这使得发酵椰子布丁滋味更加厚重浓香。     

肥料类型及施用方式对香稻香气2-乙酰-1-吡咯啉含量的影响

为了探明肥料类型及施用方式对香稻香气2-乙酰-1-吡咯啉的影响及其生理基础的影响,以大面积推广应用的香稻品种玉香油占为研究材料开展大田试验。试验设置深施肥和常规手撒施肥2种施肥方式处理,施用碳酸氢铵+过磷酸钙+氯化钾处理和复合肥处理2种肥料类型处理,各肥料处理均含有等质量的氮磷钾养分。研究了香稻成熟期籽粒香气2AP的含量,分蘖期、孕穗期、扬花期和成熟期香稻叶片的脯氨酸含量、脯氨酸脱氢酶活性、吡咯啉-5-羧酸合成酶活性、鸟氨酸转氨酶活性和吡咯啉-5-羧酸含量。结果表明,肥料类型、肥料施用方式和两者互作均显著影响香稻籽粒香气2AP含量,其中常规手撒施用碳酸氢铵+过磷酸钙+氯化钾肥料处理利于香稻籽粒积累显著较高的香气2AP含量,达59.86 ng/g;香稻籽粒香气2AP含量和成熟期叶片的吡咯啉-5-羧酸含量呈显著正相关关系(r=0.957 1*)。该研究可为制定香稻浓香施肥技术提供理论参考依据。     

养分和水分管理对稻米香味影响的研究进展

香味是稻米重要的商品品质和食味品质指标,2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）是构成稻米香味的主要物质。养分和水分管理除了对水稻产量有影响外,对稻米香味也有重要影响。本文综述了稻米香味物质2-AP的形成机理、相关研究方法及养分和水分等主要管理措施对稻米香味的影响,并从节水灌溉与养分管理互作对稻米香味的影响等方面提出了加强米香的研究方向,为水稻的优质栽培提供理论与实践依据。     

水稻香味基因的精细定位

随着现代生物技术的发展,越来越多的报道证明,香稻的香味物质为2-乙酰-1-吡咯啉,水稻的香味性状受位于水稻第8染色体上的1对隐性基因控制。本研究以11个香稻品种和4个非香稻品种为材料,分析了香味基因的遗传;以茉莉花香型的粳稻品种粳香米和非香品种MR63的F2群体为材料,对控制香味性状的基因进行了精细定位。结果表明,水稻香味受1对隐性基因控制,并将香味基因定位在水稻第8染色体上,位于InDeL标记AP05537—17和AP004463—13之间,与标记AP004463—13间的距离为0．4cM,与标记AP05537-17间的距离为1.6cM,在物理图谱上的物理距离大约252kb。分析发现BAC克隆AP004463最有可能包含该基因。最终在该区域内预测有15个基因可能与该香味基因相关。     

利用CRISPR/Cas9技术对水稻香味品质进行遗传改良

为了获得经济价值更高的香稻品种,利用成熟的CRISPR/Cas9技术,在水稻Badh2基因上设计sgRNA-E2和sgRNA-E3 2个靶位点,对超级稻品种龙粳31的香味品质进行改良,其中靶位点sgRNA-E2跨第2个内含子和第2个外显子,靶位点sgRNA-E3位于第3外显子区。经检测共获得有碱基突变的转基因植株6株,其中2个单株为纯合突变,4个单株为双等位突变。突变类型包括碱基缺失、插入及碱基变异,其中突变单株Badh2-E2-13有大片段缺失,为双等位突变,分别缺失64,108 bp。在转录水平上发现6个突变株系的Badh2基因表达量均比野生型显著降低(P0.05)。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术检测T_0突变体种子的香味物质2AP含量,发现5个突变单株的2AP含量相对野生型显著提高(P0.05),2个突变单株达到阳性对照(信香粳1号)水平,其中1个相比阳性对照显著提高。通过对6个突变株系的T_1主要农艺性状的调查发现,3个株系在香味物质含量提高的同时主要农艺性状和野生型没有显著差异。进一步对T_1植株进行筛选,共获得了无转基因序列的突变单株10个。综上,利用CRISPR/Cas9技术成功对超级稻品种龙粳31的香味品质进行了遗传改良,实现了香味物质含量的显著提高,为香稻和超级稻的育种提供了基础材料。     

蜻蜓凤梨AfAP2-1基因的克隆与表达载体构建

通过对蜻蜓凤梨转录组数据的分析,我们获得一个跟拟南芥AP2同源片段,基于此设计引物,利用RACE技术首次从蜻蜓凤梨中克隆到完整的Af AP2-1序列,其c DNA全长2 185 bp,开放阅读框全长1 404 bp,编码467个氨基酸。保守结构域分析其含有两个AP2结构域,属于AP2亚家族。系统进化树分析发现该蛋白与拟南芥的AP2 RAP2.7亲缘关系较近。通过在CDS序列两端分别引入XbaⅠ和KpnⅠ限制性内切酶酶切位点,我们成功构建了Ca MV35S-Af AP2-1-GUS过表达载体。利用农杆菌介导法转化拟南芥植株后,再通过GUS染色和RNA水平鉴定发现Ca MV35S-Af AP2-1-GUS已转入拟南芥中并且能正常表达。本研究可为Af AP2-1的功能鉴定奠定基础,对深入研究凤梨科植物开花调控的分子机理具有重要意义。     

利用CRISPR-Cas9技术编辑Badh2基因创制优质香型籼稻三系不育系

稻米香味是水稻的重要食味品质之一,其主要受第8染色体上编码甜菜碱脱氢酶基因Badh2控制,该基因突变可导致香味物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)的含量增加从而促进香味的产生。本研究以三明市农业科学研究院自主选育的优质籼型杂交稻保持系明太B为受体,利用CRISPR-Cas9技术对其Badh2基因进行编辑和敲除。获得2个T₀代转基因纯合突变体植株并对其衍生的48个T₁代单株进行鉴定和分析,获得1个不含转基因载体骨架且在第2外显子插入单个碱基T的纯合突变体株系明太B-badh2。利用半定量PCR和qRT-PCR技术以及气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测Badh2基因相对表达量和2-AP含量;同时采用农业行业标准(NY/T1433-2014)推荐的48对水稻SSR引物进行指纹图谱分析。结果表明,该株系Badh2基因RNA表达水平显著下调;籽粒中香味物质2-AP的含量显著增加;指纹图谱分析发现,仅1对引物Rm571在野生型和突变体之间鉴定到等位变异,两组材料遗传差异较小。此外,本研究还对野生型和突变体T₂代植株表型性状、稻米蒸...     

抽穗期叶面喷施鸟氨酸对香稻产量、品质以及2-乙酰基-1-吡咯啉生物合成的影响

为探究抽穗期叶面喷施鸟氨酸对香稻产量、品质以及2-乙酰基-1-吡咯啉（2-AP）生物合成的影响，以广东省主推香稻品种美香占2号为材料，进行了2年的大田试验，于抽穗期对香稻植株喷施不同浓度的鸟氨酸溶液，对香稻产量及其构成因素、稻米品质和2-AP合成特性进行比较分析。结果表明，喷施浓度为0.4～1.6g/L的鸟氨酸溶液可显著增加灌浆期剑叶叶绿素含量，提高香稻的产量以及稻米的粗蛋白含量，降低垩白度和垩白粒率。与对照相比，鸟氨酸处理下香稻2-AP含量显著提高了14.81%～30.62%。可见，外源喷施鸟氨酸在香稻生产中具有一定的应用价值。     

大米中风味物质的形成与变化

为了研究大米中风味物质的形成与变化,本研究归纳了大米中主要风味物质的组成,分析了生长因素、遗传因素对风味物质形成的影响以及在储藏中挥发物含量的变化,并对大米释放香味的方式进行探讨,阐述了大米中的风味物质从来源、积累到释放的全过程。在风味物质形成的过程中,一些挥发性化合物产生的条件并未明确,且对大米遗传因素研究方面还较不全面。目前对于香气物质2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)的研究较广泛,而其他物质的遗传因素不全面。     

基于PCR/LDR技术的水稻香味等位基因Badh2-E2功能性分子标记

水稻中水稻甜菜碱醛脱氢酶(BADH2)功能缺失导致其酶促反应的底物2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)的累积,使得稻米产生香味。水稻香味等位基因badh2-E2在中国的香稻育种中有较广泛的应用。本研究根据badh2-E2香味等位基因在第二外显子处7 bp缺失,设计了一个基于PCR/LDR技术的功能性分子标记。利用PCR/LDR标记对‘申繁24’、‘申恢26’,及其杂交F_1代的基因型进行鉴定,可以准确地鉴定出badh2-E2位点的基因型。用PCR/LDR标记对杂交F_2代群体的基因型进行鉴定,发现badh2-E2阳性纯合型、杂合型和badh2-E2阴性纯合型这3种基因型符合1∶2∶1分离比。本研究结果为标记辅助育种提供了一种新的标记类型,具有一定的应用价值。     

‘泰国小香占’香味基因的鉴定和功能分子标记的开发

香稻育种已成为当前杂交水稻育种的一个重要方向,选择和利用株型好、米质优、抗性强等综合性状优良且具有香味的水稻亲本,尤其是香型水稻恢复系亲本的利用,对进一步促进杂交水稻香稻的选育具有重要意义。‘泰国小香占’是目前国内水稻香稻育种中应用较广且综合性状优良的恢复系亲本,其米质优、抗性强、香味浓。为了探究‘泰国小香占’香味产生的原因,本研究鉴定了‘泰国小香占’的香味基因及其突变类型,发现其香味来源于编码甜菜碱脱氢酶基因Badh2的功能缺失突变,且通过对该基因完整基因组序列扩增和测序分析发现其等位突变类型为badh2-E7类型,即在第7外显子处存在8 bp缺失和3个单核苷酸位点多态性突变(SNPs)。通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定其籽粒中香味物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)的含量为0.108 mg/kg,明显高于非香味品种‘日本晴’和‘9311’的含量(0.01 mg/kg)。实验还证明了特异性分子标记FMbadh2-E7、InDel-E7以及自主开发设计的特异性功能标记FMbadh2-E7A和FMbadh2-E7B均可高效、准确鉴别出非香纯合(Badh2/Badh2)、非香杂合(Badh2/badh2)和香味纯合(badh2/badh2) 3种基因型。同时本研究还进一步通过对‘泰国小香占’和非香味水稻品种杂交F2代单株进行了基因型和遗传规律分析,发现其基因型Badh2/Badh2:Badh2/badh2:badh2/badh2的比例为1∶2∶1,符合孟德尔细胞核单基因控制分离比。本研究通过对‘泰国小香占’香味基因的鉴定、遗传特性分析以及特异性功能分子标记的开发和验证,为进一步通过分子标记辅助选择育种技术,应用‘泰国小香占’香味基因培育优质、高产且抗性强的杂交水稻香稻提供了重要的理论基础。     

花香的奇妙功效

花儿为什么会散发出香味?这是由于花内含有芳香性化合物(香精油)之故。当花瓣张开,花蕊中的香精油便挥发出来。一升空气中若含有一百亿分之一克的香分子浓度,就会刺激人的嗅觉并产生香味感觉。有些花卉不含芳香性化合物,但含有配糖体,由于配糖体分解时,能产生一些芳香性物质,因此也能使人闻到香味。在阳光灿烂或空气干燥之时,芳香性化合物便容易挥发出来,香分子的浓度也较高,这就是人们常说的“花不晒不香”的道理。花儿为什么要散发香味呢?这是由于植物传宗接代的需要。植物的花朵为了诱引昆虫来传粉,不仅呈现出各种耀眼的色彩,并散发芬芳气味,一些     

广西香稻Badh2基因两种功能标记的开发

水稻的香味是一种重要的食味品质性状,是水稻第8号染色体Badh2基因突变导致其功能缺失,引起芳香活性物质2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)的积累从而产生香味。Badh2基因至少存在18个等位突变位点,利用等位突变位点辅助培育香稻被证明是一个有效手段。传统Sanger测序法和SSR分子标记PCR电泳分析进行位点检测效率较低。为了开发效率更高的检测方法,本研究利用了实时荧光PCR检测技术对广西地方常见的水稻突变荧光分子标记。对40份广西地方香稻的Badh2基因进行直接测序,发现这些香稻的Badh2基因主要存在两种突变,第4、5外显子806 bp缺失(badh2-E4-5.1)和第7外显子8 bp缺失(badh2-E7)。针对这两种突变类型设计实时荧光PCR检测方法,并对已测序的40份香稻进行验证,实时荧光PCR检测的准确性达到93.75%。进一步对50份地方品种进行香味基因型分型鉴定,其中24份香稻为badh2-E4-5,22份香稻为badh2-E7。本研究针对广西地方香稻品种的主要两种突变类型,设计开发了这两种等位基因的荧光分子标记,适用于香稻基因型的鉴定筛选,对香稻育种具有重要的现实意义。     

几个香稻保持系香味的遗传研究

对四川省新选育的7个香稻保持系和1个引进改良的香稻品种的香味遗传和等位性进行了分析,同时,利用微卫星DNA标记对D香2 B和泸香90的香味基因进行了初步定位.结果显示,所有香稻品系(品种)与非香稻杂交,F1植株的叶片均无香味,显示出香味由隐性基因控制;从香与香杂交F1植株、回交BC1F1和F2群体分析看,D香1 B、D香2 B、内香2 B、内香4 B、绵香2 B、绵香3 B、宜香1 B的香味受单隐性基因所控制;泸香90的香味可能受一对抑制基因和一对香味基因控制.初步将D香2 B和泸香90的香味基因定位在第八染色体上,D香2 B香味基因位点与SSR引物RM 210相距17.3 cM,与RM 515相距5.7 cM;泸香90的香味基因位点与RM 515相距4.3 cM.RM 515可应用于水稻分子育种实践.     

盆栽香水花扦插繁育

香水花,又名香水草、洋茉莉、天芥菜,为紫草科天芥菜属多年生亚灌木,原产秘鲁。株高45cm,全株具甜香味,花期为春至秋季,花紫色繁密。香水花是极佳的诱蝶植物,可广泛种植于庭院、小区、别墅,也适合花坛和地被绿化,还可作为室内盆栽。