管叶现象对苍山大蒜品质的影响

研究结果表明，管叶现象使苍山蒜蒜薹干物质和蛋白质含量（主要是薹上部），总糖含量（主要是薹中部和下部）以及维生素Ｃ含量均有不同程度降低，对蒜头品质的影响较小，但管叶株的蒜头及蒜薹各部分游离氨基酸总含量较高，划开管叶可以部分消除这些影响。     

植物木质素合成调控及基因工程研究进展

木质素作为植物次生细胞壁的重要组分,分布于输导组织和木质化组织细胞壁中,不仅能提高细胞壁的隔水性和机械强度,而且在提高植物的抗病性、抗逆性方面也发挥着重要作用。本文从植物木质素的种类、合成调控、检测方法和利用基因工程从源头调控植物木质素含量等方面对植物木质素的研究现状进行了概述,并基于转基因技术的发展,对改变植物木质素组成的有效途径进行了展望。     

植物木质素的合成与调控研究进展

木质素作为植物次生细胞壁的重要组分,分布于输导组织和木质化组织细胞壁中,不仅具有提高细胞壁的隔水性和机械强度,而且在提高植物的抗病抗逆方面也发挥着重要作用。对植物木质素的种类、合成调控和利用基因工程从源头调控植物木质素含量等方面的研究现状进行了概述;随着转基因技术的发展,有望通过更多更有效的途径来改变植物木质素的组成。     

3种植物提取液对蒜薹货架期品质的影响

为了研究一种新型安全的蒜薹防腐保鲜方法,控制蒜薹的采后病害,延长蒜薹的货架期并保持其品质。以苍山大田薹为试材,用1.5%百里酚、1.5%柠檬醛、0.4%香叶醇3种植物提取液浸蘸蒜薹薹梢,25℃下放置,定期测定指标。结果表明,1.5%百里酚,1.5%柠檬醛,0.4%香叶醇浸蘸处理均能够有效地抑制蒜薹薹梢霉变和薹条老化,减缓其水分、可溶性固形物、维生素C、总叶绿素的损失,进而保持了较好色泽,减少了营养成分的损失。其中,1.5%柠檬醛浸蘸处理的效果最好,1.5%百里酚、0.4%香叶醇处理效果次之。研究表明,百里酚、柠檬醛、香叶醇3种植物提取液均能保持蒜薹的品质,延长其货架期。     

油菜素内酯合成基因DWF1、DET2 影响毛白杨木质部形成

油菜素内酯对植物的生长发育有重要的调控作用。以转油菜素内酯合成基因GhDWF1和GhDET2的毛白杨为材料,对其生长、木质部显微结构、细胞壁化学组成进行分析,发现油菜素内酯合成基因DWF1和DET2基因的转入影响了毛白杨的木质部形成和细胞壁组分。转基因毛白杨的木质部面积明显高于对照,且细胞较小,细胞壁较厚,可以推测毛白杨体内细胞的分裂和横向扩大受到影响;导管上的纹孔增大,可能会影响水分运输;酸性果胶升高,纤维素含量降低,可能改变了细胞壁的框架结构;转GhDET2基因的毛白杨的木质素含量较高,S型木质素含量较高,化学降解相对容易;而转GhDWF1的毛白杨的木质素含量较低,G/S比最高,S型木质素含量较小。     

蒜薹采后病原真菌鉴定及侵染特点的研究

以不同贮藏条件的蒜薹为材料,研究了蒜薹贮藏保鲜过程中主要病原真菌的种类及侵染特点。结果表明:从蒜薹上分离出4个属,9种病原真菌,其中葱鳞葡萄孢霉[Botrytis squamosaJ.C.Walker]和交链孢霉[AlternariaNee ex Wallr.]为蒜薹采后优势致病菌,其感染指数分别为81.1%和72.2%;在0℃条件下,蒜薹贮藏120~150 d后开始明显发病,其中薹梢和薹基发病最重。     

植物细胞壁性状的基因定位与克隆研究进展

细胞壁为植物提供了基本的机械支撑,与植物本身的抗病性有着密切的关系,细胞壁中木质素的含量影响着饲料的消化性和造纸的效率。因此,研究植物细胞壁成分有着重要的意义。本文综述了近年来有关植物细胞壁成分的基因定位和克隆的研究进展。     

植物细胞壁性状的基因定位与克隆研究进展

细胞壁为植物提供了基本的机械支撑,与植物本身的抗病性有着密切的关系,细胞壁中木质素的含量影响着饲料的消化性和造纸的效率。因此,研究植物细胞壁成分有着重要的意义。本文综述了近年来有关植物细胞壁成分的基因定位和克隆的研究进展。     

气调贮藏对蒜薹品质的影响

用气调法(不同比例不同浓度的O2 和CO2)对蒜薹的贮藏进行了实验,该实验分为3 种处理(保留薹苞、去除薹苞和青鲜素处理)13个组合,时间共持续了30d。结果表明,保留薹苞处理,O2 体积分数3%,CO2 体积分数7%的条件下,蒜薹能保持原有品质,薹梗在贮藏结束时仍能保持鲜绿脆嫩,水分保持良好,薹苞不膨大。去除薹苞处理,O2 体积分数为8%,CO2 体积分数在7%的条件下,能较好地保持蒜薹的新鲜度,抑制蒜薹的腐烂,无失水现象,可溶性固形物和Vc相对同处理的其它不同气体组成含量要高。用青鲜素处理的蒜薹同时与气调相谐,很好地抑制了蒜薹的呼吸强度,取得了较好贮藏效果,Vc和可溶性固形物含量最高,薹苞无膨大现象。     

小麦品种抗赤霉病的组织学研究

通过对四个品种穗轴的组织学和组织化学与抗扩展性关系的研究,结果表明:抗感品种健康穗轴在一些组织结构上存在着明显差异,主要表现在抗病品种的维管束导管孔径较感病品种的小,抗病品种的皮层厚壁组织和厚壁细胞壁较感病品种的厚,且差异达显著水平;抗病品种的皮层厚壁组织和厚壁细胞壁增厚的时期比感病品种的早。在受侵染的穗轴中,抗感品种在菌丝的分布和量上,以及细胞的破坏程度上有所不同。抗感品种的木质素均为具丁香素核的木质素。因此,小麦品种抗扩展性的机制之一是靠预先形成的组织结构——厚壁组织和细胞壁厚度等解剖特征来实现的。     

木质素与生物燃料生产:降低含量或解除束缚?

生物质能源作为可再生性替代能源之一,其开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。木质纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,也是地球上最丰富的可再生资源之一,可转化为生物酒精等液体生物燃料。木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素,三者之间由酯键、醚键和糖苷键等化学键连接,形成的木质素-糖类复合体是一种共价键聚合物,这些细胞壁成分的组成及其互作会影响多糖的水解作用,进而影响木质纤维素的转化利用效率,其中,木质素被认为是阻碍纤维素酶分解的主要物理障碍。当前,提高能源作物生物质的田间种植、生产效率及其工厂化降解、转化效率是生物质能源发展的热点和难点问题。由于木质素是木质纤维素生物量中除多糖之外含量最高的成分之一,提高木质素利用效率成为影响整个木质纤维素生物冶炼产能的关键。为此,文中从降低木质素含量和解除木质素束缚的角度出发,系统回顾了木质素在植物细胞壁中的发育沉积特征及其遗传改造研究进展,探究从植物细胞壁结构组成角度优化木质纤维素性状提高生物燃料产率的可能性,重点论述了降低能源植物木质素含量的遗传选育和基因改良策略,以及木质纤维素生物冶炼的预处理和分离技术。一方面,通过常规育种程序培育低木质素含量的生物能源作物品种,或是通过基因工程技术下调木质素的生物合成,对于提高木质纤维素利用效率和降低生物燃料生产成本均具有积极的作用。另一方面,以解除木质素束缚为目的的生物冶炼预处理技术是提高木质纤维素生物燃料工厂化生产效率的重要环节,主要包括酸预处理法、碱预处理法和有机溶剂预处理法,高效的预处理技术能够显著提高纤维素酶水解效率,增加生物酒精产量。文中最后对木质素与生物燃料生产的研究与应用前景进行了展望。     

不同品种薹用大蒜花薹发育进程及其形态和解剖学观察

以大蒜薹用品种'正月早'、'二水早'和'三月黄'为材料,采用石蜡切片法和显微摄影法对大蒜茎端及蒜薹发育过程进行形态和解剖学观察.结果表明:大蒜茎端生长点的分化进程可分营养生长期、总苞和花序分化期、鳞芽形成期和花芽分化期,其中花芽分化期又可分为花原基分化、苞片分化、气生鳞茎分化以及花器官分化等不同阶段.大蒜鳞芽分化晚于花序分化而早于花器官分化.蒜薹薹身的解剖结构主要由表皮、皮层、维管束和薄壁细胞组成.不同品种大蒜花芽分化和抽薹始期不同,从早到晚依次为'正月早'、'二水早'和'三月黄',与品种特性一致.     

蒜薹贮存期病害发生规律及防治技术研究

恒温冷库贮存蒜薹常发病霉烂。经分离鉴定有12种病原菌,其中灰霉菌是主要致病菌。菌源主要来自田间,其次是库房带菌。蒜薹采收质量差、贮藏期间温、湿度和气体成分不合理,导致蒜薹生理活动失调,失去抗病能力,造成灰霉病蔓延。田间喷施速克灵、多菌灵等药剂,使蒜薹带药入库;蒜薹入库预冷期,用特克多、扑海因、速克灵、植物激素浸蘸薹尾和薹基部都有良好的防病保鲜效果。     

转录因子对木质素生物合成调控的研究进展

木质素是维管植物次生细胞壁的重要组分之一,具有重要的生物学功能。木质素分子与细胞壁中的纤维素、半纤维素等多糖分子相互交联,增加了植物细胞和组织的机械强度,其疏水性使植物细胞不易透水,利于水分及营养物质在植物体内的长距离运输。木质素与纤维素共同形成的天然物理屏障能有效阻止各种病原菌的入侵,增强了植物对各种生物及非生物胁迫的防御能力。然而木质素的存在也给人类的生产实践带来诸多负面影响,如造纸业中,由于必须使用大量化学药品去除木质素,加大了造纸成本,严重污染了环境;饲草中的高木质素含量则影响牲畜的消化吸收,降低了饲草的营养价值;过高的木质素含量也影响了人类对生物质能源的发酵利用。因此,利用基因工程改造植物木质素的可降解性意义重大。在高等植物中,木质素通过苯丙烷途径和木质素特异途径合成。在拟南芥中,NAC、MYB以及WRKY类转录因子都参与了对木质素生物合成的调控。在拟南芥中,MYB26可激活NST1/NST2的转录;WRKY12可与NST2的启动子区结合并对其表达进行负调控;SND1（NST3）和NST1主要在纤维次生壁的形成中发挥作用,两者功能有冗余;NST1和NST2在调控花药壁的次生壁的增厚中功能有冗余;VND6和VND7则主要在木质部导管的分化中起重要作用,这些NAC类转录因子通过与下游的MYB类转录因子如MYB83、MYB46及（或）MYB58、MYB63、MYB85和MYB103的结合对木质素合成基因的表达进行正调控,而MYB75对木质素生物合成进行负调控。多数MYB转录因子通过与下游木质素生物合成途径基因启动子区的AC元件（I、II和III）结合从而对其表达进行调控。研究表明,bHLH类转录因子也参与了对木质素生物合成的调控。文章综述了各类转录因子对木质素生物合成调控的最近进展,绘制了拟南芥中木质素生物合成的主要调控网络,同时也总结了其他物种（如水稻、小麦、玉米、桉树、松树和杨树等）中已发现的对木质素生物合成进行调控的转录因子。随着高通量测序技术的发展,研究者有望在更多的物种中发现参与木质素生物合成调控的关键转录因子,这些研究将对通过基因工程改造木质素的组成具有重要的借鉴意义。     

紫花苜蓿MsNST的克隆及对木质素与纤维素合成的功能分析

【目的】木质素和纤维素是植物次生细胞壁的主要组成成分,是影响牧草消化率和品质的主要因素之一。紫花苜蓿作为高蛋白饲草,是奶牛等草食家畜优质饲草的主要来源。因此,苜蓿木质素和纤维素合成机制一直是受到关注的研究热点。模式植物拟南芥NAC家族的NST转录因子（NAC secondary wall thicking promoting factor）调控次生细胞壁的合成,但紫花苜蓿NST的功能与调控机制尚不明确。本研究通过分析紫花苜蓿NST的表达模式,及在拟南芥与苜蓿中过表达揭示其对木质素和纤维素合成的影响。【方法】通过同源克隆获得MsNST CDs序列,并对该基因进行生物信息学分析。利用qRT-PCR检测该基因受赤霉素（GA3）,水杨酸（SA）和多效唑（PCB）诱导后的表达模式。通过转基因植株中过表达MsNST,研究其对木质素和纤维素含量及其合成相关基因的影响。【结果】克隆MsNST 的CDs序列,最大开放阅读框为945bp,编码314个氨基酸。生物信息学分析表明,MsNST主要由无规则卷曲组成（60.83 %）;三级结构预测显示,MsNST以同源二聚体的形式有效的促进蛋白质间的相互作用。进化树分析表明,单子叶和双子叶分为两个分枝,暗示存在一定程度的进化,而MsNST与蒺藜苜蓿和大豆的NST属于双子叶植物分枝中的亚分枝,表明豆科植物间亲缘关系较近。MsNST与拟南芥NST1-3的氨基酸序列相似性较高（49%—55.9%）,并含有NAC转录因子的5个保守结构域。qRT-PCR分析表明,MsNST受GA3、SA和PCB的诱导表达,相对表达水平（12h）分别是对照的2.19、3.67和3.65倍。过表达MsNST导致拟南芥下胚轴缩短,转基因拟南芥半矮化,花序茎束间细胞壁纤维增厚,细胞壁结晶纤维素（13%）、总糖（7%）和木质素（11.7%）含量增加。通过分析木质素和纤维素合成相关基因表达水平发现,拟南芥和苜蓿中过表达MsNST均能激活木质素合成关键基因（PAL,4CL等）及纤维素合酶复合体亚基CesA家族基因的表达。【结论】MsNST受外源激素GA3、SA和PCB诱导表达。转基因植物中过表达MsNST可激活次生壁木质素和纤维素合成相关基因的表达,同时茎束间纤维细胞壁增厚,细胞壁结晶纤维素、总糖和木质素含量增加,暗示MsNST对次生细胞壁木质素和纤维素的合成有重要的调节作用。     

灰葡萄孢毒素对产后蒜薹的致病性及其毒素基因的检测

为明确灰葡萄孢毒素对产后蒜薹的致病性及其毒素基因的检测方法,本研究运用蒜薹灰霉病强致病菌株灰葡萄孢霉BC-3,通过蒜薹悬滴接种法、系统侵染法和毒素浸渍法,测定灰葡萄孢毒素对蒜薹薹条和薹苞组织损伤及细胞叶绿素降解的活性。结果表明,灰葡萄孢毒素是导致产后蒜薹灰霉病的重要因素,可造成蒜薹组织细胞损伤、叶绿素降解,并可由输导组织传导造成蒜薹组织系统侵害。同时建立了灰葡萄孢毒素Bc BOT2基因特异性检测方法,可用于其引起的蒜薹灰霉病早期检测。     

木质纤维细胞壁大分子取向研究进展

木质纤维细胞壁主要是由纤维素、半纤维素以及具网络结构的木质素交联形成的高度有序的三维立体结构,是植物最基本的力学承载单元。本文首先概述了国内外有关木质纤维细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素3种结构大分子的模量、强度等微力学特性,其次就纤维素?半纤维素、纤维素?木质素以及半纤维素?木质素大分子间的交联结构、分子间的有序组装规律进行了总结。在此基础上,对比分析了光学显微成像、电子显微成像、原子力显微成像、显微红外光谱、线偏振显微拉曼光谱、和频振动光谱以及同步辐射X射线衍/射技术在细胞壁大分子取向研究过程中的异同点。重点讨论通过分子光谱化学成像技术揭示的木质纤维原料不同类型细胞以及同一类型细胞不同亚层中3种结构大分子取向排列规律。最后,展望了木质纤维原料大分子取向研究可能的发展趋势:系统表征木质纤维细胞壁纤维素超分子结构、三大组分间连接键类型、纤维素构象对半纤维素糖苷键及木质素芳香环有序组装的影响机制;在纳米尺度揭示木质纤维发育过程中,各类细胞壁中纤维素纤丝聚集体结构、取向和微力学变化规律;在细胞壁水平非破坏性地对木质纤维大分子取向进行三维立体成像和定量研究;基于分子结构表征、分子模拟和三维成像研究结果实现针叶、阔叶及禾本科植物纤维细胞壁骨架模型的构建。      

紫花苜蓿MsNST的克隆及对木质素与纤维素合成的功能分析

【目的】木质素和纤维素是植物次生细胞壁的主要组成成分,是影响牧草消化率和品质的主要因素之一。紫花苜蓿作为高蛋白饲草,是奶牛等草食家畜优质饲草的主要来源。因此,苜蓿木质素和纤维素合成机制一直是受到关注的研究热点。模式植物拟南芥NAC家族的NST转录因子(NAC secondary wall thicking promoting factor)调控次生细胞壁的合成,但紫花苜蓿NST的功能与调控机制尚不明确。本研究通过分析紫花苜蓿NST的表达模式,及在拟南芥与苜蓿中过表达揭示其对木质素和纤维素合成的影响。【方法】通过同源克隆获得MsNSTCDs序列,并对该基因进行生物信息学分析。利用qRT-PCR检测该基因受赤霉素(GA3),水杨酸(SA)和多效唑(PCB)诱导后的表达模式。通过转基因植株中过表达MsNST,研究其对木质素和纤维素含量及其合成相关基因的影响。【结果】克隆MsNST的CDs序列,最大开放阅读框为945bp,编码314个氨基酸。生物信息学分析表明,MsNST主要由无规则卷曲组成(60.83%);三级结构预测显示,MsNST以同源二聚体的形式有效的促进蛋白质间的相互作用。进化树分析表明,单子叶和双子叶分为两个分枝,暗示存在一定程度的进化,而MsNST与蒺藜苜蓿和大豆的NST属于双子叶植物分枝中的亚分枝,表明豆科植物间亲缘关系较近。MsNST与拟南芥NST1-3的氨基酸序列相似性较高(49%—55.9%),并含有NAC转录因子的5个保守结构域。qRT-PCR分析表明,MsNST受GA3、SA和PCB的诱导表达,相对表达水平(12h)分别是对照的2.19、3.67和3.65倍。过表达MsNST导致拟南芥下胚轴缩短,转基因拟南芥半矮化,花序茎束间细胞壁纤维增厚,细胞壁结晶纤维素(13%)、总糖(7%)和木质素(11.7%)含量增加。通过分析木质素和纤维素合成相关基因表达水平发现,拟南芥和苜蓿中过表达MsNST均能激活木质素合成关键基因(PAL,4CL等)及纤维素合酶复合体亚基CesA家族基因的表达。【结论】MsNST受外源激素GA3、SA和PCB诱导表达。转基因植物中过表达MsNST可激活次生壁木质素和纤维素合成相关基因的表达,同时茎束间纤维细胞壁增厚,细胞壁结晶纤维素、总糖和木质素含量增加,暗示MsNST对次生细胞壁木质素和纤维素的合成有重要的调节作用。     

南欧蒜与普通大蒜主要营养组分的比较

验结果表明,南欧蒜平均单头鲜重及平均单薹鲜重显著高于苍山蒜和苏联蒜。南欧蒜蒜头中可溶性糖和游离氨基酸含量高于普通大蒜,蒜薹中大蒜素含量高于苍山蒜略低于苏联蒜,蒜薹和蒜头中蛋白质、维生素C含量均低于苍山蒜和苏联蒜。     

梨属植物果肉和石细胞团木质素相关性分析

【目的】石细胞团是影响梨果肉品质的重要因素之一,木质素是构成石细胞团的主要成份。本文了探索梨果肉木质素对果肉石细胞团含量和果实大小的影响。【方法】以梨属(Pyrus)植物品种和野生种及近缘植物榅桲(Cydonia oblonga)果实为试验材料,对72份果实材料的平均单果重、石细胞团含量、烘干果肉含量百分比、烘干果肉木质素含量百分比、石细胞木质素含量百分比进行统计分析。【结果】果实平均单果重与石细胞团含量、烘干果肉含量百分比和果肉木质素含量百分比呈极显著负相关,而与石细胞木质素含量百分比相关性不显著;石细胞团含量与烘干果肉含量百分比、果肉木质素含量百分比呈极显著正相关,而与石细胞木质素含量百分比呈显著正相关;果肉木质素含量百分比与烘干果肉含量百分比表现出显著正相关,石细胞木质素含量百分比与果肉木质素含量百分比也表现为显著正相关,与烘干果肉含量百分比相关性不显著。【结论】木质素是影响果实和石细胞团大小的重要因素之一。