低温胁迫对木薯组培苗叶片若干代谢生理指标的影响

以木薯SC8和MS5供试材料,研究5℃低温处理0、7、10、12和15 d对木薯组培苗叶片若干生理代谢指标的影响。结果表明:木薯种质SC8和MS5在5℃低温胁迫下,随着胁迫时间的延长,叶片的相对电导率、可溶性糖、丙二醛含量呈不断上升趋势,而可溶性蛋白、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性呈先上升后下降的变化趋势;低温胁迫下,叶片的相对电导率与丙二醛含量和可溶性糖含量呈极显著正相关,与超氧化物歧化酶活性和可溶性蛋白含量呈极显著负相关;可溶性蛋白含量与丙二醛含量呈显著负相关,与游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性呈极显著正相关;超氧化物歧化酶活性与可溶性糖含量呈极显著负相关,与过氧化物酶活性呈极显著正相关;主成分分析显示超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白、可溶性糖和相对电导率在第1主成分中占有最大的信息量,与木薯耐寒性关系密切,可作为评价木薯耐寒性强弱的主要生理指标,其次是可溶性蛋白、丙二醛含量和过氧化物酶活性。综合分析生理数据认为木薯MS5的耐寒性高于SC8,这为下一步从离体保存库中直接采用组培苗方式进行大规模筛选耐寒种质提供参考方法。     

木薯耐寒性种质资源及其鉴定指标的筛选与综合评价

先利用田间自然低温对18个木薯种质资源进行冷害分级,从中选择强耐寒品种(F200)、中耐寒品种(20-4、52-3)、弱耐寒品种(16P、SC8)做4℃低温胁迫处理,测定其幼苗叶片相对电导率、丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、保护酶活性等7个生理指标,运用主成分分析、隶属函数、相关性分析和逐步回归等方法综合评价木薯种质的耐寒性及筛选耐寒鉴定指标。结果将7个单项生理指标转化为3个相互独立的综合指标,认为测定相对电导率、可溶性糖、丙二醛和过氧化氢酶共4个生理指标可作为准确快速鉴定木薯耐寒性强弱的指标;初步建立起了木薯耐寒性评价体系,发现田间与生理试验结果一致性较高:即参试木薯种质中,最耐寒品种均是F200,最不耐寒品种是SC8。     

木薯块根迅速膨大期韧皮部和木质部中的蔗糖代谢

以高淀粉木薯品种华南9号和低淀粉品种华南7号为试料,分析块根膨大中后期蔗糖代谢相关酶活性及其产物的变化规律。结果表明:在块根韧皮部和木质部中,参与蔗糖合成的蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶(合成方向)在膨大后期活性均有所升高,而参与蔗糖分解的可溶性酸性转化酶、中性转化酶和蔗糖合成酶(分解方向)在后期活性均下降;细胞壁酸性转化酶活性变化存在明显差异,华南7号在块根膨大中期活性较高,华南9号在后期较高;在块根韧皮部中,蔗糖、葡萄糖和果糖的含量在膨大后期增加幅度较华南7号明显,而在块根木质部中,华南7号中这3种糖在膨大后期均呈增加趋势,华南9号中却下降,表明华南9号比华南7号有更强的蔗糖代谢的能力,这可能是造成不同品种木薯淀粉含量差异的原因。     

水分胁迫对荔枝叶片糖代谢的影响及其与抗旱性的关系

以适应山地栽培的抗旱性较强的东刘1号和适应河边栽培的抗旱性较弱的陈紫1～2年生盆栽实生幼苗为材料,研究了水分胁迫对荔枝叶片糖代谢的影响。结果表明,水分胁迫下,荔枝叶片淀粉酶、转化酶和PAL活性加强,可溶性糖和还原糖含量增加,淀粉和蔗糖含量下降。抗旱性强的品种淀粉酶、转化酶和PAL活性增强的幅度,以及淀粉和蔗糖含量下降的幅度均大于抗旱性弱的品种。     

低温胁迫下2种木薯幼苗形态及抗渗透差异

为探究木薯的耐寒性及其在低温胁迫下抗渗透响应,对耐寒‘F200’木薯和低温敏感品种‘华南8号’（‘SC8’）木薯幼苗在人工低温条件下进行4 ℃低温处理,分别观测处理前和处理3、6、12、24 h下不同木薯品种生长表型情况以及渗透性物质含量变化情况。结果表明：随着胁迫时间的增加,‘F200’木薯幼苗上部和下部叶片出现轻度萎焉,而‘SC8’所有叶片均严重萎焉,顶部叶片甚至出现脱水现象;‘F200’木薯叶片受H₂O₂的损害轻于‘SC8’,相对于‘SC8’的损伤持续增加,‘F200’呈现先加重后减轻的趋势;随着低温胁迫时间的延长,木薯叶片的相对叶绿素含量呈现先急剧下降、再上升、后下降的过程;相对电导率（REC）和丙二醛（MDA）、可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）、脯氨酸（Pro）的含量均逐渐升高;低温胁迫下,‘F200’木薯的总叶绿素减少64.23%,且小于‘SC8’的78.15%,二者差异不显著;REC增加11.48%,且显著小于‘SC8’的188%;MDA增加14.74%,且显著小于‘SC8’的20.98%;Pro增加90.53%,显著大于‘SC8’的27.95%;SP增加12.96%,且大于‘SC8’的17.82%,二者无显著差异;SP增加45.18%,且显著大于‘SC8’的2.16%。可见,低温胁迫下,‘F200’木薯通过增强H₂O₂的清除能力、增强光合作用、增加渗透调节物质含量等途径,缓解了低温对木薯幼苗造成的伤害。低温耐受型木薯‘F200’和低温敏感型木薯‘SC8’的形态结构和生理指标在低温胁迫下存在明显差异,可作为木薯种质资源耐低温性评价的参考指标。     

外源二乙基二硫代氨基甲酸钠 对花期淹水大豆碳代谢的影响

      为了研究二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC）对大豆碳水化合物代谢的调节作用,为大豆抗渍涝栽培提供技术支持,本研究以渍涝敏感型大豆品种徐豆18和耐渍涝品种南农1138-2为材料,采用盆栽的方式,花期淹水前喷施DDTC,调查大豆叶片光合特性、蔗糖代谢酶活性及叶片、根系和根瘤中碳水化合物含量。结果表明：淹水胁迫降低了植株地上部、根系和根瘤干物重,叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）,根系中淀粉含量、根瘤中蔗糖和淀粉含量。其中,南农1138-2植株干物重,叶片光合气体交换参数以及根系中淀粉含量比徐豆18下降幅度小,而两品种间根瘤中蔗糖和淀粉含量下降幅度基本一致。与之不同,叶片中蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）（合成方向）活性、SS（分解方向）、酸性转化酶（AI）活性,叶片可溶性糖、蔗糖和淀粉含量,根系中可溶性糖、蔗糖含量增加。其中,南农1138-2叶片中蔗糖合成酶（SS）（分解方向）和酸性转化酶（AI）活性、可溶性糖、蔗糖和淀粉含量增幅较小,而叶片中蔗糖磷酸合成酶（SPS）、SS（合成方向）活性增幅较大。DDTC处理提高了淹水胁迫下两品种植株干物重,缓解了淹水胁迫对大豆植株生长的抑制;提高了叶片光合气体交换参数,叶片中SPS和SS（合成方向）活性,并降低了SS（分解方向）和AI活性,促进了淹水胁迫下叶片中蔗糖向根系和根瘤的转运;DDTC处理也增加了根系中可溶性糖、蔗糖和淀粉含量,根瘤中蔗糖和淀粉含量,表明DDTC处理在调控淹水胁迫下大豆植株生长和碳代谢生理过程中起着重要的作用。     

菠萝果实发育过程中糖积累与其代谢酶的关系

以菠萝[Ananas comosus(L.)Merr.]"巴厘"和"台农11号"两个品种为试验材料,测定不同发育时期果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖代谢相关酶--酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,并对果实中糖积累与酶活性的关系进行分析.结果表明:2个品种果实中糖积累动态十分相似,即果实发育前期,糖积累缓慢;进入成熟期,蔗糖迅速积累,而己糖"巴厘"果实中前期变化较少,后期稍有积累,"台农11号"果实中前期稍有积累,后期基本不变.2个品种果实中蔗糖含量与SS和SPS活性相关系数分别达到正的显著或极显著水平,NI活性与2个品种果实中蔗糖含量呈极显著负相关,蔗糖含量与AJ的活性相关性品种间差异明显.     

低温胁迫对木薯‘F200’幼苗叶片亚显微结构及其叶绿素荧光参数变化的影响

为探究低温胁迫对木薯显微结构和光合效率的影响,对木薯耐寒品种‘F200’和常栽低温敏感型品种‘华南8号’(‘SC8’)在人工低温条件下进行4℃低温处理,观察处理前和处理3、6、12、24 h下幼苗叶片的扫描电镜、透射电镜及叶绿素荧光参数变化情况,并比较两品种间的差异。结果表明:(1)与‘SC8’相比,随着气温的降低‘F200’的叶片气孔会逐渐关闭且叶片蜡质形成自我保护机制;(2)低温胁迫状态24h后,‘F200’叶肉细胞内细胞器仍维持工作状态,而‘SC8’叶肉细胞基本死亡;(3)2个品种最大叶绿素荧光强度下降且达到最大荧光所需时间均增加,‘F200’的最大荧光值高于‘SC8’;(4)低温胁迫下,‘F200’的各项叶绿素荧光参数应急反应强度低于‘SC8’,说明‘F200’对于在低温逆境环境中生长的能力强于‘SC8’。     

外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响

以玉米品种‘郑单958’为试验材料,在幼苗长至三叶一心时,利用5个浓度(0、10、50、100、500μmol/L)的外源褪黑素进行叶面连续喷施3 d后,转入人工气候箱中进行低温胁迫处理,旨在探究外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗生长特征、叶绿素含量、可溶性糖含量及过氧化物酶活性的影响。试验结果表明,褪黑素有利于缓解低温胁迫对玉米幼苗株高及叶片含水量特性影响,SPAD值升高,增强了叶片叶绿素合成能力,可显著提高玉米叶片过氧化物酶活性;可溶性糖含量随低温胁迫时间增加而增高,低温胁迫7 d后,对照组和处理组间可溶性糖含量存在显著差异。综合来看,外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗受到的伤害可以起到缓解作用。     

腐植酸浸种对盐胁迫下小麦萌发种子及幼苗生理特性的影响

为研究盐胁迫下腐植酸浸种对小麦幼苗生理特性的影响,采用春小麦品种龙麦26和克旱16为试验材料,分别用清水和腐植酸浸种,测定了NaCl胁迫下萌发种子的α-淀粉酶活性、幼苗根系和叶片的总可溶性糖、蔗糖和果糖含量,以及浸出液的电导率。结果表明,盐胁迫下萌发种子的α-淀粉酶活性降低,幼苗根冠比增加,但幼苗整体鲜重降低,叶片和根系浸出液电导率增大,总可溶性糖含量增加,叶片蔗糖和果糖含量增加,根系蔗糖含量降低。腐植酸浸种降低了α-淀粉酶活性,增加了叶片总可溶性糖和根系蔗糖含量,减少了根系总可溶性糖和叶片蔗糖含量,降低了叶片和根系浸出液电导率。推测腐植酸浸种可能是通过调控果糖浓度变化,缓解了盐胁迫下小麦幼苗的质膜损伤。     

施钾改善木薯农艺性状及淀粉组分

以2个木薯品种'SC205' 和'SC124' 为研究对象,设置不施钾(K0,K2O 0 kg/hm2)、低钾(K50,K2O 50 kg/hm2)、中钾(K100,K2O 100kg/hm2)和高钾(K200,K2O 200kg/hm2)4个施钾量处理,测定收获期木薯的农艺性状、鲜薯产量及其构成指标、可溶性糖组分含量...     

澳洲坚果幼苗对缺水胁迫及复水的适应性反应

以澳洲坚果幼苗为试材,探讨缺水胁迫及复水处理后,其叶面积、叶片可溶性糖含量的适应性变化.结果表明:与对照相比,水分亏缺处理期间澳洲坚果叶面积呈降低趋势,可溶性总糖、还原性糖、蔗糖含量呈上升趋势;复水后,叶面积有较大的反弹,产生显著的补偿效应,而叶片可溶性总糖、还原性糖、蔗糖含量急剧下降,产生显著的负补偿效应.在西双版纳特有的旱季与雨季区别明显,饱和土壤水分处理(对照)的澳洲坚果幼苗在复水前后叶面积和叶片可溶性总糖、还原性糖、蔗糖含量同样也表现为先降后升、先升后降.     

高、低糖甘蔗品种苗期糖分含量及代谢相关酶活性分析

以高糖(GT35)和低糖(B8)甘蔗品种苗期不同部位的叶和茎为材料,采用HPLC技术测定蔗糖、葡萄糖和果糖含量,分析2个甘蔗品种叶和茎中蔗糖代谢相关酶活性与糖分含量的相关性和差异性。结果表明:2个甘蔗品种苗期叶中蔗糖含量与SPS和SS-s酶活性呈显著正相关,茎中己糖含量与NI酶活性呈显著正相关,茎中蔗糖含量与SPS酶活性呈显著正相关,而与SS-c、SAI和CIN酶活性呈显著负相关。GT35茎中蔗糖含量显著高于B8,叶中蔗糖含量显著低于B8。GT35茎中SPS和叶中SS-s酶活性均显著高于B8,茎中SS-s和SS-c酶活性低于B8,其中只有幼茎中SS-c酶活性与B8差异不显著。说明苗期叶中高SS-s酶活性,茎中高SPS酶活性,低SS-s和SS-c酶活性,可能是调节高糖甘蔗品种苗期茎中蔗糖积累的重要因素。     

钙对低温胁迫下木薯抗寒相关生理指标的影响

以华南8号木薯为试验材料,将生长一致的木薯幼苗用0、10、20、30、40、50 mmol/L等6个梯度的Ca2+进行处理后,对其进行4 ℃低温胁迫,测定抗寒相关生理指标。结果表明：在20 mmol/L外源Ca2+的作用下,木薯的各项抗寒生理指标较优,膜伤害率、膜脂过氧化产物MDA（丙二醛）含量降低,而保护酶SOD（超氧化物酶）和POD（过氧化物酶）、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量上升,幼苗抗寒性提升效果较明显。Ca2+浓度过高反而产生“毒害”作用,不利于其抗寒性增强。     

3个不同木薯品种的代谢产物解析

本研究以3种木薯品种（‘KU50’‘SC205’和‘SC9’）块根为实验材料,采用色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术,对8月龄木薯块茎的代谢物进行差异性分析。通过鉴定共获得77个差异代谢物,主要涉及糖及其衍生物、氨基酸、有机酸等,‘KU50’和‘SC205’两个品种的优势代谢产物（相对含量>15%）均为蔗糖,且二者含量基本相当,‘SC9’的优势代谢产物为蔗糖与果糖;‘SC9’中蔗糖、柠檬酸相对含量显著低于‘KU50’和‘SC205’,但果糖、半乳糖、葡萄糖高于二者。利用主成分分析（PCA）发现,3个木薯品种块根代谢物组成结构差异性显著,获得差异显著的33种代谢物中主要涉及糖类及其衍生物、有机酸及其衍生物、生物碱、核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等5个类别。通过GO、KEGG、通路富集分析共注释到14个差异显著性代谢途径,其中,共有16个代谢物富集于氨酰tRNA生物合成途径,9个富集于精氨酸和脯氨酸代谢途径,3个富集于氰基氨基酸代谢途径。本研究通过对3个木薯品种块根代谢物的种类、相对含量、主要代谢物和显著差异代谢物进行分析,阐明了不同木薯品种淀粉品质形成的物质基础。可为后期更好地进行木薯品种改良、品种选育及木薯食品加工提供参考。     

蓖麻碳氮代谢规律及其 与株高关系的初步分析

对4个不同株高的蓖麻品种生育过程中可溶性糖、还原糖、蔗糖转化酶、可溶性蛋白、谷氨酰胺合成酶、 游离氨基酸的差异进行了比较研究。结果表明,株高快速增长时期在7月上旬至8月上旬;不同株高的蓖麻品种 其碳氮代谢指标存在差异,在生育前期叶片相对较多的可溶性糖积累和旺盛的氮代谢以及生育中后期高的蔗糖转 化酶活性、低还原糖含量有利于其株高的增长。     

干旱胁迫对木薯K+、Ca2+和ABA的影响

为了研究干旱胁迫木薯K+、Ca2+和ABA对干旱胁迫的响应及其变化规律,对2个品种的木薯SC124（高抗）和KU50（低抗）进行对照、驯化、非驯化旱害和驯化旱害等不同方式的干旱处理。研究发现2个木薯品种中,干旱胁迫对叶片K+和ABA的含量影响较大,而Ca2+含量变化较小;SC124在驯化和非驯化处理下的K+含量发生显著变化;ABA的含量在2个品种中的驯化干旱和非驯化干旱中变化显著,且变化趋势不同;干旱胁迫下,ABA、K+和Ca2+之间存在显著相关性。