番茄SlβCA3在防御丁香假单胞菌番茄致病变种中的功能

【背景】在全球气候变化的背景下,大气CO₂浓度的升高会影响植物病害的发生,进而影响农业生产。β型碳酸酐酶（β- carbonic anhydrase,βCA）是植物CO₂感应和浓缩系统中的重要组成元件,参与拟南芥和烟草的植物免疫过程,但在番茄（Solanum lycopersicum）等园艺作物中的研究较少。【目的】通过探究番茄SlβCA3在抵御植物病害中的作用及机制,为番茄生产中的抗性调控提供科学依据。【方法】以拟南芥AtβCA氨基酸系列为参考序列,在番茄Sol genomics network 数据库中鉴定到4个SlβCA。进一步以野生型（wild-type,WT）番茄‘Ailsa Craig’（AC）为材料接种丁香假单胞菌番茄致病变种（Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000,Pst DC3000）,利用qRT-PCR技术测定叶片中SlβCA的表达量,筛选出受Pst DC3000诱导表达的基因SlβCA3。在此基础上,以AC为背景,利用农杆菌介导法进行番茄遗传转化,构建SlβCA3稳定过表达植株（OE-SlβCA3）。通过观察OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000后的抗性表型,明确SlβCA3在番茄抵御Pst DC3000过程中的作用。为了研究SlβCA3调控植物抗病性的内在机制,比较WT和OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000与对照条件下转录组的变化,并利用KEGG数据库对差异基因进行功能分析,推测糖代谢与SlβCA3介导的免疫反应有关。最后,通过测定WT和OE-SlβCA3植株糖代谢及其信号途径相关基因表达量以及葡萄糖、果糖和蔗糖含量,对转录组结果进行验证及分析。【结果】OE-SlβCA3植株对Pst DC3000的抗性增强,接种Pst DC3000后,叶片中的细菌生长量、病斑数以及死细胞积累量明显减少。转录组测序结果显示,正常条件下,OE-SlβCA3植株转录谱没有发生明显变化;接种Pst DC3000后,在WT和OE-SlβCA3植株中检测到2 100个Pst DC3000诱导基因,其中有63.3%的基因在OE-SlβCA3植株中表达量更高。KEGG分析结果显示,依赖于SlβCA3过表达的Pst DC3000诱导基因富集在糖代谢相关路径中,包括淀粉和蔗糖代谢,内质网中的蛋白质加工（糖基化）,氨基糖和核苷酸糖代谢,真核生物中的核糖体生物合成以及光合作用等路径。糖代谢与糖信号密不可分,qRT-PCR及糖含量测定结果显示,接种Pst DC3000后,OE-SlβCA3植株叶片中糖代谢及其信号传导途径相关基因表达量与葡萄糖、果糖和蔗糖的含量较WT更高。【结论】番茄SlβCA3的过表达增强了植株对Pst DC3000的抗性,该过程可能与糖代谢及其信号通路在植物免疫中的作用有关。     

中华蛸糖代谢相关基因克隆及表达分析

头足类的养殖主要依赖于天然饵料, 目前无人工配合饲料可用, 这一问题成为其发展大规模养殖的制约因素, 研究中华蛸(Octopus sinensis)的糖代谢模式可为其配合饲料中碳水化合物的添加比例提供参考依据。本研究克隆了中华蛸葡萄糖-6-磷酸异构酶(glucose phosphate isomerase, GPI)、磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase, PGK) 和丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK) 3 个糖代谢酶的相关基因, 并对其表达进行了检测。结果显示, 中华蛸 OsGPI 的开放阅读框(open reading frame, ORF)1725 bp, 编码 574 个氨基酸; OsPGK 的 ORF1248 bp, 编码 415 个氨基酸, OsPK 的 ORF1683 bp, 编码 560 个氨基酸。qRT-PCR 结果显示, 这 3 个基因在不同组织/器官中均有表达, 但在脑、 消化腺和后唾液腺中的表达水平最高。3 个基因在胚胎不同发育时期皆有表达, 总体趋势是初孵幼体的表达量高于多细胞期。在幼体饥饿胁迫过程中, 随着饥饿时间的推移, 3 个基因在饥饿 2 d 后的表达水平显著降低, 紧接着在饥饿 3 d 和 4 d 后表达水平显著升高, 最后在饥饿 5 d 后的表达水平开始回落并降低。在投喂配合饲料(compound feeds)、锐齿蟳(Charybdis acuta)和沙丁鱼(Sardina pilchardus)的实验中, 与投喂 0 d 相比, 配合饲料组和沙丁鱼组在投喂 21 d 后, OsGPI、OsPGK 和 OsPK 在中华蛸消化腺的表达均有不同程度的升高, 在投喂 42 d 后, OsGPI、OsPGK 和 OsPK 的表达量出现不同程度的回落。锐齿蟳组在投喂 21 d 和 42 d 后, OsGPI、OsPGK 和 OsPK 的表达量相较投喂 0 d 时的均显著升高。OsGPI、OsPGK 和 OsPK 在胚胎发育、饥饿和不同饲料投喂过程中的表达模式说明其参与了中华蛸糖代谢过程的调节, 本研究可为中华蛸饲料的选择和配合饲料中碳水化合物的添加提供基础数据。     

李果实发育过程中糖含量变化与糖代谢相关酶的关系

以‘龙园蜜李’为研究对象,运用分光光度计法,研究李子生长过程中糖含量和糖代谢相关酶含量的变化,通过对其相关性分析,发现：李子在坐果初期,转化酶活性旺盛,蔗糖含量较低,随着果实生长发育,转化酶活性逐渐下降,蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性升高,蔗糖含量逐渐上升。相关性分析得出,蔗糖含量与蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性呈现极显著和显著正相关性,而与转化酶活性呈现显著负相关性。     

不同反光膜有利于设施葡萄果实糖分代谢与品质提高

据《果树学报》2008年第2期报道中国农业大学园艺植物研究所/北京市果树逆境生理与分子生物学重点实验室的研究人员,通过在温室中铺设不同颜色反光膜,研究不同光环境对设施葡萄糖代谢和品质的影响,为改善设施内光环境、提高葡萄品质提供科学依据。     

催青期卵的糖代谢

本研究测定了催青期蚕卵的糖原、还原糖和海藻糖含量以及海藻糖酶活性的变化,探讨了糖在胚胎发育中的作用。     

盐胁迫对番茄幼苗转化酶表达及糖代谢的影响

以栽培番茄(Ly cop ersicon escu lentum M ill.)品种中杂9号6叶期幼苗为试验材料,在水培条件下研究了50,100,200,400 m g/L N aC l胁迫处理对番茄幼苗根系和叶片转化酶活性表达,及叶片中葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉代谢的影响。结果表明,转化酶的表达水平与盐胁迫强度和时间有密切关系,根系中转化酶在50 m g/LN aC l胁迫后5和11 d,或100 m g/L N aC l胁迫5和13 d均有极显著高表达;200和400 m g/L N aC l胁迫后11 d有极显著表达;叶片对微盐和高盐伤害的抵御反应强烈,转化酶在50和400 m g/L N aC l胁迫后11 d有显著表达。与叶片中转化酶表达的胁迫强度和胁迫时间相关,叶片中葡萄糖、果糖和蔗糖水平提高;胁迫后至第11天,50,100和200 m g/L N aC l处理叶片中淀粉含量增幅随胁迫强度的增加而增大,而400 m g/L N aC l处理的增幅较小。     

鲜黄梨不同树形果实糖分积累与蔗糖代谢相关酶活性研究

研究了平棚形、"V"字形、"Y"字形和疏散分层形整形修剪下鲜黄梨果实的糖分积累过程及其与蔗糖代谢相关酶活性的关系。结果表明,鲜黄梨果实成熟时糖组分以果糖、蔗糖、葡萄糖为主,果糖含量最高,蔗糖和葡萄糖含量差异不大;不同树形果实中,果糖、蔗糖和葡萄糖以及蔗糖代谢相关酶的活性变化趋势一致,但不同树形梨果含糖量均以平棚形果实最高,蔗糖合酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性也以平棚形果实最高,"V"字形的次之,疏散分层形的最低。     

植物在低温胁迫下的糖代谢研究进展

糖在植物中不仅用于能量代谢,也对植物生长发育、代谢调控及抵抗胁迫等具有重要调节作用。文章对植物在低温胁迫中糖积累的作用、影响糖积累的相关酶变化、外源ABA对低温胁迫下糖代谢影响等研究进展进行综述。展望植物抗寒研究,从基因、转录、蛋白及代谢等组学整体水平上探讨糖代谢应答低温胁迫及糖作为信号分子参与调控机制。     

柑桔果实糖、酸代谢研究概况

目前 ,随着柑桔生产的发展和消费水平的提高 ,在增加产量的同时 ,柑桔生产者和研究者已日益注重果实品质的提高 ,以增强市场竞争力 ,提高经济效益。柑桔果实高品质化栽培已成为国内外柑桔生产发展的重要趋势。果实中糖、酸含量和糖酸比是决定其风味最重要的指标 ,周里宾等 (1989)提出柑桔果实甜酸适口的指标是 :柠檬酸含量为 0 6 3%～ 0 95%、糖含量为7 8%～ 8 0 %、糖酸比为 8 2～ 12∶1。因此 ,增加果实中糖含量、降低酸含量已成为提高柑桔果实品质的主攻目标。果实发育过程中的糖、酸代谢及其变化影响着成熟果实的糖含量和酸含量。现就…     

钾肥对植物生长的影响

<正>钾是植物生长所必需的一种成分。植物通过根系从土壤中选择性地吸收土壤中的水溶态钾离子。钾元素比较集中地分布在植物代谢最活跃的器官和组织中,如生长点、芽、幼叶等部位。钾对植物的营养功能包括:促进植物体内酶的活化,增强光合作用,促进糖代谢,促进蛋白质合成,增强植物抗旱、抗寒、抗盐碱、抗病虫害等能力,