基于代谢与转录水平的花榈木萜类合成候选基因分析

【目的】花榈木Ormosia henryi是重要的木本药用植物。研究花榈木萜类次生代谢物积累规律,分析萜类生物合成通路和相关的关键酶基因,对花榈木药用价值的开发具有重要意义。【方法】采用液相色谱-质谱联用技术与高通量转录组学测序,利用生物信息学分析方法从差异代谢产物和表达基因中寻找萜类生物合成的关联酶基因。【结果】代谢组数据中共检测到了15种萜类化合物,其中含有甘草次酸、齐墩果酸和芳樟醇等具有药用活性的物质,多数在叶片中相对含量高于其他组织部位。转录组数据筛选出49个与萜类合成有关的候选基因,分析后发现：甲羟戊酸(MVA)途径中的差异基因在幼叶中表达较高,甲基赤藓糖磷酸酯(MEP)途径的差异基因在老叶中表达较高。根据加权基因共表达网络(WGCNA)分析,发现MYB、WRKY、bHLH和HB-HD-ZIP等转录因子家族在花榈木的萜类合成中起重要作用,并推测了6个可能与萜类物质生物合成有关的转录因子,即HB-HD-ZIP(c64527.graph＿c1)、 GRF(c76195.graph＿c0)、DBB (c66970.graph＿c2)、DBB (c75593.graph＿c0)、HB...     

植物生长调节剂对杜仲叶片主要次级代谢产物的影响

【目的】探讨不同质量浓度植物生长调节剂对杜仲Eucommia ulmoides叶片次级代谢产物积累的影响,筛选促进次级代谢产物生成的最适植物生长调节剂配比条件,为杜仲次级代谢产物的调控提供参考。【方法】以2年生杜仲幼苗作为研究材料,施加不同质量浓度配比的吲哚乙酸(IAA)和6-苄氨基嘌呤(6-BA),测量杜仲叶片生长形态特征以及叶干、鲜质量,利用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)测定9种次级代谢产物的质量分数,结合生物量进行主成分分析及因子分析,筛选高产量的次级代谢产物的最适生长调剂配比条件。【结果】与对照组相比,500 mg·L^-1 IAA+500mg·L^-1 6-BA处理时,杜仲叶面积、叶周长、叶宽、叶干质量、叶鲜质量显著提高(P<0.05);相关性分析表明：IAA质量浓度与比叶面积、桃叶珊瑚苷、京尼平苷、京尼平苷酸质量分数呈显著正相关(P<0.05);6-BA质量浓度与绿原酸以及京尼平苷酸质量分数呈显著正相关(P<0.05);综合指标分析表明：单独施加500 mg·L^-1 6-BA时,绿原酸、...     

离体瘤胃上皮细胞在瘤胃代谢中的研究进展

反刍动物瘤胃上皮由基底层、棘层、粒层和角质层等四层组成,在瘤胃发酵终产物的代谢中具有重要作用,但其形态学受动物本身及饲喂制度等诸多因素的影响,造成细胞代谢活性上的差异。现在,应用离体瘤胃上皮细胞,使研究其组织形态学和代谢成为可能。     

基于亲水相互作用液相色谱-三重四极杆质谱法研究白茶萎凋过程中代谢物的变化

采用亲水相互作用液相色谱-三重四极杆质谱法,对白茶鲜叶(F)和室内萎凋处理29 h(W)、53 h(P)的2个萎凋样进行了代谢物靶向检测,Quality control(QC)样本中共检测到111个代谢物,主要包括47种氨基酸及其衍生物、29种核酸类代谢物、12种维生素和辅酶、17种糖代谢物和6种甘油磷脂代谢物。与鲜叶F相比,萎凋叶W和P中显著增加的代谢物分别有39种和41种,其中共有代谢物35种;显著降低的代谢物分别有9种和11种,其中共有代谢物8种。显著变化代谢物分析结果表明,萎凋叶的细胞膜受损、DNA和RNA降解、氨基酸衍生物显著增加、糖代谢异常。根据代谢物含量的变化幅度和组成特异性,筛选了表征萎凋叶细胞膜生理状态和核酸、糖代谢的标志代谢物。此外,针对代谢物中氨基酸和核苷酸的组成特点,提出了研究氨基酸衍生物滋味特性的必要性和应用代谢谱分析建立萎凋工艺适度标准的可能性。     

羊毛硫抗生素雷可肽同源基因簇的异源表达

高杰氏链霉菌中含有新型羊毛硫抗生素雷可肽(lexapeptide)的同源基因簇lxm2,为探索该基因簇相应的产物,将包含lxm2的细菌人工染色体转到变铅青链霉菌中进行异源表达,证实其可以产生雷可肽;同时还获得另一个新次级代谢产物,基因敲除实验表明此化合物的合成也与lxm2相关。通过色谱技术对新化合物进行分离纯化,结合核磁共振谱、高分辨质谱和二级质谱确定其结构为具有多重修饰的线性六肽,与雷可肽的N-端六氨基酸序列相同,命名为Lxm-N-六肽,该化合物没有检测到抗菌活性。     

脱落酸与水杨酸处理调节李果实抗冷性及氧化酶活性

为研究水杨酸(SA)提高李果实抗冷能力过程中脱落酸(ABA)的作用,本研究以黑琥珀李果实为原料,分别采用1.0 mmol/L SA、47.0μmol/L ABA、5.0 mmol/L的Na_2WoO_4、1.0 mmol/L SA结合5.0 mmol/L的Na_2WoO_4以及蒸馏水为对照浸泡30 min。对李果实冷害指数、总酚含量、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性进行测定。结果表明,SA和ABA处理组降低了冷害指数,提高了其总酚含量并延缓了POD和PPO活性的上升,还显著地提高了SOD、CAT和APX等活性氧清除酶的活性,Na_2WoO_4、SA结合Na_2WoO_4处理组抗冷能力均低于对照组。说明SA和ABA可以延缓李果实的冷害,提高其抗冷性和活性氧代谢能力。Na_2WoO_4显著抑制李果实的抗冷性,且该作用不受SA的影响,表明SA提高李果实抗冷性依赖于ABA。     

脱落酸对烟草腋芽生长及叶片碳氮代谢的影响

为提高烟草的产质量,以K326为试材,采用盆栽试验研究不同浓度脱落酸(ABA)溶液(90μmol/L和228μmol/L)对烟草打顶后腋芽生长及对应节位叶片主要碳水化合物及含氮化合物的影响。结果表明:ABA处理的第7～10天及停止处理后第1～8天烟草第1节位、第2节位和第3节位腋芽长度均显著低于对照(蒸馏水,CK);停止处理后第12天和第14天烟草第1节位和第2节位腋芽长度显著低于CK,90μmol/L处理第3节位腋芽长度显著低于228μmol/L和CK。停止处理后第4天时,228μmol/L处理的叶片氨基酸、总糖、还原糖及淀粉含量最高,其中氨基酸含量与CK差异显著;停止处理后第8天时,228μmol/L处理的氨基酸、总糖、还原糖含量和α-淀粉酶活力最高,90μmol/L处理的淀粉含量最高;停止处理后第12天时,228μmol/L处理的α-淀粉酶活力最高,90μmol/L处理的淀粉含量最高。ABA停止处理后第4天和第12天第2节位和第3节位对应叶片的可溶性蛋白含量低于CK。可见,ABA对烟草腋芽的生长具有一定的抑制作用,且各浓度对不同部位腋芽生长及对应节位叶片碳氮代谢的影响效应存在差异。     

不同两熟轮作模式下土壤-作物系统的Fe、Mn周年变化

为探讨微量元素在农业生产中的作用,研究不同轮作模式下土壤-作物系统内Fe、Mn含量变化,为基于轮作模式的土壤-作物系统中Fe、Mn养分管理提供理论依据和生产指导。采用根箱试验方法,设置了小麦-玉米(W-M)、小麦-大豆(W-B)、小麦-花生(W-P)和小麦-甘薯(W-S)4种轮作模式,使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定不同处理土壤与作物体内Fe、Mn含量,计算作物地上部Fe、Mn累积量和成熟期Fe、Mn富集系数。结果表明,W-M、W-B模式下小麦和夏季作物地上部Fe、Mn含量均随生育时期的推进而逐渐增加,而W-P模式小麦地上部分Fe含量则逐渐递减;W-P模式夏季作物地上部分Fe、Mn累积量随生育时期的推进呈先增加后减少的趋势,W-S模式小麦地上部分Fe、Mn累积量均随生育时期的推进而逐渐增加,但是夏季作物地上部分Fe、Mn累积量均随生育时期的推进先增加后减少。在不同轮作模式下,土壤中Fe、Mn含量均逐渐减少;在0～20、20～50 cm土层深度,W-M模式在2018年10月Fe、Mn含量均最高,在50～80 cm土层深度,W-B、W-S模式在2018年10月Fe、Mn含量较高;不同作物在表层土壤中的Fe富集系数均小于Mn;小麦Fe、Mn富集系数均为W-S模式最高;夏季作物W-M模式Fe富集系数最高,W-B模式Mn富集系数最高。     

亏水灌溉对稻米籽粒外观品质建成的影响

研究对亏水灌溉条件下稻米籽粒外观品质的变化规律进行了分析,结果表明:水稻灌浆期,水分亏缺会导致稻米籽粒ABA与ACC等化学信号含量变化,从而实现对蔗糖——淀粉代谢酶活性的调节。其中,轻度亏水造成的稻米籽粒中一定程度的ABA含量升高能够有效地增强稻米籽粒蔗糖——淀粉代谢酶的活性,从而导致稻米籽粒中灌浆速率的升高和垩白度的降低;随着亏水程度的加剧,稻米籽粒中高水平的ABA含量亦会对籽粒灌浆造成不利影响。而稻米籽粒化学信号ACC与蔗糖——淀粉代谢酶活性的关系则相对复杂,表现为ACC与ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶成负相关,与淀粉合成酶成正相关。研究为利用化学信号优化稻米籽粒外观品质提供了理论指导。     

植物缺铁性黄化病的防治技术应用研究的文献综述

缺铁性黄化病是由于植物体内Fe元素含量相对过低而导致的叶片黄化,植物生长势衰弱,甚至危害植物生存的一种生理性病害。从植物缺铁性黄化病的发病原因、地域分布以及措施应用研究3个方面进行综述,同时对未来植物黄化研究方向提出展望。进一步探明防治植物缺铁性黄化病的技术应用,为植物黄化病的防治提供长期有效的方案。