水稻种子老化的生理生化与遗传学研究进展

膜系统损伤、DNA损伤、蛋白质合成能力下降和蛋白质损伤、活性氧过量积累是引起或加剧种子老化的主要原因.利用自然老化或人工老化处理方法,已报道的水稻种子耐贮性相关QTL除了第10染色体外,在其他染色体上均有分布.本文综述了水稻种子老化的生理生化与遗传学研究进展,同时分析了水稻耐贮性分子育种存在的问题,并对今后的发展前景进行了展望,以期为水稻种子耐贮性的基础研究与遗传改良提供参考.     

玉米种胚内质网胁迫相关基因对人工老化处理的响应

【目的】在植物中,内质网胁迫（endoplasmic reticulum stress,ERS）和未折叠蛋白应答（unfolded protein response,UPR）参与环境胁迫响应过程,然而,玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达情况尚未见报道。文章利用基因数字表达谱技术探究玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达规律,以期为揭示种子衰老的分子机制提供理论依据。【方法】以玉米杂交种郑单958种子为材料,采用高温（45℃）高湿（相对湿度100%）的方法进行人工老化处理。分别提取未老化处理（对照）和老化处理3 d的玉米种胚总RNA,利用Illumina HiSeqTM 2000平台进行高通量测序。去除原始数据中的接头序列、包含模糊碱基的序列以及低质量序列,获得Clean reads,利用短序列比对软件SOAPaligner/ SOAP2将Clean Reads分别比对到玉米参考基因组和参考基因序列,采用RPKM（reads per kb per million reads）方法计算基因的表达量,根据FDR（false discovery rate）＜0.001和|log2 ratio(T/CK)|≥1的标准筛选差异表达的基因,对获得的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）进行KEGG（kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库功能注释分析,筛选出响应人工老化的内质网胁迫相关差异表达基因。利用qRT-PCR技术定量分析内质网胁迫相关基因在不同人工老化时间内的表达特性。【结果】基因数字表达谱鉴定结果表明,有104个差异表达基因在人工老化过程中参与内质网蛋白质加工（protein processing in endoplasmic reticulum）通路,其中内质网胁迫相关基因有97个（81个上调表达,16个下调表达）。对差异表达基因功能注释分析表明,内质网胁迫的标志性蛋白基因BiP以及分子伴侣蛋白基因CRT、CNT和GRP94等显著上调表达。参与内质网相关性降解（endoplasmic reticulum-associated degradation,ERAD）途径的有83个差异表达基因（70个上调,13个下调）,其中启动ERAD途径的关键酶基因EDEM （ER degradation enhancing mannosidase I-like protein）下调,参与蛋白泛素化的E2泛素结合酶基因UbcH5、E3泛素连接酶基因Hrd1和Doa10等也发生显著的表达变化。qRT-PCR结果表明,内质网胁迫相关基因在不同人工老化时间内表现表达多样性和复杂性。【结论】人工老化处理能造成玉米种胚细胞发生内质网胁迫。细胞通过上调分子伴侣基因表达和诱导ERAD途径响应内质网胁迫,但ERAD途径受阻可能引起错误折叠蛋白聚集,从而进一步加剧细胞损伤,最终导致种子活力降低甚至丧失。     

水杨酸修复老化玉米种子活力的研究

初步研究了水杨酸(salicylic acid,SA)对人工老化玉米(Zea mays L.)种子活力的修复作用。以人工老化的玉米种子为材料,采用0(CK)、0.01、0.10和1.00 mmol/L四个浓度的SA分别浸种6 h后,测定种子活力及幼苗生物量等相关指标。结果表明,与CK相比,除1.00 mmol/L SA处理显著提高了种子浸出液电导率外,其他浓度SA浸种对其电导率无显著影响;0.01和0.10 mmol/L SA处理能有效降低浸出液的可溶性糖含量,而1.00 mmol/L SA处理则引起可溶性糖含量上升;此外,0.01和0.10 mmol/L SA处理不会引起浸出液光密度(OD260 nm)增加,但1.00 mmol/L SA处理则导致其光密度增加。研究还发现不同浓度SA均能提高老化玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数。0.10 mmol/L SA处理有利于幼苗鲜重和干重的增加,并提高幼苗叶绿素的含量,而其他浓度均无显著影响。综合分析认为,0.10 mmol/L SA浸种对老化玉米种子活力的修复作用最好,可作为生产实践的参考。     

烟草种子的老化规律研究

以烟草种子(云烟97)为材料,研究比较老化温度(30,35,38,40℃)和时间(24,36,48,60,72,84,96 h)、100％RH(空气湿度)处理对种子发芽率的影响,筛选确定烟草种子进行人工加速老化测定的适宜条件是40℃老化72h.同时研究了烟草种子老化过程中的种子活力及生理生化特性的变化.结果表明:随着种子老化程度的加深,烟草种子的发芽势,发芽率,发芽指数和活力指数均显著下降,种子内的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等氧化酶活性呈显著降低趋势,而种子的相对电导率和丙二醛(MDA)含量则呈上升趋势.这些生理生化研究,为烟草种子贮藏和生产实践上活力的保持提供实际参考和理论依据.     

不同人工老化法测定玉米种子耐储性的比较分析

以耐储玉米自交系东156和不耐储自交系东237为试材,对40℃高温高湿老化法、饱和盐加速老化法、58℃±1℃热水浴老化法和50%甲醇老化法4种玉米种子人工老化方法进行比较,筛选适合玉米种子耐储性评价的方法。结果表明,经过人工老化处理后,东156与东237种子耐储性相关指标均有所下降。4种老化方法中只有热水浴老化法处理后,东156的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数和寿命指数等耐储性相关指标均显著或极显著高于东237,其中寿命指数差异最大。     

Carotenoids from Marine Microalgae: A Valuable Natural Source for the Prevention of Chronic Diseases

Epidemiological studies have shown a relation between antioxidants and the prevention of several chronic diseases. Microalgae are a potential novel source of bioactive molecules, including a wide range of different carotenoids that can be used as nutraceuticals, food supplements and novel food products. The objective of this review is (i) to update the research that has been carried out on the most known carotenoids produced by marine microalgae, including reporting on their high potentialities to produce other less known important compounds; (ii) to compile the work that has been done in order to establish some relationship between carotenoids and oxidative protection and treatment; (iii) to summarize the association of oxidative stress and the various reactive species including free radicals with several human diseases; and (iv) to provide evidence of the potential of carotenoids from marine microalgae to be used as therapeutics to treat or prevent these oxidative stress-related diseases.     

不同老化时间和收获期对春小麦种子活力的影响

[目的]探明小麦种子在不同收获期下贮藏过程中种子活力变化.[方法]采用高温高湿人工加速老化的方法,对3个不同收获时期的春小麦种子在100;相对湿度和41℃条件下进行人工加速老化,处理时间分别为0、2、4、6、8d,测量发芽率、发芽势、活力指数、平均发芽时间、幼苗干鲜重等指标.[结果]不同收获期下老化2d的各项指标与对照组相比,差异不大,从第4d开始,随着老化时间增长,各相关指标均呈明显下降趋势,在老化第8d时,种子的发芽率最低降至60.33;.[结论]采用种子活力指数结合主要农艺性状可有效评价不同人工老化处理对不同收获期小麦种子活力的影响.人工老化处理这一措施结果显示种子在短时间内受到高温高湿胁迫伤害较轻,老化的时间越长,种子受到的伤害越深,劣变越快.     

木材光老化的研究进展

介绍了日光的分布、木材组分对日光的吸收情况以及木材光老化的机理,并从木材的化学成分、颜色以及微观结构变化等方面,分析了光波对木材性质的影响,为木材及木质材料在室外应用的耐老化性能研究提供参考。     

干酪的凝乳及成熟条件对感官品质的影响

研究了干酪的最佳凝乳及成熟条件。结果表明,以63℃,30min杀菌乳为基础,添加3%的发酵剂,0.01%的CaCl2及40mg/kg的凝乳酶,在32～35℃下凝乳35～40min,干酪的产率可达13.2%。向凝乳粒中添加3%的食盐,然后压榨成型,在温度为8℃,相对湿度80%～85%的条件下,成熟50d,干酪的风味品质良好,pH值4.6,SN为7.29%。在干酪成熟前期(20d),乳酸菌数虽然显著下降,但仍具有较高的发酵产酸活性,pH值降至最低(5.95)。然后,随着蛋白质水解产物的积聚,pH值开始回升,30d后pH值基本稳定在6.10～6.15。随着成熟时间的延长,蛋白质水解程度(pH值4.6 SN和12%TCA SN)逐渐增大,从而引起干酪的色泽逐渐变黄,硬度降低,弹性下降。     

Aging Behavior Analysis of Asphalt based on Nonlinear Differential Dynamic Model

In order to study aging behavior and anti aging performance of asphalt, aging tests were carried out with rolling thin film oven test(RTFOT) and oven aging test at 60℃, and aged asphalt was extracted from pavements of different service life. Viscosity of asphalt samples was fitted with nonlinear differential dynamic model. With parameter study, property changes, aging rate of asphalt and the difference of aging mechanism were analysed under different aging conditions. It was shown that the nonlinear differential dynamic model can simulate asphalt aging process in the laboratory or on site effectively. At the same time, model parameters(L and r) can quantify aging state and aging rate. Asphalt had its limited aging state corresponding with different aging temperature. Ultimate aging degree of RTFOT and field aging were about 4~5 times of that of oven aging test at 60 ℃. And aging effect of RTFOT for 6h was about equivalent with that of field aging for 6 years. Thus time delay RTFOT can simulate long term aging of pavement asphalt.