柑橘幼果发育期碳水化合物代谢及其与生长发育的关系

温州蜜柑幼果在盛花后逐渐生长 盛花后6 d开始大量脱落 日本甜夏橙幼果在盛花后12 d内重量未增加，一直处于急剧落果期。甜夏橙幼果中蔗糖含量高出温州蜜柑20多倍，种间还原糖含量变化趋势略有不同。两种柑橘的淀粉含量变化也不同，但它们的淀粉含量与淀粉酶活性、幼果相对脱落率均呈负相关。对幼果碳水化合物代谢与生长、脱落的关系作了讨论。     

银杏幼苗叶片转化酶活性及其动力学

采用波钦诺克XH法研究了田间和室内栽培的银杏幼苗叶片转化酶的活性及其动力学性质。结果表明:银杏幼苗叶片转化酶在pH值5.0、温度55℃时活性最强;该酶的米氏常数为3.7×10-2mol·L-1;室内盆栽的银杏幼苗叶片转化酶的活性显著高于田间栽培的同龄银杏幼苗叶片转化酶的活性。     

Comparison of Salt and Drought‐Stress Effects on Maize Growth and Yield Formation with Regard to Acid Invertase Activity in the Kernels

The long‐term effects of salt stress (11 dS m^?1) and drought stress (35 % WHC) were investigated for two maize genotypes, focusing on the relation between metabolic changes around the time of pollination and the impact on yield determinants at maturity. The relatively salt‐resistant hybrid Pioneer 3906 and the relatively drought‐resistant hybrid Fabregas were compared. The experiments were conducted in large plastic containers in a vegetation hall in two consecutive years (2011 and 2012). Plant height and leaf area were significantly reduced under both stress conditions. The transpiration rate was only slightly reduced under drought stress; but under salt stress, a significant reduction occurred 40–53 days after sowing. As a significant increase in sucrose concentrations was observed in the salt‐treated maize kernels 2 days after pollination, the availability of assimilates was not limiting and the plants could afford to save water by reduced stomatal opening. Although under both stress conditions the soluble acid invertase activity was reduced 2 days after pollination, concomitantly, an increase in hexose concentrations was observed. Thus, in these experiments, the delivery of hexoses by acid invertase activity did not limit kernel development. Differences in grain yield at maturity between salt and drought stress were most likely caused by salt‐specific effects (Na⁺ toxicity), Fabregas being more affected than Pioneer 3906.     

尕海湿地区沼泽草甸退化对土壤氮转化酶活性的影响

为探讨高寒湿地退化对土壤氮转化酶活性的影响,以青藏高原东缘尕海湿地未退化（ND）、轻度退化（LD）、中度退化（MD）和重度退化（HD）4种不同退化程度0~40 cm土层沼泽草甸为研究对象,研究不同退化与土层中土壤氮转化酶（蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶）活性的变化特征及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明：1）随沼泽草甸退化程度加剧,土壤含水量、全氮、铵态氮和微生物生物量氮含量均显著降低,土壤温度与硝态氮含量却显著增加。2）随退化程度加剧,各土层土壤脲酶活性增加、蛋白酶活性降低,且仅在20~40 cm土层存在显著差异;硝酸还原酶活性增加、亚硝酸还原酶活性降低,在0~20 cm土层存在显著差异。3）各退化程度中,土壤脲酶、蛋白酶、亚硝酸还原酶活性均随土层深度的增加而显著下降,硝酸还原酶活性仅在HD显著下降。4）退化程度和土层对4种土壤氮转化酶活性均存在显著影响,且对土壤硝酸酶和亚硝酸还原酶活性存在显著交互作用。5）冗余分析表明土壤含水量对土壤氮转化酶活性变化的贡献率高达67.1%,其是驱动尕海沼泽草甸退化演替过程中土壤氮转化酶活性变化的主导因素。研究结果可为高寒湿地生态系统退化中的土壤酶活性变化规律提供理论依据。     

不同形态氮素对种植大豆土壤中微生物数量及酶活性的影响

采用框栽试验方法,研究6种不同形态氮素[生物固氮(N0)、硝态氮(N1)、铵态氮(N2)、氨基酸态氮(N3)、蛋白态氮(N4)和酰胺态氮(N5)]对种植大豆土壤中微生物数量及土壤酶活性动态变化的影响。结果表明:各大豆生育期内真菌、细菌、放线菌数量和土壤脲酶、蔗糖酶活性对不同形态氮素的反应不同;三大菌群在组成上以细菌数量占绝对优势,数量上均在花期时达到峰值,即均随着大豆生育期的推进呈单峰曲线变化;花期不同形态氮处理下的土壤微生物总数量有差异,具体表现为N5N3N2N1N4N0。土壤多样性指数的变化趋势随着生育期的推进呈缓慢下降趋势,与土壤微生物数量的变化趋势不一致,因此,评价土壤生物多样性指数应将两者结合起来。土壤脲酶和蔗糖酶活性随着生育期的推进亦为单峰曲线变化趋势,但脲酶与蔗糖酶活性的变化趋势不同,其高峰期出现在鼓粒期。     

蔗糖转化酶家族基因进化、表达及对草莓果实糖分积累的影响

在草莓蔗糖碱性/中性转化酶家族基因(Fa.A/N-Inv)成员序列分析的基础上,以‘申阳’和‘红颜’草莓为材料,利用实时定量PCR技术分析了Fa.A/N-Inv家族基因在不同条件下的表达模式,利用分光光度法测定了果实发育过程中A/N-Inv酶活性,利用高效液相色谱法分析了果实发育阶段糖分积累规律。结果表明:(1)Fa.A/N-Inv是由8个成员组成的多基因家族;(2)4个Fa.A/N-Invs不仅具有组织特异性,还具有果实发育阶段特异性和品种特异性表达特点;(3)4个Fa.A/N-Invs的表达受细胞分裂素(BA)、赤霉素(GA)和生长素(IAA)诱导;(4)蔗糖和葡萄糖作为A/N-Inv酶促反应的底物和产物,分别对4个Fa.A/N-Invs转录表达起正、负反馈调节作用,此外蔗糖还可作为一种信号分子诱导Fa.A/N-Invs表达;(5)‘申阳’草莓A/N-Inv酶活性在绿果阶段低于‘红颜’,其余阶段均高于‘红颜’;(6)成熟果实中蔗糖含量‘红颜’(50.7 mg·g~(-1) FW)约为‘申阳’(23.2 mg·g~(-1) FW)的2倍。     

一品红转化酶基因片段的克隆和序列分析

根据植物酸性转化酶基因的保守区序列,设计1对PCR引物,以一品红基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增出长约500 bp的DNA片段,克隆入pM D-18T载体,测序结果表明:获得1个一品红酸性转化酶基因家族的成员,该基因片段长523 bp,编码173个氨基酸,属于开放阅读框的一部分,不含内含子。在G enB ank中进行同源性检索的结果表明,该成员编码的氨基酸与其他植物细胞壁酸性转化酶编码的氨基酸同源性较高。     

菠萝酸性转化酶基因家族初步生物信息学及表达分析

酸性转化酶（acid invertase, AIN）在菠萝采后蔗糖降解过程中起着重要作用,基于菠萝全基因组数据库,预测菠萝AIN家族基因并进行生物信息学分析,解析其在采后菠萝不同贮藏温度下的表达变化情况,为阐明AIN基因在采后菠萝果实贮藏特性中的作用奠定基础。以水稻AIN家族基因为探针,在菠萝全基因组中鉴定到2个菠萝细胞壁酸性转化酶基因（cell wall acid invertase, CWIN）和2个液泡酸性转化酶基因（vacuolar acid invertase, VIN）,分别命名为AcCWIN1、AcCWIN2、AcVIN1、AcVIN2,设计编码区引物进行测序验证,并进行生物信息学分析。进化分析结果表明,AcCWIN1、AcCWIN2和AcVIN1、AcVIN2蛋白分别归于细胞壁酸性转化酶和液泡酸性转化酶2个进化支上,且均属于糖基水解酶家族GH32,基因结构、保守域和保守基序均一致。荧光定量分析结果表明,菠萝果肉中AcVIN1和AcVIN2在果实采后贮藏过程中表达量升高,且AcVIN1在发生黑心病的部位大量表达,而AcCWIN1和AcCWIN2在采后贮藏过程中表达量逐渐降低,且随着贮藏温度的升高其表达量降低,预示AcVIN1、AcVIN2较AcCWIN1、AcCWIN2在菠萝采后蔗糖降解和黑心病的发生方面发挥着更为重要的作用。     

芒果中性/碱性转化酶MiNI基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术克隆了1个编码NI基因的cDNA序列,命名为MiNI基因,并对不同来源的中性/碱性转化酶的分子特征及系统进化进行比较分析。结果表明：MiNI基因开放阅读框为2034 bp,编码677个氨基酸,相对分子量为76.6 kDa,理论等电点为6.24;生物信息学分析结果显示,NI二级结构α螺旋占38.85%,无规则卷曲占35.45%,伸展链占18.91%,β折叠占6.79%;MiNI具有glycoside hydrolase family 100结构保守域,与克里曼丁桔、龙眼、巴西橡胶树和番木瓜都具有一致的motif位点;MiNI基因编码的氨基酸序列与克里曼丁桔、龙眼氨基酸序列同源性最高;构建NI系统进化树分析表明,与芒果遗传距离最近的是克里曼丁桔,最远的是玉米和枸杞。qRT-PCR分析显示,果皮MiNI基因表达量远高于果肉;花后10~40 d,果皮MiNI基因表达量显著下降;花后40~100 d,果皮MiNI基因表达量维持在一个相对稳定水平;花后100~130 d,随着果实成熟,果皮MiNI基因表达量又显著上升;而花后10~40 d,果肉MiNI基因表达量显著下降,至果实发育后期果肉MiNI基因表达量始终处于极低水平。该研究为进一步了解MiNI基因在芒果果实蔗糖代谢过程中的作用以及从分子角度阐明芒果糖代谢机理奠定理论和技术基础。     

甘蔗叶片中转化酶的变化规律及其与生长和糖分积累的关系

本试验以中早熟高糖品种川蔗10号和迟熟低糖品种海蔗5号为材料,研究甘蔗叶片中转化酶的变化规律及其对甘蔗主要性状的影响。结果表明,叶片中转化酶活力与生长呈正相关,而与糖分积累呈负相关。成熟期较高的酸性转化酶活力对糖分积累不利。不同类型品种转化酶转化模式不同,反映了它们遗传型的差异。因此,转化酶特别是酸性转化酶可作为甘蔗育种及其基因型选择的显著生理指标。