萌发中食松幼苗淀粉合酶同工酶与淀粉成分的关系

利用14C－ADPG标定法测定可溶性及与淀粉粒结合的淀粉合酶活性,采用过氯酸抽提、DMSO玻璃纤维纸层析、硫酸水解法定量测定各类淀粉成分,探讨了食松（PinusedulisEngelm）幼苗生长过程中淀粉合酶与淀粉成分间的关系。结果表明,在胚根出现以后,淀粉含量迅速增加,伴随着淀粉颗粒数目和质量的增加,两类淀粉合酶活性的增加以及淀粉合酶免疫印迹图谱的变化。支链淀粉是食松淀粉的主要成分,占总淀粉的84％。可溶性淀粉合酶峰值比淀粉粒结合的淀粉合酶活性峰值高1．3倍,与支链淀粉和直链淀粉的比例相对应。结果支持食松可溶性淀粉合酶是负责支链淀粉合成的主要酶的假说,同时表明淀粉粒结合的淀粉合酶在支链淀粉的合成中也有作用。     

植物支链淀粉生物合成研究进展

植物支链淀粉占贮存淀粉的70%～80%,是决定植物果实或种子品质的关键成分.对植物支链淀粉生物合成途径及其代谢酶基因的研究,可大大推动支链淀粉结构的改造和在食品工业上的应用.该文介绍了植物支链淀粉的结构组成,详细阐述了参与支链淀粉生物合成的三类酶,即淀粉分支酶(starch branchingenzyme,SBE)、可溶性淀粉合酶(soluble starch synthase,SSS)和淀粉脱支酶(starch debranching enzyme,SDBE)的编码基因、酶学特性及其在支链淀粉合成中的作用,并就植物支链淀粉的合成模型加以探讨.同时提出了该研究领域尚待解决的问题,对其应用前景作了展望.     

葛根淀粉合成关键酶活性动态及其与块根产量和淀粉积累的相关性研究

为探讨葛根发育过程中淀粉合成关键酶活性与块根产量和淀粉积累的关系,以初步揭示其内在的生理机制。该研究以‘桂葛1号’粉葛和‘桂葛8号’野葛为材料,采取生理测定法对农艺性状、直链和支链淀粉的含量、淀粉合成关键酶活性等进行测定,并对葛根发育过程中淀粉合成关键酶活性、农艺性状和淀粉含量动态变化的关系进行相关性分析。结果表明：(1)块根发育过程中,两品种葛根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚性结合淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性呈现先增大后降低的单峰曲线变化,与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量由缓慢增长到快速增长后趋于稳定的变化趋势基本一致,即在块根形成期至膨大期逐渐增长,至膨大后期达到最大,之后迅速下降,至成熟期缓慢下降,并维持在较高水平。(2)‘桂葛8号’的淀粉含量和产量显著高于‘桂葛1号’,其酶活性也均显著高于‘桂葛1号’。(3)葛块根的根长、根粗、单株重、干物质含量、产量表现为“缓慢-快速-稳定”的变化趋势,淀粉含量表现出类似变化。(4)相关性分析结果显示,4个淀粉合成关键酶活性与块根直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量、根长均呈显著或...     

糯性和非糯性小麦灌浆期胚乳直/支链淀粉积累及其相关酶活性研究

选用3份糯性和2份非糯性小麦材料,通过田间试验在灌浆过程中分别检测了各材料的籽粒直链和支链淀粉积累量、淀粉积累速率及淀粉合成关键酶活性的动态变化过程,探讨籽粒淀粉累积与相关酶活性的关系.结果表明:(1)非糯小麦在花后7 d前均未检测到直链淀粉存在,而此时已经检测到支链淀粉含量,并且糯小麦仅含有支链淀粉,支链淀粉早于直链淀粉合成.(2)糯性和非糯性小麦灌浆期籽粒的直、支链淀粉积累速率均呈先增加后降低的趋势,且直、支链淀粉最终积累量取决于最大积累速率和平均积累速率的大小,而积累活跃期的调节作用较小;糯性和非糯性小麦在淀粉合成过程中的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SEB)活性均呈单峰曲线变化,活性峰值基本上都出现在花后20～25 d左右.(3)直链淀粉积累速率与AGPP、SSS、GBSS和SBE活性变化显著或极显著正相关,而支链淀粉积累速率仅与SSS活性变化极显著正相关,总淀粉积累速率与AGPP和SSS活性变化显著或极显著正相关.     

云南野生稻籽粒淀粉合成关键酶活性测定

为研究云南3种野生稻直链淀粉合成机制并利用其直链淀粉含量较低的优良品质,以云南3种野生稻和4种当地栽培稻为材料,研究野生稻灌浆期籽粒4种淀粉合成关键酶(包括ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成、颗粒凝结型淀粉合成酶、淀粉分支酶)活性变化。结果表明,野生稻中4种淀粉合成酶的变化趋势与栽培稻相似,但活性有较大差别。颗粒凝结型淀粉合成酶的活性与直链淀粉含量呈正相关,说明在野生稻中同样是由颗粒凝结型淀粉合成酶控制直链淀粉的合成。同时发现在同一灌浆期,同种材料中可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶的活性变化呈相反趋势,推测这两种酶之间可能在淀粉合成过程中存在某种反馈调节机制。     

冬小麦籽粒淀粉合成相关酶活性的日变化

蔗糖向淀粉的转化是决定小麦籽粒产量的重要因素。田间条件下研究了两个小麦(TriticumaestivumL.)品种“鲁麦22”和“鲁麦14”籽粒淀粉合成相关酶:蔗糖合酶(sucrosesynthase,SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucosepyrophosphorylase,ADPGPPase)、可溶性淀粉合酶(solublestarchsynthase,SSS)、束缚态淀粉合酶(starchgranule-boundsynthase,GBSS)的活性以及籽粒ATP含量的日变化。结果表明,上述酶活性呈现明显的昼夜变化特征,酶活性一般在白天较低,而在夜间呈现较高活性,而籽粒ATP含量趋势相反。相关分析表明,白天较低的酶活性可能与气温超过其适宜温度有关。对籽粒淀粉合成相关酶活性日变化的可能因子进行了讨论。     

冬小麦籽粒淀粉合成相关酶活性的日变化

蔗糖向淀粉的转化是决定小麦籽粒产量的重要因素.田间条件下研究了两个小麦(Triticum aestivum L.)品种"鲁麦22"和"鲁麦14"籽粒淀粉合成相关酶:蔗糖合酶(sucrose synthase,SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,ADPGPPase)、可溶性淀粉合酶(soluble starch synthase,SSS)、束缚态淀粉合酶(starch granule-bound synthase,GBSS)的活性以及籽粒ATP含量的日变化.结果表明,上述酶活性呈现明显的昼夜变化特征,酶活性一般在白天较低,而在夜间呈现较高活性,而籽粒ATP含量趋势相反.相关分析表明,白天较低的酶活性可能与气温超过其适宜温度有关.对籽粒淀粉合成相关酶活性日变化的可能因子进行了讨论.     

玉米直链淀粉生物合成多基因转化载体构建

淀粉分支酶基因sbe是影响玉米直链淀粉含量的主要因素,淀粉分支酶分为3种即sbeI、sbeIIa和sbeIIb,其中sbeIIb对直链淀粉含量影响效应最大,抑制玉米淀粉分支酶sbeIIb基因的表达可减少支链淀粉的含量,从而达到提高直链淀粉的目的;ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是直链淀粉合成的关键酶,通过提高AGP表达量同样可提高玉米直链淀粉含量。以此为目的分别克隆了sbeIIb一段375bp高度保守区,玉米SBE基因一段175bp内含子,AGP完整开放阅读框,大麦胚乳特异启动子和ADPG基因终止子。构建了sbeIIb基因正、反义的hpRNA发夹结构,将该发夹结构与上述基因分别连接到pCAM-BIA3301上;构建得到包含sbeIIb基因干扰结构与AGP基因过表达的pCAMB-RSA多基因胚乳特异表达载体。为此,pCAMB-RSA载体的成功构建将为高直链淀粉玉米的培育奠定基础。     

硫营养对小麦籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响

在田间条件下,研究了施硫对小麦籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响.结果表明:在0～20 cm土层土壤有效硫含量为5.84 mg/kg的地块上施硫不仅提高了小麦籽粒中蔗糖的含量,而且催化蔗糖降解代谢的蔗糖合成酶(SS)活性提高,利于籽粒蔗糖的降解.施硫显著提高了灌浆期间籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性,并使腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性在灌浆中、后期维持在较高水平,对直链和支链淀粉的合成都起促进作用, 使总淀粉积累增加,千粒重提高,产量增加.     

玉米灌浆期水分差异供应对籽粒淀粉积累及其酶活性的影响

利用普通玉米(Zay mays)‘掖单22’和高油玉米‘高油115’,研究了灌浆期水分差异供应对籽粒淀粉及其组分积累、相关酶活性动态变化的影响。结果表明,两种类型玉米淀粉积累和酶活性动态变化趋势基本一致,但对水分的反应有差异。缺水提高了‘掖单22’籽粒中淀粉、支链淀粉含量,而直链淀粉含量下降,‘高油115’则是籽粒中的淀粉含量、支链淀粉和直链淀粉含量提高;充分供水使淀粉及其组分产量提高;叶片中蔗糖合成酶(SS)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性随水分供应水平而提高,尤其在授粉后10~30 d增幅更加明显。充分供水明显提高籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉粒结合淀粉合成酶(GBSS)活性,缺水使籽粒中酶活性下降较早且迅速;SPS、ADPG-PPase、SSS酶活性对缺水反应比较敏感。     

氮素水平对冬小麦籽粒灌浆过程中淀粉合成关键酶活性的影响

小麦籽粒灌浆过程中,淀粉合成关键酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)均随着灌浆进程呈单峰曲线变化,峰值出现在花后25d;不同氮肥施用量对灌浆前期酶活性的影响较小,而在花后20d之后影响较大;随着氮肥施用量的增加,4种酶活性均呈增加趋势,但氮肥过量时酶活性下降,表明适当增加施氮量有利于淀粉合成关键酶活性的提高。     

禾谷类作物胚乳的淀粉合成

禾谷类作物胚乳拥有独特的淀粉合成途径,需要多种特异性同工酶的参与,这些酶在禾谷类其他组织或非禾谷类作物中是不存在的。近来明确了单个淀粉同工酶的功能,这有助于我们更深入地了解禾谷类淀粉直链、支链的合成与分布。在对禾谷类淀粉合成进行遗传分析的基础上,提出了脱分支酶作用模型。以水稻全基因组序列草图为背景,本文首次全面分析了禾谷类作物的淀粉合成。     

不同类型土壤上种植的小麦籽粒中与淀粉合成相关的酶活性变化

测定池栽条件下灰潮土、水稻土、砂姜黑土上种植的强筋小麦‘郑麦9023’籽粒灌浆过程中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）5个与淀粉合成有关的酶活性变化的结果表明,不同类型土壤上种植的小麦籽粒中AGPP、UGPP、SSS、GBSS、SBE活性均呈单峰曲线变化,花后18d,AGPP、UGPP、SSS和SBE活性达到峰值,而GBSS则在花后24d达到峰值。AGPP、SSS、SBE活性峰值表现为灰潮土〉水稻土〉砂姜黑土,UGPP峰值表现为灰潮土〉砂姜黑土〉水稻土,GBSS峰值则表现为水稻土〉灰潮土〉砂姜黑土。     

不同类型玉米发育籽粒中淀粉合成及相关酶活性比较

以普通玉米、爆裂玉米、甜玉米和糯玉米为试材,分析和比较不同类型的玉米品种之间籽粒发育过程中淀粉合成及相关酶活性的变化。结果表明,淀粉合成速率和蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)、去分支酶(DBE)活性都呈单峰曲线变化。30～40 DAP,普通玉米的SS活性显著高于其他3种类型;类型间平均和最大SSS活性水平的顺序为普通玉米>糯玉米>爆裂玉米>甜玉米;30～40 DAP,普通玉米GBSS活性最高,糯玉米GBSS活性最低;20～40 DAP,糯玉米SBE活性最高;甜玉米的DBE活性很低,并且在40 DAP完全丧失。淀粉合成速率与SS、SSS、GBSS和SBE活性相关程度比较高,与腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP酶)和DBE活性相关不显著。推测AGP酶虽然为淀粉合成提供直接前体ADPG,但可能SS活性过低致使其限速作用比AGP酶的还强,AGP酶潜在的限速作用无法表现,SS成为玉米籽粒淀粉合成的限速因子。GBSS对直链淀粉积累起重要的促进作用;SSS和SBE对支链淀粉积累起重要的促进作用。     

花后高温对不同耐热性小麦品种籽粒淀粉形成的影响

以耐热性不同的2个小麦品种济麦20和鲁麦21为材料,分别于花后5～9d（T1）和15～19d（T2）进行高温处理,研究了小麦花后不同阶段高温对籽粒淀粉积累、淀粉粒分布及相关酶活性的影响。结果表明,花后高温显著降低籽粒淀粉积累量;显著降低籽粒淀粉及支链淀粉含量,但提高直链淀粉含量、直／支链淀粉比例。处理间比较,他处理对籽粒淀粉积累的影响程度较T1处理大。品种间比较,高温对济麦20的影响程度较鲁麦21大。高温使A型淀粉粒的体积、数量和表面积比例显著增加,B型淀粉粒的体积、数量和表面积比例显著降低。T1处理后,两品种籽粒蔗糖含量、蔗糖合酶（SS）和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合酶（SSS）、束缚态淀粉合酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）活性均略高于对照;但济麦20、鲁麦21上述指标分别于花后15、20d开始低于对照。他处理后,两品种籽粒蔗糖含量、SS、AGPP、SSS、GBSS和SBE活性显著低于对照,济麦20上述指标的降幅较鲁麦21大。与其它淀粉合成相关酶相比,高温对籽粒GBSS活性的影响程度较小。两品种处理间籽粒蔗糖含量、SS、AGPP、SSS、GBSS及SBE活性的变化趋势,与淀粉积累量的变化趋势基本一致。说明灌浆期高温使籽粒淀粉积累量降低,一方面是由于籽粒蔗糖供应较低引起糖源不足;另一方面则是由于灌浆中后期淀粉合成相关酶活性下降使淀粉合成受抑所致。     

糯玉米SW70和SW22是一类新的淀粉合成酶基因功能缺失多突变体

糯玉米是一类相对于粮食玉米的重要天然突变体,其淀粉合成的遗传机制复杂而又多样。以糯玉米自交系5形22、普通玉米自交系5003、SW22（♀）和5003（♂）的杂种定向选育的糯玉米自交系SW70（自交4代）为材料,研究了自交系授粉后1、2、4周时,SW22、SW70和5003籽粒中ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合酶（SS）、淀粉分支酶（SBE）和淀粉去分支酶（DBE）共4个家族21个成员编码基因表达水平的变化。结果表明：1）SW22中多个淀粉合成酶编码基因的表达动态与SW70及5003中有显著差异。差异主要存在于淀粉合酶SS和淀粉去分支酶DBE基因家族：2）SW22及SW70籽粒中有明显的阢转录产物累积,但累积水平均显著低于5003籽粒中：3）SW22及SW70中颗粒结合淀粉合成酶编码基因Gbssm和异淀粉酶型去分支酶编码基因Iso2完全不表达．意味着SW22胚乳中GbssIIb基因和Iso2基因的功能完全缺失。目前,有关玉米籽粒中GbSSIIb和异淀粉酶型DBEIso2同时突变或单个基因突变均未见报道。推测淀粉合成酶基因GbssIIb和异淀粉酶型DBEIso2功能缺失以及耽功能部分缺失．共同导致了SW22和SW70籽粒中直链淀粉合成部分缺陷。     

淀粉含量不同的玉米自交系籽粒淀粉积累及其关键酶活性

以2个高淀粉和2个低淀粉玉米自交系为材料,分析了玉米籽粒淀粉的动态积累规律,同时对高低淀粉玉米籽粒灌浆过程中淀粉生物合成关键酶活性的动态变化及其与淀粉积累动态的相关性进行讨论分析。研究结果表明:灌浆过程中4个自交系淀粉含量变化趋势均呈sigmoid型曲线。灌浆过程中ADPG-PPase(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SSS(可溶性淀粉合成酶)、GBSS(颗粒结合淀粉合成酶)活性均呈单峰曲线变化,峰值都出现在20～30DAP(授粉后天数)。2个高淀粉自交系的Q酶(淀粉分支酶)活性也呈单峰曲线变化,峰值也出现在20DAP,而2个低淀粉自交系的Q酶活性则呈双峰曲线变化,2个峰值分别出现在15～20DAP和30～35DAP。4个自交系籽粒淀粉的积累速率与各自交系ADPG-PPase、SSS和GBSS的活性变化呈极显著正相关。各自交系关键酶活性之间,ADPG-PPase、SSS和GBSS三者间活性变化呈极显著正相关,这3种酶活性变化与Q酶活性变化也呈不同程度的正相关。     

胚乳中淀粉的合成

禾本科植物胚乳内所含有的淀粉根据其结构、组成可以分为两类：直链淀粉（由α-1,4糖苷键连接的多聚D-葡萄糖）和支链淀粉（在以α-1,4糖苷键连接的主链上通过形成α-1,6糖苷键引入支链的多聚D-葡萄糖）。前者是以一种线性无序状态存在,而支链淀粉则是构成淀粉半晶体结构的主要成分。其中,除了负责合成作为糖基直接供体的ADP—Glc的酶AGPase外,直链淀粉中链的延伸反应由GBSSI完成,而支链淀粉的合成则相对复杂,需要SS、SBE、DBE、SP等一些酶的协同调控来共同完成。本文综述了胚乳中淀粉合成过程中所涉及的一些关键酶的研究进展,并对此研究领域进行了展望。     

淀粉合酶的酶学与分子生物学研究进展

淀粉合酶作为淀粉合成的关键酶之一,一直是淀粉研究的重要内容。这些研究多集中在对其同工型的研究,淀粉合酶的两类主要同工型分别为淀粉粒结合的淀粉合酶和可溶性淀粉合酶,这两类同工型的作用极为复杂。本文介绍了淀粉合酶同工型的酶学和分子生物学近年来的研究进展,同时也讨论了这些同工型的分类、相互关系及其在淀粉合成过程中的生理功能等内容。     

淀粉合酶的酶学与分子生物学研究进展

淀粉合酶作为淀粉合成的关键酶之一,一直是淀粉研究的重要内容,这些研究多集中在对其同工型的研究,淀粉合酶的两类主要同工型分别为淀粉粒结合的淀粉合酶和可溶性淀粉合酶,这两类同工型的作用极为复杂,本文介绍了淀粉合酶同工型的酶学和分子生物学近年来的研究进展,同时也讨论了这些同工型的分类,相互关系及其在淀粉合成过程中的生理功能等内容。