不同抗寒性冬小麦品种分蘖节低温诱导蛋白比较

通过蛋白质双向电泳和质谱技术,对低温前后抗寒品种东农冬麦1号和非抗寒品种济麦22的蛋白质组进行了比较分析.结果表明：在pH 4～7范围内,在东农冬麦1号和济麦22分蘖节蛋白表达图谱中发现55个蛋白点在低温胁迫后的表达量与低温前有明显差异,其中47个点在两个品种中均有表达.低温处理后,有23个蛋白点的丰度值变大,东农冬麦1号的绝对丰度高于济麦22;7个蛋白点的丰度值变小,东农冬麦1号的绝对丰度低于济麦22;东农冬麦1号特有8个蛋白点表达量上升.所有上调的蛋白点中东农冬麦1号的表达量是济麦22的2.1~16.5倍,超过4倍以上的点有10个;所有下调的点中东农冬麦1号的表达量是济麦22的0.1～0.4倍.对所有的差异蛋白点进行质谱分析,并通过数据库检索进行蛋白质鉴定,得到了其中51个蛋白的完整肽指纹图谱,这些蛋白中逆境蛋白占15.7%、代谢相关蛋白占27.5%、信号分子占19.6%、未知蛋白占9.8%、其他类蛋白占27.4%.这些蛋白的表达可能对东农冬麦1号抗寒性具有重要作用.     

橄榄果实发育成熟过程中糖积累与相关酶活性的关系

以可溶性总糖含量差异明显的2个橄榄品种为试验材料,测定果实发育成熟过程中蔗糖、葡萄糖、果糖、可溶性总糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的动态变化,并对果实糖积累与酶活性进行相关性分析,以明确不同橄榄品种果实糖积累差异的生理基础,为进一步在代谢与分子水平探讨橄榄果实糖积累机制提供依据。结果表明:(1)蔗糖快速积累期是橄榄品种间果实蔗糖积累差异的关键时期,并影响成熟时果实可溶性总糖含量的高低,其中‘马坑22’蔗糖快速积累期较长,增长幅度较大,成熟时可溶性糖含量高;成熟时‘马坑22’、‘檀头23’果实内己糖与蔗糖比分别为0.668、0.904。(2)在蔗糖快速积累期内,‘马坑22’酸性转化酶(AI)活性低于‘檀头23’,为其蔗糖积累创造条件,而中性转化酶活性高于后者则有利于其增加果实库强;两品种蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性变化差异不大,说明SPS不是蔗糖积累的关键酶;‘马坑22’蔗糖合成酶(SuSy)合成方向活性在花后144~186d增幅显著高于‘檀头23’,说明SuSy为果实蔗糖积累的关键酶。(3)‘马坑22’蔗糖快速积累主要依靠SuSy合成方向活性变化促进蔗糖合成,‘檀头23’蔗糖快速积累主要依靠SuSy分解方向活性变化促进蔗糖直接进入果实。     

‘台农1号’芒果果实发育过程中的糖分积累与相关酶活性研究

以‘台农1号’芒果为材料,测定了果实生长发育过程中淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及淀粉酶、蔗糖代谢相关酶———酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,并对果实中糖组分与酶活性的关系进行了分析.结果显示,(1)台农1号芒果果实属于单S型生长曲线,发育前期主要积累淀粉、葡萄糖和果糖,果实成熟软化时,淀粉酶活性降至最低,淀粉水解,蔗糖快速积累.(2)酸性转化酶活性在果实整个发育过程中维持最高,完熟时略有降低;蔗糖磷酸合成酶在果实发育前期略有降低,完熟时升至最高;蔗糖合成酶和中性转化酶活性在整个发育期一直很低且较稳定.(3)淀粉含量与淀粉酶活性呈显著正相关,与SPS活性呈极显著负相关,蔗糖、葡萄糖含量均与SPS、SS呈显著、极显著的正相关;果糖含量与SS呈极显著的正相关.研究表明,芒果成熟时淀粉分解、酸性转化酶活性的降低,且蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性的增加是引起果实蔗糖积累的主要因子.     

‘砂糖橘’缺镁早期诊断指标探索

以2年生枳砧‘砂糖橘’Citrus reticulata ‘Shatangju’幼苗为试材,分别进行正常供镁(对照)和缺镁处理,测定幼苗叶片中镁、叶绿素、蔗糖、淀粉和脱落酸(ABA)等含量及蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶和丙酮酸激酶等活性,以寻找合适的‘砂糖橘’缺镁早期诊断指标。结果表明,与对照相比,缺镁处理112 d后,植株叶片镁含量显著低于对照,但叶绿素含量未显著降低;蔗糖含量在处理28 d后出现瞬时增加,但随后恢复至对照水平;ABA含量在处理56～70 d时出现显著增加,其他时间没有差异,淀粉含量则与对照一直没有差异;丙酮酸激酶活性对缺镁胁迫没有明显的响应,而蔗糖磷酸合成酶和酸性转化酶在处理14 d后活性显著下降,且后者几乎在整个采样期维持低水平。因此,初步得出‘砂糖橘’叶片的酸性转化酶活性可作为植株缺镁的即时响应指标,能较快地反映植株是否处于缺镁状态,同时,蔗糖磷酸合成酶、蔗糖和ABA含量可作为辅助指标。     

睡莲叶脐着生胎芽与叶片不同部位碳水化合物代谢的关系

为了解睡莲叶脐胎芽的发育机理,以广热带亚属胎生睡莲‘玛格丽特’和‘鲁比’为材料,非胎生睡莲‘粉星’为对照,采用石蜡切片技术观察叶脐胎芽发育4个时期的形态变化,并比较胎生与非胎生睡莲叶片不同部位碳水化合物代谢的差异性。结果表明: 叶片展开后,胎生睡莲叶脐表皮以下细胞不断分裂和生长,形成排列紧密的细胞群,并逐渐向上凸起呈球形,非胎生睡莲叶脐则无任何变化。随着叶片的不断发育,除蔗糖和酶活性以外,各生理指标在胎生睡莲叶片中的含量均表现为先升后降,显著高于非胎生睡莲;从不同部位来看,碳水化合物含量总体表现为叶片>叶脐>叶柄(淀粉含量除外,其叶脐高于叶片和叶柄);不同品种蔗糖代谢酶活性表现为蔗糖合成酶(SS)和酸性转化酶(AI)活性高于蔗糖磷酸合成酶(SPS)和中性转化酶(NI)活性,胎生睡莲不同组织中的SPS和NI活性均显著高于非胎生睡莲,但SS和AI活性在胎生睡莲中并未表现出明显的品种优势;AI活性在品种间差异大,NI活性在品种间差异较小,且在不同组织中均处于较低水平。相关性分析表明,‘鲁比’叶片的蔗糖含量与SPS和AI呈极显著正相关,与NI呈显著正相关,且蔗糖含量的积累主要增加了睡莲叶片的SS和NI活性,有利于促进胎芽的形成。     

钾对小麦旗叶蔗糖和籽粒淀粉积累的影响

 利用冬小麦品种‘鲁麦22’(Triticum aestivum cv. `Lumai 22’)在大田条件下研究了钾素对小麦旗叶蔗糖和籽粒淀粉积累及其有关酶活性的影响。结果表明,钾素有利于提高旗叶光合速率,增强开花后旗叶磷酸蔗糖合成酶活性,提高旗叶中蔗糖的含量;从而提高了灌浆期间籽粒中蔗糖的供应,增强了籽粒中蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,加速了淀粉积累速率,提高了粒重和产量。     

甜瓜幼苗叶片内源一氧化氮和蔗糖代谢对低温胁迫的响应

以低温敏感型甜瓜品种‘XL-1’和耐低温型品种‘红优’为试材,采用6℃低温处理0、1、3、6、12、24h及3d、5d和7d,研究低温胁迫下甜瓜幼苗叶片中NO合成和蔗糖代谢的变化特征。结果表明:(1)低温胁迫能提高甜瓜幼苗叶片中硝酸还原酶(NR)活性,诱导促进NO生成,其中耐低温型甜瓜‘红优’中NO对低温的响应时间更早,变化幅度更大。(2)与对照相比,低温胁迫处理提高了2种甜瓜幼苗叶片中蔗糖、果糖和葡萄糖含量,增加了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性,降低了淀粉含量。(3)低温胁迫处理使2种甜瓜叶片中渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量上升。研究发现,低温胁迫通过增加甜瓜体内NO合成酶的活性刺激体内NO合成,通过促进蔗糖代谢相关酶的活性,提高蔗糖、果糖和葡萄糖的含量,从而响应低温胁迫,且低温胁迫诱导的糖分物质积累时间晚于NO的产生时间。     

花后高温对持绿型小麦叶片衰老及籽粒淀粉合成相关酶的影响

试验选用持绿型冬小麦(Triticum aestivum) ‘豫麦66’ (‘Ym66’)和‘潍麦8号’ (‘Wm8’)为研究材料, 以当地生产上起主导作用的冬小麦品种‘小偃22’ (‘XY22’)和‘小偃6号’ (‘XY6’)为对照。花后用塑料薄膜搭建成增温棚进行高温处理, 测定各品种绿叶数目、叶绿素和丙二醛(MDA)含量及叶片细胞膜透性, 并研究籽粒灌浆成熟期高温对持绿型小麦籽粒淀粉合成相关酶及粒重的影响。结果表明, 高温处理后, 各品种的绿叶数目和叶绿素含量都减少, MDA含量和膜透性都增加, 说明高温加速了小麦叶片衰老。同时, 各品种籽粒中与淀粉合成相关的酶(蔗糖合成酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS))活性都低于正常生长下的籽粒中的酶活性, 其中高温对籽粒SS和AGPP活性的影响不显著,而对籽粒SSS活性的影响显著(p = 0.015)。品种间比较, 持绿型小麦在两种处理下, 都表现出较多的绿叶数目和较高的叶绿素含量; 且3种与淀粉合成相关的酶活性也都高于非持绿型小麦, 说明持绿型小麦酶活性受高温抑制程度较小。相关性分析表明, 所有品种籽粒SS、AGPP、SSS活性都与籽粒灌浆速率成极显著的正相关(相关系数r分别为0.905、0.419和0.801)。因而, 持绿型小麦不仅具有较好的持绿特性, 而且籽粒中与淀粉合成相关的3种酶活性都较高, 这有利于其籽粒淀粉的合成, 从而增加籽粒产量。     

不同果色枸杞果实糖积累特征及其与蔗糖代谢酶活性的关系

以‘宁杞1号’（红色）、‘宁夏黄果’（黄色）和‘黑果’（黑色）3份不同果色枸杞为试材,测定枸杞果实发育过程中糖含量与蔗糖代谢酶活性的变化,并分析糖含量与蔗糖代谢酶活性的相关性,以探讨不同果色枸杞糖积累差异的生理基础,为进一步阐明枸杞品质形成及调控机理提供理论依据。结果显示：（1）气相色谱（GC）法检测结果为 ‘宁杞1号’果实含8种糖,‘宁夏黄果’含7种糖,‘黑果’仅检测到4种糖;且成熟期枸杞果实均以果糖、葡萄糖和蔗糖为主。（2）在枸杞果实发育过程中,各材料果实的果糖和葡萄糖含量呈现逐渐升高趋势,果实发育的后期升高幅度高于初期;而各材料蔗糖和赤藓糖含量却呈现出不同的变化趋势,不同发育时期材料间差异各异。（3）不同果色枸杞蔗糖代谢酶活性在枸杞果实发育过程中差异较大,其中酸性转化酶（AI）在果实发育的初期活性较低,材料间差别小,但在果实发育的后期活性高,材料间差异较大;从枸杞果实发育色变期到成熟期,供试材料AI和蔗糖合成酶（SS）活性高于中性转化酶（NI）和磷酸蔗糖合成酶（SPS）;在整个果实发育过程中‘黑果’保持着较低果糖含量和蔗糖代谢酶活性。（4）3种果色枸杞果糖含量均与AI活性达到显著相关关系,红色与黑色枸杞己糖（果糖和葡萄糖）含量与NI达到显著相关关系。研究表明,不同果色枸杞果实中的糖种类与含量、蔗糖代谢酶活性差异较大,AI活性升高有利于枸杞果糖的积累,转化酶在枸杞果实己糖积累过程中发挥着重要的作用。     

网纹甜瓜发育果实糖分积累与蔗糖代谢参与酶的关系

随着网纹甜瓜果实的发育,果实中葡萄糖和果糖的含量增加,蔗糖的快速积累发生在果实发育的中后期,高蔗糖积累型果实中蔗糖积累速率明显快于低蔗糖积累型.蔗糖磷酸合成酶活性在果实发育的前期短暂下降, 而后稳步上升,在果实发育的中后期高蔗糖积累型果实中该酶的活性显著高于低蔗糖积累型果实;随着果实发育,蔗糖合成酶的分解活性降低而合成活性升高.酸性和中性转化酶在未成熟果实中活性较高,而在成熟果实中很低; 高蔗糖积累型果实中酸性转化酶活性显著低于同期低蔗糖积累型果实.合成蔗糖的酶活性小于分解蔗糖的酶活性时蔗糖几乎没有积累.根据这些结果推测,转化酶活性的下降、蔗糖磷酸合成酶活性的增加以及蔗糖合成酶分解活性的下降和合成活性的增加,是引起果实蔗糖积累的主要内在因子.     

Detection of sugar accumulation and expression levels of correlative key enzymes in winter wheat (Triticum aestivum) at low temperatures

Carbohydrate accumulation is common in frost-resistant plants, and many enzymes participate in this process. The sugar content and expression levels of metabolic enzymes related to sugar biosynthesis in response to drops in temperature were measured in two cultivars of winter wheat (Triticum aestivum) with different cold tolerances. The results indicate that the two cultivars examined, Dongnongdongmai 1 and Jimai 22, accumulated high levels of carbohydrate before November 4 (above 0°C), and that accumulation decreased as temperatures fell. However, this decrease was more modest in Dongnongdongmai 1, which had a higher sugar content. Sucrose and fructose were the main soluble sugars, indicating an important role in freezing tolerance. Gene expression studies revealed that expression of the genes encoding chloroplastic enzymes was significantly upregulated in the tillering nodes. Expression upregulation of TaSS and TaTPT may be helpful for sugar accumulation before November 4.     

外源褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响

以‘津优4号’（热敏感型）和‘美国保尔’（耐热型）黄瓜幼苗为试材,研究了叶面喷施褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响。结果显示,高温胁迫下,（1）两种黄瓜幼苗硝态氮含量先升高后降低,‘津优4号’总氮和氨态氮含量先下降后持续升高,而‘美国保尔’总氮和氨态氮含量持续上升;（2）两种黄瓜幼苗硝酸还原酶（NR）活性均先上升后下降,而谷氨酰胺合成酶（Gs）、谷氨酸合成酶（GOGAT）和谷氨酸脱氢酶（GDH）均持续下降,‘美国保尔’的4种酶活性下降幅度显著低于‘津优4号’。研究结果表明,叶面喷施褪黑素可有效缓解高温胁迫对NR、GS、GOGAT和GDH的抑制作用,显著增加硝态氮含量,降低氨态氮含量,减轻氨态氮积累对黄瓜幼苗造成的毒害作用,增强高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮素的代谢能力,减轻高温胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力。     

红莲型细胞质雄性不育（HL-CMS）水稻不育系与保持系中3个ANTs基因表达模式的比较

探讨红莲型细胞质雄性不育（HL-CMS）水稻不育系‘粤泰A’（‘YTA’）和保持系‘粤泰B’（‘YTB’）中3个腺苷酸转位酶（ANT）基因在三叶期根、茎、叶以及不同发育时期的幼穗中的表达模式。结果表明：ANT1和ANT2在‘YTA’和‘YTB’三叶期的根、茎、叶中的表达量都较高,而在生殖生长不同时期的幼穗中表达量较低。‘YTA’中ANT1在不同时期的幼穗中表达量都较低,而ANT2的表达量到穗生长期II的幼穗才较低。‘YTB’中ANT1在生殖生长的穗生长期III的幼穗有很高的表达。ANT3的表达水平在研究的各组织中的表达都较低,在‘YTB’穗生长期V的幼穗中表达最高。相对于‘YTA’,‘YTB’中只有ANT3在穗生长期III和穗生长期V的幼穗中呈现明显的优势表达;而相对于‘YTB’,‘YTA’中ANT2和ANT3在穗生长期I、ANT2在穗生长期VI幼穗具有明显的优势表达。3个ANTs基因在HL-CMS不育系‘YTA’和保持系‘YTB’不同组织及发育时期的表达模式的差异,暗示它们可能与HL-CMS水稻不育系和保持系的发育调控有关。     

黄连木雌、雄株内源植物激素和POD同工酶的比较

为揭示黄连木（Pistacia chinensis Bunge）不同性别植株的生理差异,以雌株和雄株叶片为试材,对叶片赤霉素（GA3）、脱落酸（ABA）、吲哚-3-乙酸（IAA）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）和腐胺（Put）含量变化及过氧化物酶同工酶进行了测定。结果表明,黄连木雌、雄株叶片GA3含量在6至9月均达到极显著差异,含量均在10月8日达到最大值,分别为100.9μg/g FW和92.9μg/g FW;雄株叶片ABA含量均高于雌株,雌、雄株叶片ABA含量在5月21日和7月8日达到极显著差异,5月21日均为最小值,含量分别为222.0 ng/g FW和340.1 ng/g FW;雄株叶片IAA含量均高于雌株,雌、雄植株叶片中IAA含量在8月8日达到极显著差异,9月8日达到最大值,分别为984.8 ng/g FW和1000.6 ng/g FW;雌株GA3/ABA的比值在7月至9月极显著高于雄株,9月8日差异值最大,为42.8;雌、雄株叶片IAA/ABA在5月21日差异值最大,为0.54;雌、雄株叶片Spd含量存在显著或极显著差异,均在7月8日达到最大值,分别为47.9μg/g FW和42.8μg/g FW;雄株叶片Spm含量均大于雌株,雌、雄株叶片Spm含量在10月8日达到极显著差异,均在7月8日出现最大值,分别为24.3μg/g FW和34.5μg/g FW;雄株叶片Put含量在各个时期均低于雌株,雌、雄株叶片Put含量除5月21日外,存在显著或极显著差异,在9月8日均达到最大值,分别为156.0μg/g FW和135.1μg/g FW。雌、雄株叶片、叶柄过氧化物酶同工酶有显著差异,雌株叶片过氧化物酶同工酶有5条带,分别为POD-1、POD-2、POD-3、POD-4、POD-5;雄株叶片只有4条带,分别为POD-2、POD-3、POD-4、POD-5;雌株叶柄内的过氧化物酶同工酶有4条带,分别为POD-1’、POD-3’、POD-4’、POD-5’,雄株叶柄内的过氧化物酶同工酶有3条带,分别为POD-2’、POD-4’、POD-5’。POD-1为雌株叶片特有条带,POD-1’、POD-3’为雌株叶柄特有条带,POD-2’为雄株叶柄特有条带。通过试验得出,黄连木叶片中ABA、IAA、Spd、Spm和Put含量与性别有关,叶片和叶柄的POD同工酶条带也是鉴别黄连木性别的有效指标。     

杨树叶中Na^＋的积累与其耐盐能力的关系

以受体杨树品种‘107号’和转基因杨树‘18—1’的一年生枝条为材料,采用Hoagland营养液水培方法,检测二者植株生长以及根、茎、叶中Na^＋和K^＋含量变化的结果表明,在含100mmol·L^-1NaCl的Hoagland营养液中,二者的生长速度都受到明显抑制,但后者的受抑程度较小;叶中Na^＋含量呈持续增加趋势,9d后其叶中的Na’含量显著高于前者。在二者叶片枯萎程度相同的情况下,‘18—1’叶中的Na^＋含量是‘107号’的1．6倍左右。在4mol．L^-1NaCl溶液中,它们的表皮细胞死亡率分别为42％和97％。说明后者比前者有更高的耐盐能力。     

外源水杨酸预处理对高温胁迫下白菜耐热性和光合特性的影响

采用叶片喷施水杨酸（SA）的方法,研究高温胁迫下外源SA预处理对‘夏帝’和‘苏州青’2个白菜品种耐热性和光合特性的影响。结果表明：SA预处理降低了高温胁迫下白菜叶片的电解质渗透率、MDA和脯氨酸含量以及净光合速率（R）,从而缓解高温对质膜的过氧化伤害,并且通过提高可溶性糖和可溶性蛋白含量、SOD和POD活性来适应高温环境;然而SA预处理对气孔导度（GS）和蒸腾速率（功的影响在2个品种中变化相反,而对胞间CO2浓度（G）的影响差异不大。与耐热性较强的白菜品种‘夏帝’相比,耐热性较弱的品种‘苏州青’经SA预处理对缓解高温胁迫的影响效果更为明显。     

特矮稻ED基因的遗传定位和分析

赤霉素（GA3）鉴定表明,一种新型特矮稻（命名为‘特矮稻-2’）的GA3信号转导途径正常,施加外源GA3不能恢复到正常植株的高度,说明此种矮稻的矮化机制与GA3无关。来源于组合‘特矮稻-2’ב日本晴’的F2群体的遗传分析表明,‘特矮稻-2’的特矮性状受1对隐性基因控制。采用SSR分子标记,将该矮秆基因定位于第12染色体上的RM519和RM235标记之间,遗传距离分别为15.9和22.0cM,该基因暂命名为ED。     

Content dynamics of free carbohydrates,abscisic acid,and cytokinins in both leaves and tillering nodes of winter crops in an abnormally warm winter

The free water-soluble carbohydrates, cytokinins (Cyt), and abscisic acid (ABA) content in the leaves and tillering nodes tissues of winter crops, wheat, rye, and wheat-wheatgrass hybrid (WWG) in connection with their survival in the abnormally warm winters of 2006–2008 was studied. A correlation between the monosaccharide and phytohormone content dynamics and weather conditions, i.e., plant survival, was revealed. Frost resistant winter rye was the least resistant to frequent and long thaws, 50% of which died in the winter 2006/07 and more than 90% of which in the winter 2007/08. The Cyt and monosaccharide level increased in the tissues of wintering organs in the period that preceded mass mortality of the plants. Middle frost resistant wheat and WWG changed their metabolism rate more appropriately in the abnormal warm winters of 2006–2008, which allowed them to survive more successfully in the atypical wintering conditions.     

不同株龄日本落叶松插穗的内源激素含量与生根的关系

研究了日本落叶松母株年龄、插穗内源激素含量与生根之间的关系,以及外源IBA对插穗内源激素含量的影响及其对插穗生根的促进作用。结果表明：不同株龄插穗生根性状及插穗茎和叶中激素含量差异均达极显著水平,叶中激素含量对插穗生根力没有直接影响;插穗茎中生根抑制激素（ABA）含量随株龄增长而增加,生根促进激素与抑制激素的比值（IAA＋GA＋ZR）/ABA却随株龄的增长而递减,与生根力随株龄的变化趋势一致,且该比值与生根性状紧密相关,因此可作为评价母株（无性系）生根力的指标;插后13～32d是插穗愈伤组织形成和不定根诱导的关键期,此期生根促进激素消耗量大,茎中含量大幅度降低,进入根伸长生长阶段,含量上升;外源IBA促进插穗生根的机制在于通过外源激素的刺激,在不定根诱导期,插穗茎中ABA含量大幅度降低,从而有利于不定根的发生和发育。