蔗糖添加对杉木低磷胁迫响应和蔗糖代谢的影响

为了揭示低磷胁迫下蔗糖对杉木低磷胁迫响应和蔗糖代谢的影响,选用两种不同磷效率杉木家系M32和M28进行低磷胁迫下的蔗糖添加试验,分析蔗糖添加对低磷胁迫下杉木形态特征、生理特性和低磷诱导相关基因表达的影响。结果表明：蔗糖添加促进了低磷胁迫下杉木苗高、根长、根表面积、根平均直径、根体积、根叶组织蔗糖含量和根叶组织无机磷含量的增加,但仍明显低于正常供磷处理下添加蔗糖处理的杉木增量。低磷促进杉木叶中花青素的积累,而正常供磷和低磷胁迫下的蔗糖添加处理都显著促进了叶片花青素含量的增加。随着胁迫时间的延长,M28与M32在根、叶组织的蔗糖含量存在显著差异,且M28根叶组织中的蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性都高于M32。蔗糖合成酶ClSuSy在M28和M32根系中受低磷胁迫诱导下调表达,但蔗糖添加处理明显诱导ClSuSy表达量升高,M28在正常供磷并添加蔗糖处理下的ClSuSy表达量显著高于其它处理。蔗糖转运蛋白SUT4、磷转运蛋白ClPht1;4、紫色酸性磷酸酶PAP1和PAP11在M28和M32根系中总体上受低磷胁迫诱导上调表达,且受蔗糖添加处理诱导下调表达。低磷胁迫下,添加或不添加蔗糖处理的M32根系SUT4的表达量均在15d时显著升高,并在45d时回落到正常水平。ClPht1;4和PAP1在低磷胁迫15d的表达量显著高于45d时的表达量,且ClPht1;4在M32根系中的表达量远高于M28。本研究表明,蔗糖对杉木低磷胁迫响应和糖代谢有重要的影响作用,低磷胁迫下添加蔗糖处理能够在一定程度上缓解杉木低磷胁迫响应。     

蔗糖脂肪酸脂对离体和活体大豆蔗糖酶活力和构象的影响

研究了蔗糖脂肪酸脂(SFE)对离体和活体大豆蔗糖酶活力和构象的影响。当SFE的浓度大于1.0mmol/L后,开始激活离体蔗糖酶的活力。在大豆的开花期和结荚期,SFE可以增加蔗糖酶的活力。荧光实验结果表明,在小于2mmol/L时,SFE不改变蔗糖酶的荧光最大发射峰峰位和峰高。施用SFE后,大豆叶片中果糖、葡萄糖和蔗糖酶的含量,分别是对照的170%±10%,190%±10%,和260%±20%;而蔗糖的含量几乎不变。对蔗糖酶 的SDS-凝胶电泳图进行扫描分析的结果表明,经SFE处理后的蔗糖酶含量比对照高两倍左右。这些结果说明SFE可以显著增加活体蔗糖酶的活力,但活力的增加既不是因为蔗糖酶构象的改变,也不是蔗糖(作为底物)诱导所致,而是SFE增加了大豆叶片中蔗糖酶的含量引起的。     

蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的共固化

＃ 本文研究了用吸附交联技术共固定化蔗糖酶和葡萄糖氧化酶(GOD)的方法,考查了共固定化酶的动力学性质。试验结果表明:与溶液酶相比较,固定化蔗糖酶和GOD的响应滞迟期分别为3分钟和2分钟,稳态响应时间增加了6分钟和4分钟,Km值增大,pH—活力曲线变宽,最适pH值分别增大0.7和0.64,最适温度则降低7.3℃和16℃。 以活性氧化铝作载体,戊二醛作交联剂制备的共固定化蔗糖酶和GOD,其蛋白质固定化率为62.9％,分解葡萄糖的总速度为441.6IU,当蔗糖浓度为0.2％,以内时其反应速度与蔗糖的浓度呈正相关(r=0.996),使用半衰期1623次,在4℃下保存120天活力残存为83.7％。     

植物蔗糖酶结构和作用研究进展

对植物蔗糖酶的多态性,分子结构以及蔗糖酶转基因对植物生长发育的影响作一综述。     

固定化蔗糖酶水解蜂蜜蔗糖的研究

用复合破壁方法从酵母提取蔗糖酶,用海藻酸钙凝胶包埋、戊二醛交联方法制备固定化蔗糖酶,并在40℃下进行脱水处理。对自然酶和固定化酶的酶学性质进行了系统研究。自然酶和固定化酶的最适底物浓度为10％,最适反应时间是120分钟,最适pH是4.0,最适反应温度自然酶是50℃,固定化酶60℃。果糖对自然酶和固定化酶有很强的抑制作用,在果糖和葡萄糖并存情况下抑制作用降低。用固定化蔗糖酶反复水解蜂蜜蔗糖40批,蜂蜜中蔗糖含量由10％下降为5％以下,固定化蔗糖酶仍保持75％水解酶活力。     

蔗糖酶和GOD的共固定化研究

本文研究了用吸附交联技术共固定化蔗糖酶和葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）的方法,考查了共固定化酶的动力学性质。试验结果表明：与溶液酶相比较,固定化蔗糖酶和ＧＯＤ的响应滞迟期分别为３分钟和２分钟,４态响应时间增加６分钟和４分钟,Ｋｍ值增大,ｐＨ─活力曲线变宽,最适ｐＨ值分别增大０．７和０．６４,最适温度则降低７．３℃和１６℃。以活性氧化铝作载体,戊二醛作交联剂制备的共固定化蔗糖酶和ＧＯＤ,其蛋白质固定化率为９２．９％,分解葡萄糖的总速度为４４１．６ＩＵ,当蔗糖浓度在０．２％以内时其反应速度与蔗糖浓度呈正相关（ｒ＝０．９９６）,使用半衰期１６２３次,在４℃下保存１２０天活力残存为８３．７％。     

植物体内蔗糖转运蛋白的功能和调控

蔗糖转运蛋白（sucrose transporter,SUT）负责蔗糖的跨膜运输,在韧皮部介导的源-库蔗糖运输和为库组织供应蔗糖的生理活动中起关键作用。本文介绍植物体内蔗糖转运蛋白基因家族、细胞定位与功能调节以及高等植物的蔗糖感受机制的研究进展。     

甘蔗节间蔗糖含量与和蔗糖代谢相关的4种酶活性之间的关系剖析

测定和分析2个品种甘蔗节间蔗糖含量与和蔗糖代谢相关的4种酶活性之间关系的结果表明:节间蔗糖含量与酸性转化酶活性成极显著负相关,与蔗糖磷酸合成酶活性呈显著正相关。从通径分析结果可知,4种关键酶中可溶性酸性转化酶和蔗糖磷酸合成酶是对蔗糖含量贡献程度最大的2个酶.     

植物蔗糖转运蛋白

文章概述了植物蔗糖转运蛋白的结构、性质和类群的研究进展。     

甘蔗的蔗糖代谢

文章从生理学和生物化学角度对甘蔗中蔗糖的合成、运输以及降解过程的研究进展进行概述。     

蔗糖磷酸化酶的研究进展

蔗糖磷酸化酶属于糖苷水解酶13家族,能够催化蔗糖的可逆磷酸解。利用其广泛的底物混杂性,蔗糖磷酸化酶可以将葡萄糖基转移至不同的受体合成熊果苷、甘油葡萄糖苷、低聚糖及多酚化合物的衍生物等产物,这些催化产物可广泛应用于食品、药品、化妆品等行业。随着酶催化技术和蛋白质工程的发展,蔗糖磷酸化酶受到了越来越多的关注,该酶的应用范围也得到了扩大。本文综述了近年来蔗糖磷酸化酶在酶的来源、结构、功能及应用领域等的研究进展,同时讨论了该酶的蛋白质工程改造方法与局限性,并展望了该酶可能的研究方向。     

无机磷对叶片淀粉和蔗糖积累的影响

C_3植物大豆的叶片无机磷含量随年龄增长而降低,淀粉则显著增加。蔗糖积累数量较少,随叶龄增长略有增加。 不同浓度P_i处理的大豆植株,在光合不变的情况下,随着叶片中P_i含量的增加,淀粉积累不断减少,蔗糖不断增多。各种年龄的大豆叶片都在含较多P_i时有利于蔗糖合成,不利于淀粉合成。 C_4植物玉米经不同浓度P_i处理,叶淀粉与蔗糖的积累都稳定在一定水平上。P_i浓度过高时,积累数量都下降。在C_4植物玉米叶组织中,P_i含量的变化不是调节淀粉与庶糖合成的重要因素。在C_3植物大豆和C_4植物玉米的叶组织中,P_i对淀粉和蔗糖合成的影响是不同的。     

油菜蔗糖转化酶基因的电子克隆和生物信息学分析

运用电子克隆技术获得油菜中一个蔗糖转化酶基因eDNA序列,同时根据此段序列设计引物以油菜eDNA为模板进行扩增。经测序得到证实。采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、基本理化性质、跨膜结构域、信号肽导肽、疏水性／亲水性、二级结构、亚细胞定位等方面进行了预测和分析。结果表明：该基因eDNA序列长度为2150bp,包含一个1779bp开放阅读框,编码592个氨基酸;该编码蛋白含有蔗糖转化酶的多个典型的保守结构域。同源比对分析显示,该基因编码的氨基酸序列与拟南芥等植物的蔗糖转化酶基因具有高度的相似性,进一步确定该蛋白为蔗糖蛋白酶。研究结果为该基因进一步的实验克隆,表达分析,功能鉴定奠定基础。     

小麦开花后旗叶中蔗糖合成与籽粒中蔗糖降解

在小麦开花后,旗叶中蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性在开花后14d内一直维持较高水平,蔗糖合成酶（SS）的活性在开花后14-28d较高,蔗糖的含量与SPS活性呈显著正相关,籽粒中蔗糖合成酶（SS）在开花后28d内一直维持较高的活性;与此相对应,籽粒蔗糖的含量在开花后28d内呈明显的下降趋势。而旗叶和籽粒中SS活性均与籽粒淀粉的积累速率呈极显著正相关。     

蓝光和蔗糖对拟南芥花色素苷积累和CHS基因表达的影响

以在20μmol m^-2s^-1白光下生长13d的拟南芥(Arabidopsis thaliana,Landsbcrg生态型)幼苗为材料,采用测定叶片花色素苷含量和Northern blot方法,研究蓝光与蔗糖在诱导植物花色素苷积累及相关基因表达中的作用。结果表明：蓝光处理后,叶片花色素苷积累随光强和照光时间的延长而增加,突变体hy4叶片的花色素苷含量明显低于野生型(WT),说明隐花色素1(cry1)是蓝光诱导花色素苷积累的主要光受体：WT中苯基苯乙烯酮合酶基因(CHS)的表达受蓝光诱导,处理4h即有表达,8h达到最高,之后逐渐下降;蓝光不能诱导突变体hy4中CHS基因的表达,说明cry1介导蓝光诱导CHS基因的表达。培养基中不含蔗糖,削弱了蓝光诱导的拟南芥叶片花色素苷的积累,CHS基因表达也受到抑制。蔗糖不仅作为碳源参与蓝光诱导的花色素苷积累,还可能作为信号分子参与蓝光诱导的CHS表达。     

植物蔗糖磷酸合成酶研究进展

蔗糖磷酸合成酶(Sucrose Phosphate Synthase,以下简称SPS)是植物体内控制蔗糖合成的关键酶。植物体内蔗糖的积累与SPS活性正相关,SPS还参与植物的生长和产量形成,并在植物的抗逆过程中起重要作用。高等植物中至少存在A、B、C三个家族的SPS,而禾本科植物至少存在A、B、C、DIII和DIV五个家族的SPS。不同植物体内不同家族的SPS基因的表达特性不同,它们所发挥的功能也存在差异。SPS的活性在基因表达调控和SPS蛋白磷酸化共价修饰作用两个层面受到植物生长发育、光照、代谢产物、外源物质如激素和糖类等多种因素的复杂调控。转基因研究表明,转SPS基因是提高作物产量和品质、增强作物抗逆性的有效途径,值得深入研究。全面总结了国内外在植物蔗糖磷酸合成酶方面的研究进展,并提出问题与研究展望,期望为进一步研究并利用植物SPS基因改良作物品种提供参考。     

蔗糖转运蛋白的调节

对影响植物蔗糖转运蛋白的表达和活性的各种内外调节因子作了综述.分别介绍了蔗糖转运蛋白在转录和翻译水平的调控、蛋白间的互作、激素协调、及外界环境因素等.     

光合碳在叶片淀粉和蔗糖间分配的调节

叶片光合作用中产生的三碳糖在淀粉和蔗糖之间的分配受许多因素控制,蔗糖形成速率是决定性因素。蔗糖形成的调节酶是果糖1,6—二磷酸酯酶(F1,6P_2ase)和磷酸蔗糖合成酶(SPS),调节作用是通过无机磷(Pi)、磷酸二羟丙酮(DHAP)、磷酸己糖(己糖—P)、果糖1,6—二磷酸(F1,6P_2)和果糖2,6—二磷酸(F2,6P_2)之间的复杂的调节关系进行的。其中F2,6P_2起着关键作用,它以极低的浓度调节生糖和酵解作用,既参与蔗糖合成又参与反馈抑制。     

叶片光合产物输出的抑制与淀粉和蔗糖的积累

选择糖叶、淀粉叶及中间型植物叶片用水烫法处理叶片基部或将离体叶片插在水中,或用环剥的方法阻碍叶片输出光合产物与自然对照对比分析,观察输出与否对叶片淀粉与蔗糖合成的影响。 糖叶与中间型叶片在进行光合作用的同时有相当数量的光合产物输出,淀粉叶在光合作用的同时很少光合产物输出。糖叶输出停滞时主要增加蔗糖的积累。中间型叶片输出停滞时蔗糖与淀粉的积累均比对照增加。淀粉叶处理与否同淀粉与蔗糖的积累无显著差异。