不同小麦品种茎秆特性及其与抗倒性的关系

以黄淮麦区优良品种矮抗58、周麦18、豫麦49、百农418为研究对象,采用田间试验与实验室分析相结合的方法,对不同小麦品种在不同生育时期的抗倒伏性状进行研究.结果表明: 茎秆机械强度在开花期至花后20 d处于较高水平,在花后30 d明显下降;倒伏指数在开花期最小,花后30 d最大,其余两个时期处于中间水平.相关分析表明,开花期机械强度与重心高度呈显著负相关,与纤维素、木质素含量呈显著正相关,倒伏指数与节长、株高、重心高度呈显著正相关,与纤维素、木质素含量呈显著负相关;花后10 d和花后20 d机械强度与节长、株高、重心高度呈显著负相关,与茎粗、纤维素、半纤维素、木质素含量呈显著正相关,倒伏指数这段时期正好与之相反;花后30 d机械强度与株高、重心高度呈显著负相关,倒伏指数与株高、重心高度呈显著正相关,与木质素含量呈显著负相关.因此,明确各个生育时期与抗倒性相关的茎秆特性,可为黄淮麦区高产抗倒性品种的选育提供依据.     

不同氮源对红花幼苗生长及营养成分影响

为了提高红花苗菜产量,探讨氮源与红花幼苗生长的关系,该研究以1-3、H-7和3-10红花株系为试验材料,采用盆栽砂培试验,以不施肥为对照,研究铵态氮、硝态氮、生物有机肥、尿素、生物有机肥/铵态氮、生物有机肥/硝态氮、生物有机肥/尿素、铵态氮/硝态氮等9个处理对红花幼苗生物学性状、可溶性糖、可溶性蛋白质、硝酸盐、羟基红花黄色素A、黄酮等的影响。结果显示:(1)与对照相比,所有施氮处理红花幼苗的株高、单株鲜质量、食用部分质量和生物学产量均有提高,其中尿素处理红花幼苗的食用部分质量、单株鲜质量和生物学产量最高,比对照平均增加了34.16%、25.15%和35.63%,产出比均值达81.94,其次为生物有机肥/硝态氮处理,比对照平均增加27.59%、21.78%和29.81%,产出比均值达78.18。(2)与对照相比,铵态氮和硝态氮处理均降低了红花幼苗可溶性糖含量,尿素处理显著增加红花幼苗可溶性蛋白含量,生物有机肥/尿素处理的幼苗可溶性蛋白含量仅低于尿素处理。(3)铵态氮、硝态氮和尿素与生物有机肥配施处理,红花幼苗的硝酸盐含量增加幅度小于铵态氮、硝态氮和尿素单施,表明生物有机肥处理可降低红花幼苗的硝酸盐含量。(4)不同氮源对红花幼苗羟基红花黄色素A没有显著影响;与对照相比,仅生物有机肥/硝态氮处理的红花幼苗中黄酮略有增加,其他处理的黄酮含量均下降。研究表明,氮源为生物有机肥/硝态氮时,红花幼苗生物学产量、可溶性糖、可溶性蛋白和黄酮含量相对较高,而硝酸盐含量相对较低,为红花苗菜生产最佳氮源。     

氨茶碱与柠檬酸盐协同作用促进环磷酸腺苷发酵生产

目的: 探究通过抑制磷酸二酯酶活性促进cAMP发酵合成的工艺方法。方法: 在7 L发酵罐上进行添加氨茶碱的发酵实验,通过对发酵主要参数、关键酶活性、能量代谢水平等进行分析,针对性提出了氨茶碱与柠檬酸盐协同作用促进cAMP合成的发酵工艺。结果: 与对照相比,添加5 mg/L氨茶碱批次的cAMP产量提高25.9%,副产物腺苷浓度减少41.6%,两批次中腺苷酸环化酶和琥珀腺苷酸脱氢酶活性无显著改变,而磷酸二酯酶和5'-核苷酸酶活性明显下降。能量代谢分析结果表明,两批次的胞内ATP/AMP相比于对照批次明显降低,而AMP水平却显著上升,ATP合成水平成为限制产物积累的主要因素。氨茶碱与柠檬酸盐协同添加的cAMP发酵工艺中,cAMP产量达到4.48 g/L,比单独添加柠檬酸钠和氨茶碱分别提高22.1%和13.8%,副产物腺苷浓度仅为0.98 g/L,分别降低51.7%和25.3%。结论: 氨茶碱抑制了磷酸二酯酶和5'-核苷酸酶活性,减少cAMP分解和副产物合成,显著提高cAMP产量,然而ATP合成水平成为产物积累的限制因素。氨茶碱与柠檬酸盐协同添加工艺将抑制磷酸二酯酶活性和提高能量代谢水平相结合,进一步促进了产物发酵合成。     

小麦TaLhca基因的克隆及表达分析

为了从分子水分研究小麦的光合作用,该研究采用RT-PCR方法,从小麦品种‘百农207’的叶中克隆到1个捕光叶绿素a/b结合蛋白基因,命名为TaLhca。序列分析结果表明,TaLhca的编码区序列(coding DNA sequence,CDS)长810 bp,编码269个氨基酸,推测分子量为29.31 kD,等电点为8.69。TaLhca被定位于叶绿体,无信号肽,存在3个明显的跨膜区域,预测其蛋白结构含有典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域(chlorophyll a/b binding domain),为亲水性非分泌蛋白。蛋白序列比对和进化树分析表明,小麦与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)和水稻(Oryza sativa)中的Lhca序列相似性最高,亲缘关系最近。启动子顺式作用元件预测表明,启动子区域包含多个光响应元件及逆境响应元件。实时荧光定量PCR分析表明,TaLhca基因在小麦根、茎、叶中均有表达。其中在叶中表达量最高,在根中表达量最低,且受NaCl、干旱、ABA、H2O2和低温胁迫表达增强,受黑暗胁迫表达降低。该研究结果为进一步解析小麦光合作用机理及其相关基因的诱导表达特性提供了依据。     

塞拉利尼转基因“致癌”研究:从试验方法到结论

法国学者塞拉利尼的转基因致癌论文在学术界和国际社会引起了极大关注与争议。在对塞拉利尼论文发表的各界反应及相关研究文献追溯的基础上,对其试验材料、试验设计、数据统计等进行了分析。研究结果表明,塞拉利尼的研究,存在试验材料无法确保其结论的唯一性、试验样本不能保证其研究结论的可重现性,以及试验结果存在多种解读等问题。研究结果也对塞拉利尼论文所发杂志的审稿制度提出了质疑,认为这是塞拉利尼论文目前仍是影响国际社会对转基因安全性争议的原因之一。此外,在其施引文献中,有试验数据支撑的研究结果均表明了转基因作物饲喂动物未显著影响动物的健康。因此,"转基因致癌"是非科学研究的结论,学者和公众有必要回归科学理性的轨道探讨和解决有争议的问题。     

小麦TaWRKY47基因的克隆与表达分析

为了探究小麦WRKY基因的功能,该研究采用RT PCR方法,在小麦叶片组织中克隆WRKY基因,并对其进行生物信息学和不同逆境胁迫下的表达分析。结果表明：(1)成功克隆得到1个小麦WRKY基因,命名为TaWRKY47。(2)TaWRKY47基因开放阅读框长度为900 bp,编码299个氨基酸,含有一个WRKY保守结构域和一个C₂HC锌指结构域,属于WRKY基因家族的第Ⅲ类成员。(3)亚细胞定位分析结果显示,TaWRKY47蛋白定位于细胞核。(4)荧光定量PCR结果表明,TaWRKY47基因在小麦根、茎、叶、雄蕊和雌蕊中均有表达,其中在雌蕊中表达量最高,且受低温、干旱、盐、ABA和H₂O₂等胁迫表达增强,推测TaWRKY47基因参与了小麦的逆境胁迫过程。该研究结果为进一步研究TaWRKY47基因功能与抗逆机制奠定了理论基础。     

生物处理策略改善麸皮酚类化合物的生物可及性*

麸皮为谷物加工副产物,麸皮酚类物质具有重要的营养特性和药理效应,但麸皮酚类物质大多以结合态形式存在,生物可及性较低,如何实现麸皮中酚类物质有效释放,提高生物利用度存在挑战。综述了麸皮酚类化合物营养特性及其存在形式,以及酶促降解法、微生物发酵法等生物处理策略在提高酚类生物可及性的研究进展;并指出,麸皮预处理技术耦合混菌发酵技术是驱动麸皮酚类物质高效释放的有效途径。探究混合菌种体系的互作关系及其作用机制,关联预处理麸皮的结构变化与降解增效之间的关系,为麸皮高附加值利用以及相关功能性食品开发提供理论依据。     

辅助能量物质强化环磷酸腺苷发酵合成机制 *

微生物代谢过程中,环磷酸腺苷(cAMP)由ATP直接环化形成,强化ATP合成有利于产物的积累。在分批发酵24h添加3g/L-broth丙酮酸钠(辅助能量物质),cAMP浓度达到4.13g/L,比对照批次提高了24.4%,发酵性能得到明显改善。对关键酶活性及能量代谢水平的测定结果表明,由于丙酮酸钠的添加,丙酮酸激酶的活性显著下降,而6-磷酸葡萄糖脱氢酶、琥珀腺苷酸合成酶和腺苷酸环化酶等产物合成途径中酶的活性均明显提高;异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和呼吸链脱氢酶等酶活性,以及辅因子NADH/NAD ⁺、ATP/AMP均明显提高。表明添加丙酮酸钠改变了糖酵解和磷酸戊糖途径间的碳流分配,使更多碳流向产物合成途径,同时提高了整体能量代谢水平,更利于ATP的生成,为产物的合成提供了物质和能量基础,进而促进了cAMP的合成与积累。     

小麦—中间偃麦草衍生材料农艺性状、HMW-GS及GISH鉴定

本研究分析了143个小麦—中间偃麦草种质材料的农艺性状、高分子量麦谷蛋白亚基及部分代表性材料的染色体构成,旨在为小麦育种中广泛有效地利用这些种质提供有用信息。结果表明,小麦—中间偃麦草种质主要农艺性状变异丰富,其在穗长、小穗数和分蘖数性状上明显优于主栽品种,分别有142(99.3%)、125(87.4%)和62(43.4%)个小麦—中间偃麦草材料的穗长、分蘖数和小穗数大于主栽品种的平均值。供试材料在Glu-1的3个基因位点上共检测到12个等位变异,形成15种亚基组合类型,以(2*,7+8,5+10)为主,占所有材料的25.7%;Glu-A1(1和2*)、Glu-B1(7+8)和Glu-D1(5+10)位点的优质亚基比例分别达到了68.4%、68.4%和52.0%,有102(71.3%)个材料在Glu-1的2或3个位点同时具有优质亚基;有17个材料的优质亚基组合为(2*,7+8,5+10)或(1,7+8,5+10),且在穗长、小穗数和分蘖数性状上均优于主栽品种。进一步对30个代表性材料GISH分析发现,8个为八倍体小偃麦,其他为非整倍体。研究结果表明这些材料可以作为改良普通小麦的有益基因资源。     

大豆蔗糖合成酶家族成员的全基因组鉴定及表达分析

该研究基于已公布的大豆基因组序列,旨在对大豆蔗糖合成酶(SUS)家族成员进行全基因组鉴定及表达分析,以探讨大豆SUS家族基因的生物学功能,为GmSUS基因的利用及大豆高产育种奠定理论基础。结果表明:(1)在大豆基因组中共鉴定到12个蔗糖合成酶基因(GmSUS1~GmSUS12)。(2)GmSUS蛋白之间序列一致性很高,均具有植物SUS家族蛋白特有的蔗糖合成结构域和糖基转移结构域;除GmSUS5外,其他GmSUS蛋白N端均具有一个保守的丝氨酸(Ser)磷酸化位点。(3)系统进化分析显示,GmSUS蛋白主要聚为3组(SUSⅠ~SUSⅢ),且位于同1组的GmSUS基因大部分具有相似的内含子/外显子分布模式。(4)12个GmSUS基因不均匀地分布在大豆的10条染色体上,片段复制可能导致了GmSUS基因在大豆基因组中的扩增。(5)表达特性分析表明,大豆SUS家族成员具有不同的组织表达模式,GmSUS8在大豆种子中表达量很高,GmSUS1、GmSUS7和GmSUS5在大豆根瘤中表达量很高,GmSUS3、GmSUS11和GmSUS12在所有被检测的组织均具有较高的表达。