苦荞突变体库构建与突变体中芦丁合成相关基因表达分析

苦荞是重要的小杂粮作物之一,营养物质丰富,是天然芦丁的重要来源。突破苦荞育种难题,创制苦荞新种质是目前研究的重要方面。本试验利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建了黑丰1号苦荞突变体库,明确了当EMS浓度为1.2%时,诱变效果较好。通过对M1突变株表型观察统计,共获得叶色、叶型、株型、粒型变异单株102株,突变率为3.85%;高效液相色谱技术(HPLC)测定1000株M3材料,获得高芦丁含量突变株系2个和低芦丁突变体株系5个;qRT-PCR对芦丁含量突变体株系中芦丁代谢关键酶基因(CHS、F3H、4CL、FLS、UFGT)进行表达量分析,发现不同株系中上述基因的表达量与芦丁含量相关性不明显,但个别基因如FtFLS基因表达量在高芦丁含量突变体中达到对照的4.55倍。通过突变体的筛选丰富了苦荞基因资源,创新了苦荞新种质,也为苦荞芦丁代谢的分子基础研究提供了材料保证与技术支持。     

茉莉酸甲酯对芽期苦荞黄酮积累及相关基因表达的影响

茉莉酸甲酯(Me JA)是一种新型植物内源激素,该激素可以参与植物黄酮类物质的合成代谢途径。本实验用100μmol/L茉莉酸甲酯溶液对芽期苦荞进行叶面喷施处理,于0~12 h采样。采用Al Cl3法测定处理前后苦荞的总黄酮含量,利用半定量RT-PCR检测苦荞黄酮代谢相关的3个Ft JAZ蛋白基因、3个Ft MYB转录因子以及6个关键酶的基因表达量,并对基因表达量与总黄酮含量进行了相关性分析。结果表明,经茉莉酸甲酯处理后,苦荞芽菜叶片总黄酮含量有所升高,各基因表达模式有所不同,其中Ft JAZ1、Ft JAZ2、Ft JAZ3、Ft MYB2以及Ft PAL基因表达量与总黄酮含量变化趋势相似,而Ft MYB3与Ft F3'H表达量与总黄酮含量变化趋势相反。相关性分析表明,总黄酮含量与Ft MYB2(相关系数为0.864)和Ft JAZ1(相关系数为0.863)显著正相关,与Ft MYB3负相关(相关系数为-0.70),与所有黄酮合成关键酶基因均成正相关。本研究为进一步揭示茉莉酸甲酯参与苦荞黄酮代谢调控的机制奠定了基础。     

木芙蓉叶黄酮成分抗氧化及月周期规律研究

为探讨木芙蓉叶中总黄酮含量及其月周期变化规律。本文以Vc为对照,采用总抗氧化实验、DPPH法、ABTS法和PTIO法等4种方法测定木芙蓉叶总黄酮体外抗氧化活性,并采用UFLC法测定木芙蓉叶中4种黄酮的含量变化规律,同时分析与其抗氧化活性的相关性。结果表明木芙蓉叶黄酮抗氧化活性的月周期变化趋势在4种检测方法中有一定差异,但其抗氧化活性均与槲皮苷含量呈正相关性。综合分析木芙蓉叶中芦丁月周期变化规律及其抗氧化活性强弱,得出叶中芦丁成分可作为药效评价木芙蓉叶药材质量主要指标的结论。     

活性炭对苦荞幼苗根系和叶片生理特性的影响

以山西省主栽苦荞品种‘黑丰1号’温室盆栽幼苗为材料,设置土壤活性炭含量分别为0(CK)、2.5(B2.5)、5.0(B5.0)、7.5(B7.5)、10(B10)g/kg共5个水平,研究土壤中施加活性炭后对苦荞幼苗根系及碳氮代谢、保护酶活性等指标的影响.结果显示:(1)随着活性炭施用比例的增加,苦荞幼苗根系生长指标和根系活力指标均呈先增后减的趋势,根平均直径呈先减后增的趋势,其中B5.0、B7.5处理的幼苗根系总长度、总表面积、总体积、活跃吸收面积、根尖数均显著高于对照,但B10处理的根系发育减弱.(2)随活性炭施用比例的增加,苦荞幼苗叶片蔗糖酶活性变化呈先增后减的趋势,同一处理水平条件下随苦荞的生长而逐渐下降;B2.5、B5.0处理苦荞幼苗叶片蔗糖酶活性和可溶性糖含量均比CK极显著增加,B7.5处理略有提高,B10处理差异不显著.(3)苦荞幼苗叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性随活性炭的增加基本呈上升趋势,而同一处理水平下随苦荞的生长而下降;叶片GS活性在B5.0、B7.5处理时比CK极显著提高,可溶性蛋白质含量在B7.5处理时也显著提高.(4)叶片保护酶SOD、POD、CAT活性随活性炭浓度的升高呈先升后降的变化趋势,而同一处理水平下各时期间变化不大;B2.5处理叶片的SOD、POD和CAT活性比对照显著增强.研究发现,适量施用活性炭(2.5～7.5g/kg)能有效促进苦荞幼苗碳氮代谢和保护酶活性,增强其根系活力.     

银杏叶黄酮类化合物含量及相关酶活性对温度和干旱胁迫的响应

温度和土壤水分是影响银杏叶黄酮类化合物合成的重要环境因子,为了探讨温度和水分对银杏叶黄酮类化合物合成的影响,研究3个温度水平[5℃～15℃(T1)、15℃～25℃(T2)、25℃～35℃(T3)]与3个土壤含水量水平[田间持水量的55%～60%(W1)、田间持水量的40%～45%(W2)、田间持水量的30%～35%(W3)]对银杏叶黄酮类化合物含量、叶片黄酮类化合物合成上游的3个关键酶[苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸4-羟基化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)]活性的影响。结果表明:(1)温度和干旱胁迫显著影响PAL、C4H和4CL的活性以及银杏叶类黄酮含量;随着环境胁迫的进行,3种酶活性普遍呈增加趋势,但不同酶之间也存在一定差异。(2)低温(T1)与高温(T3)胁迫均显著促进PAL活性;T1则更加有利于叶片中C4H活性的增加;4CL活性的变化复杂,在胁迫处理的前期(14d和28d),干旱条件是影响银杏叶4CL活性的主要因子,而到42d之后,温度因子则成为主要影响因子。(3)银杏叶类黄酮含量均随着胁迫时间的推进而显著减少,在胁迫前期,干旱是影响类黄酮含量的主要因素,而到42d之后,温度因子占主导作用。(4)相关分析表明,在温度和干旱胁迫下,PAL、C4H和4CL以及银杏叶生物量均与黄酮含量存在负相关关系;尽管环境胁迫促进了相关酶的活性,但银杏叶片中的类黄酮含量却呈下降趋势。     

铁核桃叶片多酚含量与相关酶活性及抗氧化能力的关系

以铁核桃‘黔核7号’叶片为试材,研究了叶片发育过程中多酚含量、多酚代谢相关酶活性、抗氧化能力变化以及它们之间的调控关系。结果表明:(1)‘黔核7号’叶片中酚酸和黄酮类物质是主要的抗氧化多酚;DAPHS、PAL、C4H和4CL等4种酶在多酚合成中发挥着重要作用;而叶片发育后期多酚分解代谢相关酶(POD,PPO)活性较高,且PPO在多酚氧化中起主要作用。(2)叶片发育进程中,叶片多酚提取液对ABTS及DPPH自由基清除能力总体表现为降低趋势,而对FRAP和铁氰化钾还原能力(PFRAP)则表现为上升趋势。(3)叶片发育进程中,其酚酸含量与PAL和C4H活性呈显著正相关关系,与DAPHS活性的正相关性也较高;PPO活性与酚酸及黄酮类化合物含量呈显著负相关关系。(4)叶片酚酸含量与4种抗氧化能力指标的相关性均达到显著或极显著水平,合成酶中的PAL、C4H和CHI活性与抗氧化能力指标之间的相关性也强于其他酶,其中与ABTS及DPPH自由基清除能力呈正相关关系,与FRAP和PFRAP呈负相关关系;而氧化酶PPO和POD活性与ABTS及DPPH自由基清除能力呈负相关关系,与FRAP和PFRAP呈正相关关系。     

染料木黄酮对哮喘豚鼠肺部炎症和气道重塑的预防作用

目的：研究蛋白酪氨酸激酶（PTK）抑制剂染料木黄酮对哮喘豚鼠肺部炎症和气道重塑的作用。方法：成年雄性豚鼠30只,随机分成3组（n=10）：对照组（C组）、哮喘组（A组）和染料木黄酮干预组（B组）,以腹腔内注射联合雾化吸入卵蛋白复制哮喘模型。测支气管肺泡灌洗液（BALF）中细胞总数及其分类数,测细支气管炎症细胞浸润及支气管重塑指标,免疫纽化方法测磷酸化酪氨（p-tyrosine）在肺组织中的表达。结果：A组BALF中细胞总数、嗜酸性粒细胞分类与C组比较明显增加,B组与A组比较明显降低,差异有统计学意义（P〈0．01）;A组细支气管嗜酸性粒细胞（E）数和淋巴细胞（L）数较C组明显增多,B组与A组比较明显降低,差异有统计学意义（P〈0．01）;B组细支气管重塑较A组明显减轻（P〈0．01）,与C组比较,差异无统计学意义（P〈0．05）;免疫组化显示p-tyrosine在支气管平滑肌、支气管上皮、血管滑平滑肌及炎性细胞均有表达,尤其以支气管和血管平滑肌及炎性细胞明显,A组比C组表达明显增高,差异有统计学意义（P〈0．01）,而B组与C组比较,无明显差别（P〉0．05）。结论：PTK对哮喘豚鼠肺部炎症和支气管重塑具有促进作用：PTK抑制剂染料木黄酮对哮喘豚鼠肺炎症和支气管重塑具有预防和抑制作用。     

26个金苦荞品系品质性状与农艺性状的遗传变异分析

金苦荞是近些年创制的苦荞与金荞麦种间杂交形成的双二倍体杂种半多年生新荞麦种类(Fagopyrum tatari-cymosum),为了探讨该荞麦种类的农艺性状和品质性状的遗传规律,以26个高产金苦荞品系为材料,对其品质性状和农艺性状进行了遗传变异研究、相关性分析和聚类分析。结果表明：(1)金苦荞品质性状的变异系数大小表现为醇溶蛋白含量>谷蛋白含量>黄酮含量>总蛋白含量>球蛋白含量>清蛋白含量>淀粉含量。(2)金苦荞农艺性状的变异系数大小表现为主茎分枝数>基部20 cm内节数>主茎粗>籽粒面积>千粒重>主茎节数>株高>籽粒长宽比>籽粒宽>籽粒长>果壳率>籽粒周长>籽粒直径。(3)相关性分析中,黄酮含量与清蛋白含量呈显著正相关;醇溶蛋白含量与主茎节数、基部20 cm内节数、主茎粗呈显著或极显著正相关,与千粒重、籽粒面积、周长、宽、直径呈显著或极显著负相关;淀粉含量与籽粒面积、长、直径呈显著正关系。(4)聚类分析将26个金苦荞品系分为了3个类群,其中类群I属于高淀粉、矮秆、多分枝、低果...     

低海拔地区黑苦荞酚类物质含量、组成及抗氧化活性研究

为探究黑苦荞的市场利用价值,该研究选择种植于湖北江汉平原低海拔地区的川荞1号和九江苦荞作为材料,分析苦荞籽粒中游离酚、结合酚、总酚、游离黄酮、结合黄酮和总黄酮的含量,利用DPPH自由基法、ABTS自由基法和铁离子还原抗氧化法(FRAP)三种抗氧化测试模型综合评价其体外抗氧化活性,并运用高效液相色谱(HPLC)技术对其酚类物质的组成进行鉴定。结果表明:(1)川荞1号籽粒的总酚和总黄酮含量显著高于九江苦荞,分别为27.38 mg GAE·g~(-1)DW、31.46 mg RE·g~(-1)DW和12.71 mg GAE·g~(-1)DW、14.68 mg RE·g~(-1)DW;其中游离酚与游离黄酮含量显著高于结合酚与结合黄酮含量,均占总酚和总黄酮含量的79%以上,且九江苦荞中结合酚和结合黄酮的含量高于川荞1号。(2)苦荞籽粒中酚类物质主要由芦丁、槲皮素、表儿茶素、山奈酚、山奈酚-3-芸香糖苷和槲皮素-3-O-芸香糖苷-3'-O-吡喃葡萄糖苷等黄酮类化合物组成,其中游离酚以芦丁和槲皮素为主,结合酚以表儿茶素和芦丁为主。(3)苦荞籽粒提取物均具有一定的抗氧化活性,黑苦荞川荞1号游离态DPPH、ABTS和FRAP抗氧化能力值分别为30.14、11.03、18.84 mg TE·g~(-1)DW,高于九江苦荞,而结合态三种抗氧化能力值低于九江苦荞,但黑苦荞川荞1号总抗氧化能力显著高于九江苦荞。在低海拔地区江汉平原,种植的黑苦荞川荞1号籽粒具有较高含量的酚类物质,符合后续的食品加工的生产要求,市场开发前景广阔。     

苦荞种质主要农艺性状的变异及其对单株粒重的贡献研究

对180份苦荞种质资源的8个主要农艺性状进行了评价,并对单株粒重与其他7个农艺性状之间进行了相关性分析和通径分析。结果显示,主要农艺性状的变异系数为8.10%~39.40%;简单相关分析表明,单株粒重与单株粒数、主茎分支数呈极显著正相关;偏相关分析表明,单株粒重与单株粒数、千粒重呈极显著正相关;多元回归和通径分析均表明,单株粒数、千粒重是影响单株粒重的主要因素,其中单株粒数影响最大。系统聚类分析表明,180份苦荞种质资源可划分为5类,其中第Ⅲ类(包括47份供试材料)的综合农艺性状较好,主要表现为主茎分枝能力强、单株粒数多、单株粒重和单株米粒重高,可作为优异基因资源进一步开发利用,也为以增加单株米粒重与出米率为选育目标的苦荞薄壳育种提供依据。     

播种季节和种植方式对多年生苦荞主要农艺性状的影响

该研究选取六个多年生苦荞新品系,对春季、秋季直播与秋季再生其主要农艺性状进行调查。结果表明:(1)不同播种季节对多年生苦荞新品系主花序的花粉可育率、总结实率、有效结实率、植株株高、主茎粗、主茎分枝数、主茎节数、籽粒百粒重、单株粒数、单株产量的影响均达到显著或极显著水平;秋播主花序花粉可育率、总结实率、有效结实率、植株主茎分枝数、籽粒百粒重、单株粒数、单株产量均极显著高于春播;植株株高、主茎粗、主茎节数均极显著低于春播;主花序花朵大小、籽粒种子长宽比无显著差异。(2)不同种植方式对主花序花粉可育率、有效结实率、植株主茎节数及籽粒百粒重的影响达到显著或极显著水平;秋季再生主花序花粉可育率、籽粒单株粒数显著高于秋季直播;主花序有效结实率、植株主茎粗、主茎节数、籽粒百粒重显著低于秋季直播;主花序花朵大小、总结实率、植株株高、主茎分枝数、籽粒种子长宽比、单株产量无显著差异;相关分析表明,各生长季节下主花序有效结实率及单株粒数与单株产量的相关系数均最高。(3)所有参试品系中,1612-241秋季直播的单株产量显著高于其他品系; 1612-16、1612-33秋季再生单株产量较正季优势显著。该研究结果有助于筛选出适宜一季播种两季收获的优良品系,为今后多年生苦荞的选择育种提供线索基础。     

AlCl3分光光度法测定荞麦种质资源中黄酮的研究

荞麦是黄酮的膳食来源之一。我国是世界保存荞麦种质资源最多的国家,为深入开发利用荞麦种质资源的功能成分,对AlCl3分光光度法测定荞麦种质资源黄酮含量的方法进行了研究,并对新收集的169份荞麦种质资源进行了测定评价。结果表明：①AlCl3分光光度法稳定性好,准确性和精密度高,偏差小,易于操作,适用于荞麦种质资源黄酮鉴定和评价;②苦荞种质资源黄酮含量的平均值、变异幅度、标准偏差分别为2．53％、1．94％～3．11％、0．2436,甜荞种质资源黄酮含量的平均值、变异幅度、标准差分别为0．13％、0．08％～0．21％、0．0273;苦荞种质资源黄酮含量的平均值约为甜荞的20倍。     

苦荞重组自交系群体籽粒黄酮含量与产量性状分析

为揭示影响苦荞籽粒黄酮含量的主要因素,获得高黄酮含量的苦荞种质,该文以"小米荞×晋荞2号"重组自交系(RILs)群体为材料,采用酶标仪检测籽粒黄酮含量,调查了百粒重、籽粒长宽比、株高、分枝数及籽粒产量等性状的变异,并探究籽粒黄酮含量与产量性状之间的相关关系,比较了不同粒色、不同粒型苦荞株系的籽粒黄酮含量的差异,基于聚类...     

染料结合法测定荞麦种子蛋白质含量的研究

以考马斯亮蓝G250为染料,结合经典的凯氏定氮法测定结果,对影响染料结合法测定蛋白质含量的振荡时间、温度、考马斯亮蓝溶液浓度等因素进行了研究,并分析了由考马斯亮蓝染料和蛋白质结合后染料结合量(OD值差)与凯氏法测得的蛋白质百分含量之间的相关性。结果表明:测定的适宜条件是:温度15℃,处理时间50min,考马斯亮蓝溶液的浓度是0.06mg/mL。此条件形成的络合物较稳定,重复性较好,并且所测的染料结合量与凯氏定氮法测得的蛋白质含量间呈极显著的一元线性回归和相关关系。栽培甜荞和栽培苦荞的回归方程分别为:y=15.364x+3.865和y=10.769x+6.287,这两个回归方程差异显著,不能合并,分别适合于快速估计甜荞和苦荞种子的蛋白质含量。     

基于PAL基因序列的地方苦荞品种遗传多样性分析

苦荞在中国具有广泛的栽培种植地区,长时间演化形成了丰富的遗传多样性。为了研究和利用苦荞资源,以国内北方苦荞产区(内蒙古、青海、陕西、山西、甘肃)、西南苦荞产区(西藏、四川、贵州、云南)、国内其他地方品种(江西、安徽、湖北、湖南、广西)及国外品种(尼泊尔)共计67份苦荞材料为研究对象,PCR扩增其PAL基因并测序。在此基础上分析苦荞的遗传多样性,并采用NJ法(neighbor-joining)对67份苦荞材料构建系统进化树。结果表明,供试的67份苦荞材料的PAL基因序列长度为2011 bp,其中,变异位点为160个,占序列总长度的7.9%,简约信息位点为33个,占序列总长度的1.64%,突变的类型主要是碱基的转换与颠换,高变异位点均集中在外显子2的N端。不同来源的苦荞材料间的遗传距离分布于0.002~0.016之间,来源于中国四川组的苦荞材料种内平均遗传距离最大(0.016),中国内蒙古组的最小(0.002)。中国四川地区的材料与其他地区来源的材料间的遗传距离位于0.010~0.016之间,而其他地区间的遗传距离为0.004~0.013。67份苦荞材料的平均π值和θ值分别为0.0034和0.0143。其中,中国四川材料的π值为0.0148。基于PAL基因序列构建的NJ进化树中,67份苦荞材料分为7个类群,分类与地理来源无关。仅中国西藏来源的5份材料聚集为一类,说明PAL基因序列较为稳定,多数材料间变化差异较小。中国四川地区的苦荞材料具有丰富的遗传多样性,中国西藏地区的某一材料中有较多的SNP位点,推测中国西藏的部分材料可能存在突变的热点区,预示着PAL基因新的突变位点区域。     

甜荞品质与生态因子和农艺性状的相关性研究初报

试验研究了8个甜荞品种在全国19个不同地点的籽粒品质(黄酮和蛋白质含量)变化以及品质和产量与生态因子和农艺性状之间的相关性。结果表明:不同品种间及同一品种不同地点间甜荞籽粒黄酮、蛋白质含量均存在显著变异。黄酮含量与海拔、生育期平均温度,以及蛋白质含量与纬度,甜荞产量与株高、单株粒数、单株粒重均呈显著相关,相关系数分别为0.271^*、0.588^**、0.495^**、0.270^*、-0.330^**、0.212^*。通径分析显示,单株粒数是产量的主要因素,单株粒数多有助于提高产量; 生育期均温是黄酮含量的主要因素,荞麦生育期间均温适当偏低利于黄酮积累; 纬度是蛋白质含量的主要因素,选择纬度较高地区有助提高蛋白质含量。研究还发现不同品种对生态因子的敏感性不同。 关键词: 甜荞; 产量; 黄酮含量; 蛋白质含量; 相关分析; 生态因子; 农艺性状     

自交可育甜荞、金苦荞、米苦荞不同品系总黄酮、粗蛋白及其蛋白组分含量研究北大核心CSCD

为探究荞麦新品种的营养保健价值,该文对自交可育甜荞、金苦荞、米苦荞共56个不同品系荞麦种子的粗蛋白、总黄酮、蛋白组分含量及其果实性状的变异进行了研究。结果表明:(1)甜荞、金苦荞、米苦荞种子中粗蛋白含量平均值分别为13.19%、15.44%、11.75%,总黄酮含量平均值分别为0.14%、2.50%、2.09%,清蛋白含量的平均值分别为5.22%、6.13%、4.56%,球蛋白含量的平均值分别为1.29%、1.15%、0.91%,醇溶蛋白含量的平均值分别为0.42%、0.58%、0.55%,谷蛋白含量的平均值分别为2.66%、3.36%、2.80%,三种荞麦的蛋白组分均符合清蛋白>谷蛋白>球蛋白>醇溶蛋白。(2)果实性状中,甜荞果实千粒重、果实面积、果实直径的变异系数最大,米苦荞果实周长、果实长宽比、果实长、果实宽和50 mL容重的变异系数最大。(3)相关分析表明甜荞种子粗蛋白含量与果实长宽比、果实长,金苦荞种子粗蛋白含量与果实周长、果实长,米苦荞种子粗蛋白含量与果实宽、总黄酮含量与果实面积、果实宽、果实直径、50 mL容重的相关性均达到了显著或极显著水平。(4)该研究筛选出甜荞(1808-166贵甜2号优系)、金苦荞(多苦74、多苦78)、米苦荞(1906-136黑米荞麦、43-2)等高蛋白含量或高黄酮含量的荞麦品系。该研究结果对荞麦优良品种的选育和荞麦新产品的开发具有一定指导意义。