木薯品种(系)类胡萝卜素代谢相关基因和蛋白表达水平分析

以白心木薯华南6068、华南9号、紫叶黄心木薯BGM019和粉红木薯Mirasol为材料,探究木薯块根膨大期和成熟期与类胡萝卜素代谢通路相关的14个基因和4种蛋白质表达水平变化。用HPLC检测块根β-胡萝卜素含量的变化,分别用qRT-PCR和Western blot方法对类胡萝卜素代谢通路相关基因和蛋白酶的表达水平进行分析。以华南6068为对照,研究结果表明:华南9号和紫叶黄心木薯BGM019成熟期中的类胡萝卜素合成途径关键基因PSY2、LCYB基因显著高于膨大期,而降解相关的关键基因CCD1、NCED3在成熟期的表达量显著低于膨大期(P0.05)。粉红木薯Mirasol成熟期中PSY2、LCYB的显著下调与CCD1、NCED3的显著上调(P0.05)是造成β-胡萝卜素含量差异的原因之一。通过分析不同木薯品种(系)在膨大期和成熟期块根类胡萝卜素代谢途径相关基因的表达水平,有助于解析β-胡萝卜素积累的分子机理。此外,Western blot结果显示抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、超氧化物歧化酶和HSP70虽然和块根类胡萝卜素代谢途径没有直接关联,但它们在木薯膨大期和成熟期块根表达水平有显著差异(P0.05)。     

外源ABA对藜麦种子萌发及ABA相关基因表达的影响

穗发芽会导致藜麦籽粒产量和品质严重受损,而脱落酸(ABA)与种子萌发和休眠密切相关。该研究以易穗发芽的‘大黑藜3’(BBQ3)、‘白藜6’(WQ6)和抗穗发芽的‘小黑藜1’(SBQ1)和‘白藜4’(WQ4)为试验材料,在种子萌发3 d内施加不同浓度ABA和氟啶酮(FL),探究ABA和FL对两种粒色藜麦种子萌发、ABA含量以及ABA合成基因NCED、裂解基因8′OH和信号转导基因ABI3表达的影响。结果表明：(1)各藜麦种子萌发均受到各浓度外源ABA抑制,并以25μmol·L^-1浓度效果最佳,同时受到外源低浓度FL促进,且施用2.5μmol·L^-1浓度即可;外源ABA和FL处理的SBQ1和WQ4发芽率降低和升高幅度分别小于BBQ3和WQ6。(2)对照组SBQ1和WQ4种子内源ABA含量分别显著高于BBQ3和WQ6;外源ABA处理可显著提高藜麦种子内源ABA含量,且WQ4显著高于WQ6,种皮略厚的SBQ1内源ABA含量显著低于BBQ3;外源FL处理下4份材料种子内源ABA含量均有所下降,但只有SBQ1达到显著水平。(3)对照组中,SBQ1和WQ4...     

类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程

类胡萝卜素具有多种生物功能,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用,如它们是合成维生素A的前体,能够增强人体免疫力和具有防癌抗癌的功效。人体自身不能合成类胡萝卜素,必须通过外界摄入;但类胡萝卜素在许多植物中含量较低,并且很难用化学方法合成。随着类胡萝卜素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控类胡萝卜素的生物合成已成为可能。本文综述了微生物和高等植物类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的克隆,以及运用这些基因通过异源微生物生产类胡萝卜素和提高作物类胡萝卜素含量的基因工程研究进展。     

外源ABA和水分胁迫对不同基因型三叶草生长的影响

在室内研究了不同浓度外源ABA处理和不同水分胁迫对6种不同基因型的三叶草(Trifolium subterraneum L.)生长的影响.当三叶草的第四片叶完全展开时,向营养液中施加不同浓度的ABA时对盆栽土壤进行控水.在处理的1,4,7和11 d,测定植株鲜重、叶片数、最长根长,以表示三叶草的生长状况.各参试品种以上三项生长指标均受外源ABA和水分胁迫的影响而呈现下降的趋势.同时,叶片水势值随ABA浓度的增加和水分胁迫强度的增加而明显降低.在10-4 mol/L ABA处理11 d后,参试品种平均生长量的减少与水分胁迫15 d后其生长量的减少的结论一致.在不同浓度ABA处理下,不同基因型三叶草平均叶片数,完全展开叶面积和每株干物质重约降低了50%,而其根冠比却增加了80%.不同基因型三叶草生长参数间的变化及排序结果与盆栽相同品种获得的实验结果非常相似.品种Clare、Nuba 和Seaton Park在对照和处理下均表现最好.由于三叶草对一定浓度范围的外源ABA的反应与其在盆栽水分胁迫下的反应结果十分相似,因此,利用外源ABA处理的方法来研究不同基因型三叶草的耐旱性将可能是一种行之有效的方法.     

外源GA3和ABA对红肉脐橙果实品质的影响

以生长一致的红肉脐橙成年植株为试材,研究了果实转色前外源GA₃和ABA处理对果实品质的影响。结果表明,外源GA₃处理提高了果皮亮度,但降低了果皮红色度、黄色度和单果重;ABA处理提高了果皮红色度,但降低了果皮亮度;GA₃100mg/L处理虽然极显著降低了果皮厚度,极显著提高了果皮亮度、可溶性固形物和VitC含量,但同时极显著降低了果皮红色度、糖酸比,并极显著提高了果实含酸量;外源ABA处理还极显著降低了果实可食率、出汁率和VitC含量。因此,在果实转色前用外源GA₃和ABA处理红肉脐橙果实均不利于其综合品质的提高。     

外源ABA和水分胁迫对不同基因型三叶草生长的影响

在室内研究了不同浓度外源ABA处理和不同水分胁迫对 6种不同基因型的三叶草 (TrifoliumsubterraneumL .)生长的影响。当三叶草的第四片叶完全展开时 ,向营养液中施加不同浓度的ABA时对盆栽土壤进行控水。在处理的 1,4 ,7和 11d ,测定植株鲜重、叶片数、最长根长 ,以表示三叶草的生长状况。各参试品种以上三项生长指标均受外源ABA和水分胁迫的影响而呈现下降的趋势。同时 ,叶片水势值随ABA浓度的增加和水分胁迫强度的增加而明显降低。在 10 -4mol/LABA处理 11d后 ,参试品种平均生长量的减少与水分胁迫 15d后其生长量的减少的结论一致。在不同浓度ABA处理下 ,不同基因型三叶草平均叶片数 ,完全展开叶面积和每株干物质重约降低了5 0 % ,而其根冠比却增加了 80 %。不同基因型三叶草生长参数间的变化及排序结果与盆栽相同品种获得的实验结果非常相似。品种Clare、Nuba和SeatonPark在对照和处理下均表现最好。由于三叶草对一定浓度范围的外源ABA的反应与其在盆栽水分胁迫下的反应结果十分相似 ,因此 ,利用外源ABA处理的方法来研究不同基因型三叶草的耐旱性将可能是一种行之有效的方法。     

外源蔗糖和ABA对草莓生物活性物质及抗氧化能力的影响

蔗糖和脱落酸是能有效促进草莓果实成熟的两种物质。本研究以"红颜"草莓为研究材料,分别用外源蔗糖、脱落酸和二者的混合液喷施浅绿期的草莓果实,拟探讨其在缩短草莓果实生长期的前提下,对草莓果实生长发育过程中主要生物活性物质含量和抗氧化能力的影响。结果表明,外施蔗糖、脱落酸及二者的混合液会显著加速草莓果实发育过程中花青素和类胡萝卜素的积累以及总酚、黄酮和抗氧化能力的下降,但不会影响成熟草莓果实的花青素、总酚含量和抗氧化能力。然而,蔗糖和混合处理以及蔗糖和ABA处理却能分别提高成熟草莓果实中的类胡萝卜素和抗坏血酸含量。综上所述,外施蔗糖、ABA及二者的混合液在有效缩短草莓果实的成熟期的前提下不会影响成熟草莓果实的主要生物活性物质含量和抗氧化能力。同时,对成熟草莓果实的类胡萝卜素和抗坏血酸含量的提高有积极作用。     

植物类胡萝卜素生物合成及其相关基因在基因工程中的应用

近年来类胡萝卜素生物合成基因的分离与功能鉴定,为应用基因工程技术改变植物体内类胡萝卜素成份和提高类胡萝卜素含量提供了新的基因资源.有关类胡萝卜素合成的生物化学及其在体内调控研究的新进展,使通过遗传操作调控植物体内类胡萝卜素生物合成途径成为可能.该文综述了类胡萝卜素生物合成途径及其相关基因的研究现状,并结合作者的工作介绍了应用转基因技术改变植物体内类胡萝卜素成份与含量的最新成功的事例.     

类胡萝卜素生物合成相关基因的克隆及其遗传工程的研究进展

类胡萝卜素具有重要的生物学功能,尤其对人体健康有着更重要的作用,近年来一直是研究的热点。综述了类胡萝卜素生物合成途径及相关基因的分离,以及运用这些基因提高微生物和植物中类胡萝卜素含量的遗传工程研究进展。     

渗透胁迫下外源ABA对小麦幼苗根和叶中ABA及CaM含量的影响

渗透胁迫下外源ABA能提高小麦幼苗根和叶中的含水量,其对叶中的作用大于根部.外源ABA还能提高根叶中ABA及CaM含量,300 μmol·L-1 ABA对二者的作用比100 μmol·L-1更显著.随着胁迫时间的延长,根中ABA和CaM含量可分别高出叶片9倍和3倍.     

硝酸还原酶抑制剂钨酸钠对油菜硝态氮积累的影响

采用溶液培养方法,选取硝酸盐积累差异明显的两个油菜品种（低硝态氮积累品种‘红油3号’和高硝态氮积累品种‘中双6号’,研究苗期根系硝酸还原酶（NR）活性被抑制以后两个油菜品种叶片、叶柄和根系中NR活性和硝态氮含量的变化。结果表明：1.0mmol.L-1的NR活性抑制剂Na2WO4对两个油菜品种的根系NR活性抑制效果最佳;根系NR活性被抑制以后,两个油菜品种的根系NR活性、硝态氮吸收速率均显著下降,而硝态氮含量却显著上升;且Na2WO4对‘中双6号’硝态氮吸收的抑制程度强于其对‘红油3号’的抑制。叶片和叶柄的NR活性变化不显著,但叶柄硝态氮含量显著下降,叶片硝态氮含量稳定,且这一趋势在低积累品种‘红油3号’中表现得更为明显。     

外源ABA对冬小麦越冬期蔗糖代谢的影响

以抗寒品种‘东衣冬麦l号’和冷敏感品种‘济麦22’为试验材料,在三叶期时对叶片喷施ABA。在冬小麦越冬期间对叶片和分蘖节取样,研究外源ABA对越冬期低温下冬小麦的蔗糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的影响。结果表明,外源ABA处理使低温下2个冬小麦品种积累了更多的蔗糖,尤其是‘东农冬麦1号’的分蘖节。零上低温时外源ABA促进了尿苷二磷酸一葡萄糖焦磷酸化酶（UGP）在蔗糖的合成中起主要作用,在零下低温时外源ABA则促进了UGP在蔗糖分解中起作用;外源ABA提高了‘东农冬麦1号’叶片和分蘖节以及‘济麦22’分蘖节中蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶的活性,但‘济麦22’叶片中这两种酶的活性则受到ABA的抑制;外源ABA也不同程度地促进了2＋-小麦品种叶片和‘济麦22’分蘖节中酸性转化酶和碱性转化酶活性的提高,但却抑制了‘东农冬麦1号’分蘖节中两种酶活性的提高,表明抗寒性强的‘东农冬麦1号’对外源ABA可能更加敏感,其越冬器官分蘖节保持了较高的蔗糖水平,其蔗糖合成能力的提高将有利于冬小麦植株抵御低温,进而维持＋a＋k-的存活。     

外源ABA和GA3对红肉脐橙果皮色素含量的影响

测定红肉脐橙果实发育期间和果实转色期间施用外源ABA和GA3的果皮中叶绿素和总类胡萝卜素含量变化的结果表明:红肉脐橙果皮中叶绿素总量于9月20日出现最大值,为0.1469 mg·g-1(FW);类胡萝卜素总量于12月21日达到最大值,为0.0321 mg·g-1(FW);转色期用外源ABA处理后果皮叶绿素降解加速,而类胡萝卜素积累受抑;转色期施用GA3并不能延缓果皮叶绿素的降解,但能抑制类胡萝卜素的积累,因而阻碍了果皮类胡萝卜素的合成.     

木薯块根淀粉高累积的相关酶的活性特征

木薯的价值在于其块根内高含量的淀粉。木薯淀粉不仅可以作为粮食,还可以作为原料制造乙醇燃料等。但是其块根中淀粉高效累积生化机制依然有待于解决。本研究比较性研究了大田生长的高、低淀粉木薯品种在4个生长关键时期的蔗糖和淀粉代谢相关的酶活性。结果表明,根中的淀粉合成途径的限速步骤酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGase)活性、叶部的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性与木薯块根内的淀粉含量呈正相关关系,而根淀粉降解酶活性则呈负相关关系。该研究表明通过提高根中的ADPGase和叶中的SPS活性,同时降低块根中的淀粉降解酶活性有可能可以提高木薯块根中的淀粉积累。     

外源ABA对大蒜试管苗玻璃化发生和抗氧化系统的影响

以大蒜品种‘二水早’试管苗为材料,从活性氧代谢的角度研究了外源ABA、H_2O_2和H_2O_2+ABA处理下的试管苗玻璃化率、活性氧积累与组织定位和抗氧化系统的响应特征,探讨ABA缓解试管苗玻璃化过程的机理。结果表明:(1)外源H_2O_2处理可诱导大蒜试管苗玻璃化发生,外源ABA处理下玻璃化率最低,可以缓解H_2O_2诱导的玻璃化的发生。(2)试管苗O_2~产生速率和H_2O_2含量在H_2O_2处理下最高,在ABA处理下最低;在添加H_2O_2的培养基中同时添加ABA能显著减少因外源H_2O_2处理引起的O_2~产生和H_2O_2积累。(3)试管苗CAT、POD和APX活性在外源H_2O_2处理前期(0~8d)均上升并显著高于对照,但其CAT、APX活性在处理后期(8~16d)下降,其同期POD活性也增加缓慢;各抗氧化酶的活性在外源ABA与H_2O_2+ABA处理前期(0~8d)均呈直线上升趋势,而它们在H_2O_2+ABA处理后期(8~16d)均显著高于H_2O_2处理。(4)各处理试管苗抗坏血酸和谷胱甘肽含量随处理时间先升高后降低,并以外源ABA处理下最高,外源H_2O_2处理下最低。(5)试管苗O_2~和H_2O_2产生部位主要在基部和叶尖,且外源ABA处理下组织中ROS的积累最少。(6)在ABA+H_2O_2处理下,大蒜试管苗内丙二醛含量和膜相对透性显著低于对照和H_2O_2处理。研究发现,外源ABA处理可有效降低大蒜试管苗的内源O_2~产生速率和H_2O_2含量,提高抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,抑制活性氧在试管苗内的产生和运输,显著降低试管苗玻璃化率;外源ABA可通过增强大蒜试管苗抗氧化能力来抑制玻璃化发生。     

渗透胁迫下外源ABA对小麦幼苗根和叶中ABA及CaM含量的影响

渗透胁迫下外源ABA能提高小麦幼苗根和叶中的含水量 ,其对叶中的作用大于根部。外源ABA还能提高根叶中ABA及CaM含量 ,30 0 μmol·L-1ABA对二者的作用比 10 0 μmol·L-1更显著。随着胁迫时间的延长 ,根中ABA和CaM含量可分别高出叶片 9倍和 3倍     

外源激素对大豆种子内源ABA水平的影响及其和同化物积累的关系

用微注射法将ＩＡＡ、ＧＡ３、ＫＴ引入开花后３０ｄ的大豆（ＧｌｙｃｉｎｅｍａｘＬ．）完整植株种子的两片子叶之间,７ｄ后取样,分别测定了种皮和子叶中的ＡＢＡ含量、酸性转化酶和ＡＴＰ酶活性,同时分析了子叶中的糖和蛋白质含量的变化。结果表明：１０－６ｍｏｌ／ＬＩＡＡ和１０－６ｍｏｌ／Ｌ的ＫＴ处理使种皮中的ＡＢＡ水平升高,酸性转化酶活性提高,而ＡＴＰ酶活性降低;相反,对照子叶中的ＡＢＡ水平下降,酸性转化酶活性也下降,而ＡＴＰ酶活性显著提高;１０－６ｍｏｌ／ＬＧＡ３的作用正相反,使种皮和子叶中的ＡＢＡ水平均下降,酸性转化酶活性及子叶中的ＡＴＰ酶活性也相应下降,但种皮中的ＡＴＰ酶活性却上升;子叶中的糖和蛋白质含量的变化没有明确的规律。内源ＡＢＡ含量的变化与转化酶和ＡＴＰ酶活性变化呈现一定的相关关系,表明ＡＢＡ参与了调节大豆种子中的同化物积累。对外源激素对大豆种子内源ＡＢＡ水平的影响及其和同化物积累的关系进行了讨论。     

外源ABA对低温胁迫水稻过氧化物酶同工酶的影响

采用聚丙烯酰胺垂直板电泳法,就外源ABA对低温胁迫下水稻幼苗过氧化物酶（POD）同工酶的影响进行了研究。结果表明,低温胁迫下,水稻幼苗长势明显下降,与其相应的过氧化物酶同工酶也发生了变化,外施ABA(10^-5mol/L）提高了水稻幼苗的抗寒能力,其相应的过氧化物酶同工酶却表现为部分酶活性增强,说明：（1）过氧化物同工酶的变化将引起植物对低温的抗性反应;（2）外源ABA引起自由基清除酶（如POD）活力的升高,是植物抗寒性增强的原因之一。     

盐胁迫下外源ABA对玉米幼苗耐盐性的影响

利用不同浓度外源ＡＢＡ 可以提高生长在盐渍条件下玉米（Ｚｅａ ｍ ａｙｓ Ｌ．）幼苗的耐盐能力,增加幼苗的干重。其原因是由于幼苗渗透势的降低和渗透调节能力的增大,地上部分拒盐能力的提高,摄取的大量Ｎａ＋ 积累在根部。同时发现外源ＡＢＡ 增大幼苗渗透势和渗透调节能力是幼苗有机渗透物质增加的结果。讨论了玉米地上部分拒盐的机理