小麦植株中可溶性糖纸层析定量方法

小麦、大麦、黑麦等作物以及某些单子叶和菊科植物的营养器官或貯藏器官中的可溶性糖类,除一般单糖(葡萄糖、果糖)双糖(蔗糖)外,还有大量果聚糖类存在,而且有时作为貯藏形式。它们的分子结构一端是蔗糖,蔗糖的果糖基通过2,1或2,6糖甙链连接着若干果糖基,形成一系列结构相似的寡糖或多糖,不具还原性。一般的分析方法不能分类测定。我们     

植物果聚糖合成酶基因克隆及特性分析

果聚糖(fructan)是蔗糖来源的果糖多聚体,果聚糖的类型常因聚合度的多寡、分支结构有无、相邻果糖基成键差异及葡萄糖位置不同而多种多样。果聚糖不仅是植物储存非结构性碳水化合物的形式之一,而且在干旱、低温等非生物胁迫中具有保护植物细胞免受伤害的作用。果聚糖作为一种益生素,对人体健康具有保健作用,有效减少或避免结肠癌、心血管疾病及骨质疏松等发病机率。本文就果聚糖的存在形式、生物合成代谢途径、果聚糖合成酶（fructan biosynthetic enzymes, FBEs）基因的克隆和转化等研究做一介绍,并对植物中FBEs结构特点进行了分析,同时对小麦中FBEs基因的拷贝数、染色体定位及亚细胞定位等研究进行了商榷,为从更多植物中分离FBEs基因,研究FBEs基因的作用方式和表达特性,以及利用转基因技术提高重要作物抗逆性奠定基础。     

Levan蔗糖酶及其在Levan果聚糖合成中的应用

Levan果聚糖是一类分子中含有大量β-(2,6)果糖苷键主链和少量β-(2,1)果糖苷键支链的聚糖。部分微生物来源的Levan果聚糖具有抗肿瘤、抗糖尿病、免疫增强、降血脂等重要的生物活性,在医药和功能食品方面具有巨大的应用潜能。由于微生物发酵液提取法产量相对较低,而化学法合成过程繁琐,Levan果聚糖的酶法合成备受关注。Levan蔗糖酶(Levansucrase,EC 2.4.1.10)属于糖苷酶家族GH68,是一类β-螺旋桨家族蛋白,其催化糖类合成遵循non-Leloir糖基转移酶机制,以蔗糖为底物转果糖基合成Levan果聚糖。部分微生物Levan蔗糖酶的分子结构及基因的表达调控已经得到阐明,Levan果聚糖的酶法合成得到广泛研究。本文综述了Levan蔗糖酶的催化机制、酶分子结构、酶基因表达调控以及酶在合成Levan果聚糖中的应用,以促进微生物Levan蔗糖酶及Levan果聚糖的研究和应用。     

灌水对不同品种小麦茎和叶鞘糖含量及产量的影响

以冬小麦品种济麦20和泰山22为材料,设置全生育期不灌水(W0)、灌冬水+拔节水(W1)、灌冬水+拔节水+开花水(W2)、灌冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W3)4个处理,研究不同灌水处理对小麦倒二茎节间和叶鞘中水溶性碳水化合物含量和籽粒产量的影响.结果表明:两品种W0处理灌浆初期倒二茎节间和叶鞘的可溶性总糖、聚合度(DP) ≥4和DP=3的果聚糖含量最高,灌浆后期的果糖含量最高,这有利于倒二茎节间和叶鞘水溶性碳水化合物的积累与降解,从而提高千粒重,灌水处理间比较,济麦20的W1处理在灌浆初期倒二茎节间和叶鞘的DP≥4、DP=3果聚糖含量和灌浆中后期的可溶性总糖、果糖含量最高,其籽粒产量也最高;泰山22的W2处理在灌浆初期倒二茎节间和叶鞘的DP≥4、DP=3果聚糖含量最高,灌浆后期的果糖含量高于W1处理,其籽粒产量也最高,品种间比较,泰山22灌浆阶段的倒二茎节间和叶鞘的可溶性总糖、DP≥4果聚糖含量和灌浆后期的果糖含量高于济麦20.两品种的籽粒产量对水分处理的响应不同,济麦20的籽粒产量在W0和W1条件下高于泰山22,在W2和W3条件下低于泰山22.本试验中,济麦20的W1处理和泰山22的W2处理有利于倒二茎节间和叶鞘中水溶性碳水化合物的积累与降解,其籽粒产量显著高于其他处理,分别是两品种的最优水分处理.     

水氮互作对小麦土壤水分利用和茎中果聚糖含量的影响

通过田间试验,以强筋小麦济麦20为材料,设置3个施氮水平：0 kg·hm^-2（N₀）、180 kg·hm^-2（N₁）、240 kg·hm^-2（N₂）;4个灌水处理：不灌水（W₀）、底墒水+拔节水+开花水（W₁）、底墒水+冬水+拔节水+开花水(W₂)、底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W₃),每次灌水量为60 mm,研究水氮互作对土壤水分含量、旗叶光合速率、倒二茎中果聚糖含量及氮肥和水分利用效率的影响.结果表明：施氮水平为180 kg·hm^-2处理的旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量较高,籽粒产量、氮肥表观利用效率、氮肥农学利用率和水分利用效率最高;施氮水平为240 kg·hm^-2处理的茎中果聚糖含量较高;不施氮（N₀）或施氮过多（N₂）均不利于小麦籽粒产量、氮肥和水分利用效率的提高.W₁水分处理促进了倒二茎中果聚糖的积累和向籽粒的转运,有利于产量的提高.180 kg·hm^-2施氮水平配合灌溉底墒水+拔节水+开花水的水氮交互处理（N₁W₁）具有较高的籽粒产量及较高的氮肥和水分利用效率,在此基础上增加施氮量或灌水量,小麦旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量升高,籽粒产量无显著变化或降低,氮肥和水分利用效率降低.     

小麦花后水分亏缺和复水对同化物转运和籽粒灌浆的影响

为了阐明水分亏缺对小麦花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理机制的相关变化,以盆栽小麦旱作品种‘长旱58’为材料,自花后9 d起,设置正常供水(WW)、中度干旱胁迫后复水(MD)和重度干旱胁迫后复水 (SD)3个水分处理,比较干旱胁迫后复水处理对小麦籽粒产量、产量构成因素及水分利用效率、强弱势粒灌浆动态、旗叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)转运、籽粒形成关键酶活性变化等的影响。结果表明：(1)与WW相比,MD处理显著增加了小麦穗粒数和千粒重,进而提高籽粒产量、水分利用效率和小麦弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,对强势粒则无显著影响,而SD处理则显著降低了穗粒数、千粒重、强弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,但水分利用效率显著高于WW处理。(2)MD处理植株旗叶在小麦灌浆过程中维持了与WW基本相同的净光合速率,同时在小麦花后9~20 d时MD处理下气孔导度和蒸腾速率变化不明显,而在SD处理下气孔导度和蒸腾速率则急剧下降;另外,与WW相比,在整个灌浆期MD处理下旗叶叶绿素含量变化不显著,而SD处理下叶绿素含量呈大幅下降趋势。(3)MD处理提高了小麦弱势粒蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性;同时使灌浆中后期有较高的果聚糖水解酶(FEH)活性和较低果聚糖含量,显著增强了茎鞘同化物质转运,提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。研究发现,中度水分胁迫后复水处理小麦植株具有较好的叶片性能、花后较多的茎鞘同化物向籽粒转运以及较高的弱势粒库活性,从而提高旱作小麦弱势粒灌浆速率,增加穗粒数和粒重, 进而提高籽粒产量。     

冬小麦开花前后茎和叶鞘中贮存的碳水化合物含量的变化

大田条件下小麦茎和叶鞘中各种糖含量在花后１０￣２０ｄ达到最高,尔后下降。茎中各种糖的最高含量显著高于叶鞘,茎和叶鞘中以聚合度（ＤＰ）≥４的果聚糖含量最高。花后１０￣２０ｄ以内产量潜力高的品种鲁麦２２茎和叶鞘中贮存碳水化合物含量明显高于产量潜力低的鲁麦１４,表明贮存碳水化合物在高产小麦中有重要作用。     

3种海藻凝集素组分及糖抑制作用的初步研究

从 3种海藻 (铁钉菜IshigeokamuraeYenda、坛紫菜PorphyrahaitanensisChangetZheng和脆江蓠Gracilariabursa pastorisSilva)中分离纯化得到铁钉菜凝集素 (IOL)、坛紫菜凝集素 (PHL)及脆江蓠凝集素 (GBL)。经测定 ,它们分别含有 7%、14 %和 11%的中性糖。氨基酸组成中 ,苯丙氨酸含量最高 ,蛋氨酸和精氨酸次之。 3种海藻凝集素的凝血活性均可被单糖或双糖所抑制 ,在所测试的 13种糖类中 ,能够抑制GBL活性的糖类最多 ,达 5种 ,抑制IOL的糖类最少 ,仅 2种。 3种糖蛋白 (胃粘蛋白、卵粘蛋白和甲状腺球蛋白 )对IOL没有抑制作用 ,而卵粘蛋白能够抑制PHL和GBL的凝血活性     

九香虫滞育期脂肪、糖类和蛋白质含量的变化规律

【目的】研究九香虫Aspongopus chinensis Dallas滞育期体内的脂肪、糖类(总糖、糖原、海藻糖)、蛋白质含量的变化,探索体内营养物质变化与九香虫滞育的关系。【方法】本研究利用索氏提取法、蒽酮比色法和BCA蛋白定量试剂盒分别测定了九香虫滞育期(10月-次年4月)和滞育解除后(次年5月)其体内的脂肪、糖类和蛋白质含量变化。【结果】九香虫滞育期脂肪含量随着时间推移逐渐降低,到滞育后期(4月)脂肪含量最低为19.51%,与滞育初期(10月)的40.55%相比存在显著性差异(P<0.05);糖类在滞育初期(10月)开始积累,直至11月后不断减少至4月,滞育解除后(5月)糖类的含量又显著增高(P<0.05);蛋白质含量从滞育初期(10月)开始缓慢增加,直至3月开始下降,滞育解除后蛋白质含量显著低于滞育期(P<0.05)。【结论】九香虫滞育期体内脂肪、糖类和蛋白都发生了不同程度的变化。脂肪含量降低,糖类的含量先升后降,蛋白质含量先增后减是九香虫滞育过程中主要的生理特征。     

不同水分条件下源库调节对小麦营养器官可溶性碳水化合物和籽粒千粒重的影响

以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下,研究了源库调节对小麦营养器官中可溶性碳水化合物(WSC)和籽粒千粒重(TGM)的影响.结果表明:缩库处理显著增加了小麦各营养器官WSC含量,且正向促进WSC的相对转运;减源处理反之.源库调节WSC含量及其相对转运量/率的效应为:干旱胁迫显著高于正常灌溉,抗旱品种(陇鉴19)显著高于水分敏感品种(Q9086),缩库处理对WSC含量的影响强度显著高于减源处理,穗下节和倒二节普遍高于倒三节、叶鞘和叶.减源处理下,陇鉴19的总WSC相对转运率的强势器官主要为叶鞘、穗下节和倒二节,而Q9086主要表现在倒二节和倒三节;两小麦品种果聚糖相对转运率的强势器官均为叶鞘、穗下节和倒二节.减源处理使陇鉴19和Q9086的TGM在干旱胁迫下分别下降27.3%和31.7%,在正常灌溉下分别下降25.3%和12.1%.缩库处理的WSC含量及其相对转运与TGM的相关系数显著大于减源处理;干旱胁迫处理显著高于正常灌溉处理,不同器官中WSC总含量和果聚糖含量与TGM普遍表现出较高的相关系数(r2>0.900);小麦WSC含量及其相对转运与TGM关联度较为密切的器官主要集中在叶鞘和穗下节.在干旱胁迫条件下,WSC总含量有关性状与TGM表现出较高关联度,而在正常灌溉条件下,蔗糖和葡聚糖有关性状与TGM普遍表现出较高关联度.源库关系对小麦不同营养器官WSC及籽粒千粒重的调节易受水分环境、基因型和营养器官位置的显著影响.     

意大利小麦真菌传棒状病毒与欧洲小麦花叶病毒和土传黑麦花叶病毒属同一种病毒

测定了从意大利硬红小麦上分离的一个真菌传棒状病毒分离物两个RNA的核苷酸全序列, 并与美国的土传小麦花叶病毒(SBWMV)、最近发表的从法国小麦上分离的欧洲小麦花叶病毒(EWMV)和从德国黑麦和小麦上分离的3个土传黑麦花叶病毒(SBRMV-C,-G, -O)进行了序列比较和系统树分析. 结果表明, 意大利分离物的RNA1和RNA2分别由7 025和3 688个碱基组成, 与EWMV的同源性分别为97.5%和98.6%, 与SBRMV-G 为95.5%和85.8%, 而与SBWMV 仅为70.6%和64.5%. 因此, 意大利分离物与SBWMV不同, 但与EWMV和SBRMV同属一种病毒, 建议将这些欧洲病毒命名为土传禾谷类花叶病毒(SBCMV), 以避免与以前的名字混淆.     

羊草根茎的贮藏碳水化合物及对氮素添加的响应

 为了研究氮素对羊草(Leymus chinensis)根茎碳水化合物贮藏的影响,在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站的羊草样地,设计了不同水平和不同时期的氮素添加试验。采用高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）对羊草根茎中的贮藏性碳水化合物进行了测定。结果表明,羊草根茎中的贮藏碳水化合物组分包括果聚糖、甘露糖醇、蔗糖、葡萄糖和果糖。其中果聚糖是最主要贮藏碳水化合物,约占60%;其次是甘露糖醇,约占20%。氮素添加量对羊草根茎中的贮藏碳水化合物有显著影响。在0～17.5 g N·m－2范围内,随着氮素添加量的增加,碳水化合物总量、果聚糖、甘露糖醇的含量均逐渐升高。氮素添加时期对羊草根茎中的贮藏碳水化合物的含量亦有显著影响。在7月初添加氮素比4月份添加氮素更有利于贮藏碳水化合物的积累。 关键词     

不同品质类型小麦谷蛋白聚合体含量及亚基组成的初步研究

以6个不同品质类型小麦品种为试验材料,对其面粉总蛋白含量(FP％)、谷蛋白总聚合体含量(TGP％)、大聚合体含量(GMP％)进行了测定和比较,并利用多层浓缩胶SDS—PAGE对不同品种小麦面粉大聚合体亚基组成进行了初步分析。结果表明：(1)面包和面条型小麦面粉谷蛋白总聚体含量明显高于饼干型小麦;(2)分子量约为32—43kD和14kD的亚基主要是组成麦谷蛋白大聚合体。     

水分和腐植酸对燕麦果聚糖代谢的影响

探讨水分和腐植酸(HA)对燕麦不同器官非结构性碳水化合物(NSC)积累与分配的影响,进一步明确水分和HA对燕麦糖代谢和粒重形成的作用机制,可为旱作地区燕麦的推广种植提供理论指导和技术支撑。试验以‘蒙农大燕1号'和‘内燕5号'两个燕麦品种为材料,分别在旱作(无灌溉)和有限灌溉(拔节期和抽穗期每次灌水60 mm)两个水分条件下喷施HA与清水(CK),研究燕麦开花后不同时期NSC组分在茎、叶、穗中的动态变化以及叶片中碳代谢相关酶活性的变化。结果表明: 两个燕麦品种茎、叶、穗中的NSC组分含量均随开花后时间的延长先升高后降低,且两品种各器官中的NSC组分含量大致相同;与CK相比,在灌水条件下喷施HA后蒙农大燕1号穗部的果聚糖含量提升幅度明显大于旱作条件;喷施HA后蒙农大燕1号叶片中果聚糖外水解酶和转化酶活性分别显著提高了27.1%和30.6%,单穗粒重显著提高了55.9%,且与旱作条件下相比提高幅度更大;蒙农大燕1号籽粒千粒重和单穗粒重与叶片果聚糖含量呈显著正相关关系。综上,水分和腐植酸协同作用可以有效调节燕麦果聚糖的积累及主要代谢酶活性,从而提高千粒重和单穗粒重,促进产量形成。     

具有ACC脱氨酶活性的海滨锦葵(Kosteletzkya pentacarpos)内生细菌对小麦耐盐性的影响

从盐生植物海滨锦葵块根中分离内生细菌43株,经形态学特征和16S r DNA序列相结合的方法鉴定,分属10个种属,其中芽孢杆菌属是优势属,其次是假单胞菌属和农杆菌属,蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)是优势种。对海滨锦葵内生细菌ACC脱氨酶活性的测定显示,其中5种菌明显具有ACC脱氨酶活性。用筛选到的5种细菌接种盐胁迫下小麦根系并测定其对于小麦耐盐性的影响。结果表明,蜡样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、地衣芽孢杆菌四种芽孢杆菌均能显著提高盐胁迫下小麦幼苗的干物质重和叶绿素含量,并能显著提高保护酶(SOD、POD、CAT)活性,对盐胁迫的毒害有一定的缓解作用。绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)对小麦幼苗株高、根长、鲜重、干重、叶绿素含量和保护酶活性的提高也具有一定的作用。上述分析表明从海滨锦葵块根中分离出的5株具有ACC脱氨酶活性的内生细菌均能提高小麦幼苗的耐盐性。     

谷蛋白溶涨指数在小麦早代品质选择中的应用价值分析

以遗传性稳定的小麦品种(品系)和杂交分离世代为材料,通过谷蛋白溶涨指数(SIG)与SDS沉淀值的相关性分析,评价SIG在小麦品质育种中应用的可能性。15个供试小麦品种(品系)的SIG值与湿面筋含量、面筋指数、常量SDS沉淀值的正相关均达到极显著水平,SIG值可预测小麦品种(品系)的蛋白质品质。在两杂交组合的F1到F4中,微量SDS沉淀值与SIG值之间均达到极显著正相关水平;分离世代变异系数大于10％。两组合微量SDS沉淀值和SIG值的广义遗传力均表现较高。SIG法在小麦品种(品系)、分离世代单株品质指标选择方面与SDS沉淀值法高度相关,具有同等的鉴定效果,是一种样品用量少、操作简便快速、结果精确的小麦早代品质检测的有效方法。     

糖类和蛋白质的相互作用

(一)糖类和蛋白质相互作用的重要性糖类是生物体内除了蛋白质和核酸外的又一类重要的生物分子,但和蛋白质或核酸相比,糖类研究还处于落后的状态。糖类在生物体内的重要性近几年中越来越为人们所认识,与此同时也注意到糖类的生物合成、降解和利用乃至生物功能的发挥无不与蛋白质有关。而且糖类的分离纯化以及结构研究也都离不开有关的蛋白质。     

郑汴路路旁土壤-小麦系统重金属积累及其健康风险评价

按离路基不同距离采集土壤、麦苗和籽粒样品, 在测定样品重金属 (Pb、Cd、Zn、Cr和Cu) 的基础上, 开展了路旁土壤-小麦系统重金属分布、积累和污染状况分析, 并对膳食小麦 (Triticumaestivum) 引起的健康风险进行了评价。结果表明:1) 土壤-小麦系统重金属含量随着离开路基距离的增加呈先增加后减少的趋势, 土壤重金属含量>麦苗重金属含量>籽粒重金属含量。2) 麦苗和小麦籽粒对土壤重金属富集能力的大小顺序均为Cu>Cd>Zn>Pb>Cr, 麦苗对重金属的富集能力大于小麦籽粒。3) 膳食小麦所致的Cd个人健康风险较大。     

黄土高原区苜蓿与小麦轮作系统根部入侵真菌研究

以甘肃庆阳黄土高原地区草田轮作系统中苜蓿(Medzfago sativn)和小麦(Triticum aestivum)为研究材料,分别于2002年两种作物的拔节期(分枝期)、开花期、成熟期和幼苗期(第3茬分枝期)取样,分离、鉴定了根部入侵真菌,测定了分离所得根部入侵真菌对其寄主作物及另一种轮作作物的致病力。结果表明：在试验区内共分离到27种根部入侵真菌,包括自小麦根系分离到26种,苜蓿侧根分离到23种,其中22种为苜蓿和小麦共同的根部入侵真菌。两种作物根部入侵真菌区系中优势种明显不同,苜蓿根部最主要的5种入侵真菌按分离率的高低依次为尖镰孢(Fusarium oxysporum)17．0％、大孢肉座菌(Selinia sp．)15．4％、茎点霉(Phoma medicaginis)9．5％、腐皮镰孢(Fusarium solani)6．7％及柱孢(Cylindrocarpon destructans)6．6％;而小麦根部5种最主要的入侵真菌按分离率的高低依次为黑团孢(Periconia sp.)15．0％、丝葚霉(Papulaspora sp．)12．1％、多主枝孢(Cladosporium herbarum)5．4％、丝核菌(Rhizoctonia sp．)4．0％及尖镰孢3．9％;总的真菌分离率亦是苜蓿高于小麦。苜蓿与小麦的根段带菌率均有随生长季的延长而增高的特征。在试验条件下,参试的苜蓿、小麦根部入侵真菌对苜蓿和小麦均有一定的致病力,但对苜蓿种子和幼苗的致病力强于对小麦种子和幼苗的致病力。在轮作体系中,小麦田轮作苜蓿应注意防治根部入侵真菌的危害。     

接种两种固氮菌增强小麦幼苗抗渗透胁迫及生长能力

苗期是小麦(Triticum aestivum)物质和能量积累的关键时期, 苗期干旱影响小麦的后期群体建成。利用田菁茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans) ‘ORS571’与巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense) ‘Yu62’浸种侵染小麦和聚乙二醇(PEG)模拟渗透胁迫, 研究渗透胁迫下接菌小麦种子的发芽状况; 利用固氮菌涂抹小麦幼苗叶部, 测定PEG模拟渗透胁迫下小麦幼苗根体积、叶片相对含水量、脯氨酸含量及可溶性蛋白含量, 探究固氮菌增强小麦幼苗抗渗透胁迫的能力。结果表明, 接种混合固氮菌后在渗透胁迫下小麦种子的发芽率明显提高; 在渗透胁迫下叶部涂抹固氮菌小麦的根体积、叶片相对含水量、脯氨酸含量及可溶性蛋白含量明显升高, 表明接种固氮菌可提高小麦幼苗的抗渗透胁迫能力, 且混合固氮菌对小麦幼苗叶片的增强效果优于单一固氮菌。