大豆脂肪氧化酶同工酶全缺失种质的创新

大豆脂肪氧化酶(Lipoxygenase,Lox)是豆腥味因子。利用脂肪氧化酶双缺失的优质大豆新品系96P17(Lox-2.3)作母本,93704(Lox-1．3)作父本进行有性杂交,采用等电聚焦聚丙烯酰胺凝胶电泳(IEF—PAGE)技术,对杂种后代脂肪氧化酶3种同T酶进行缺失检测及多年辅助选择,创造大豆脂肪氧化酶3种同工酶全缺失(Lox-1．2．3)的大豆优质新种质,为大豆品质育种及食品加工提供优异的种质材料。     

大豆脂肪氧化酶的研究动态

本文介绍了大豆种子脂肪氧化酶（Lox）同工酶的生物化学特性、缺失体的分子结构、氨基酸同源性等的分子生物学特性以及Lox与生长发育、调节分子合成、衰老和逆境反应等生理学功能的相关性的研究动态。     

改进的大豆脂肪氧化酶电泳显色方法

大豆种子富含脂肪氧化酶(lipoxygenase,简称LOX),约占其蛋白含量的1％。大豆LOX至少以三种同工酶存在,定名为L1、L2、L3a和L3b,后两种性质类似统归一种。大豆LOX能催化破碎种子中的不饱和脂肪酸(如亚油酸)氧化生成具有豆腥味的醛、醇类物质,从而大大降低大豆产品的品质与风味,     

缺失Kunitz胰蛋白酶抑制剂和脂肪氧化酶2.3的大豆新品种——中黄16的选育

大豆新品种中黄16（原名中作96－952）,是中国农业科学院作物育种栽培研究所利用缺失Kunitz胰蛋白酶抑制剂的高产、优质,抗花叶病毒病（SMV）的高代材料ti15176作母本,美国引进优良品种Century近等基因系,脂肪氧化酶缺失的优质材料Century-2.3作父本进行有性杂交,采用未变性聚丙烯酰胺凝胶电泳（Native-PAGE）技术及等电聚焦聚丙烯酰胺凝胶电泳（IEF－PAGE）技术,对杂种代胰蛋白酶抑制剂（Ti)、脂肪氧化酶（Lox)进行缺失检测及多年辅助选择育成,该品种于1999－2000年参加北京市夏播大豆区域试验,2001年参加北京市夏播大豆生产试验,2002年4月通过北京市品种审定委员会审定。其出特点是高产,稳产,优质（蛋脂双高、蛋白质含量高且蛋白质品质优异－－缺失Ti和Lox2.3),抗花叶病毒病,综合性状优异,是国内第一个缺失Kunitz胰蛋白酶抑制剂且缺失脂肪氧化酶2．3的三缺（Lox2.3,ti）优质大豆新品种。     

水稻种胚脂肪氧化酶Lox-1,Lox-2缺失对种子储藏特性的影响

用人工加速老化的方法对Lox-1,Lox-2缺失材料云恢290和Lox-1,Lox-2不缺失品种汕优63进行了储藏后生理和生化变化的研究,结果表明:云恢290有着突出的耐储藏特性,老化20天,汕优63的发芽率下降到5%,云恢290发芽率保持在42%;老化30天后云恢290电导率增加小于汕优63,丙二醛和游离脂肪酸的增加只有汕优63的1/2左右。脂肪氧化酶Lox-1、Lox-2缺失减轻了膜脂过氧化作用,保持细胞膜结构完整性,同时减少游离脂肪酸的积累,从而延长了云恢290种子的寿命。     

植物的脂肪氧化酶

本文全面地阐述了植物脂肪氧化酶的分布、测定方法、酶学特性及其在植物体内的生理功能,并讨论了该酶在食品原料种子的贮藏和加工中的意义。     

大豆脂肪氧化酶及Kunitz胰蛋白酶抑制剂缺失种质的创新

脂肪氧化酶和胰蛋白酶抑制剂是大豆蛋白中2种重要的抗营养因子。以黄淮海主栽品种鲁豆4号、中品661、豫豆8号、91D15、潍8640作母本,美国引进缺失Kunitz胰蛋白酶抑制剂品种P．I．L83-4387和优良品种Century缺失脂肪氧化酶的近等位基因系Century-2、Century-2．3和Century-1．3作父本进行有性杂交,利用大豆脂肪氧化酶缺失基因及胰蛋白酶抑制剂缺失基因的生化标记对杂种后代进行多年辅助选择,培育脂肪氧化酶缺失基因(lx1、lx2、lx3)、胰蛋白酶抑制剂缺失基因(ti)等优质多基因聚合的大豆新种质,为我国大豆品质育种、生产及加工利用提供优异种质材料。     

大豆脂肪氧化酶-3基因(Lox3)启动子的克隆及其瞬时表达分析

利用PCR技术从大豆基因组DNA中分离脂肪氧化酶-3基因启动子片段Lox3p。PLACE在线启动子预测工具分析表明:序列中含有多种典型的种子及胚特异性表达元件。将克隆得到的Lox3p片段替换pCAMBIA1301中的CaMV35S启动子,构建表达载体pCAM-Lox3p。通过农杆菌介导法在大豆种子中进行瞬时表达,GUS组织化学染色及荧光测定都显示出Lox3p驱动GUS基因表达的强度高于CaMV35S启动子。结果表明,该Lox3p启动子片段具备一定的胚特异表达特性,为探明大豆脂肪氧化酶-3基因启动子胚特异表达调控序列及其调控机制的研究奠定基础。     

大豆脂肪氧化同工酶(Lox1)单克隆抗体的制备

利用薄层等电聚焦电泳检测缺失大豆脂氧酶近等基因系-Su系列,将标记不同缺失类型种子经脱脂、干燥、浸提、离心后制成样品,通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离和电泳洗脱仪回收获得蛋白。间接ELISA测定Lox1免疫血清效价为1∶1600,免疫BALB/C小鼠的脾细胞和达到对数生长期的SP2/0骨髓瘤细胞融合培养,筛选杂交瘤细胞的阳性克隆,应用有限稀释法和交叉分析,获得3株能稳定传代且分泌Lox1单克隆抗体的、与其他Lox类型没有交叉反应的杂交瘤细胞,各株单抗的效价均在1∶64以上。大豆脂肪氧化同工酶Lox1单克隆抗体用于检测脂氧酶的缺失类型,可为辅助育种提供投资少、见效快的鉴定方法,可为研制大豆脂肪氧化同工酶检测试剂盒提供实验基础。     

2002年我国大豆(Glycine max)品种及种质资源的蛋白质和脂肪含量分析

对2002年全国14个主要大豆种植省(区)的大豆品种及其种质资源的蛋白质、脂肪含量进行了分析。结果表明,种质资源的蛋白质、脂肪平均含量均高于生产用品种。其中种质资源脂肪含量的变化幅度较大,显示了在未来的育种中更强的高脂肪含量的选择优势。国内种质资源蛋白质平均含量高于国外种质资源。国外种质资源脂肪含量总体上高于国内种质资源。黄淮海生态区品种蛋白质平均含量高于北方生态区品种。新育成黄淮海区域试验品种蛋白质平均含量高于目前黄淮海生态区生产用品种。同品种异地种植,其脂肪含量有明显变化。     

无腥味大豆种质创新与利用

大豆是植物油和植物蛋白的主要来源,但大豆蛋白中含有3种结构不同的脂肪氧化酶同功酶,是产生豆腥味的根源,使大豆利用及加工受到限制。从1994年开始我们进行大豆脂氧酶缺失基因的转育与种质创新研究,目前获得了一批综合农艺性状优良的低腥味材料,其中绥无腥豆1号已于2002年3月通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定,并开始应用于生产和加工领域。     

植物脂肪氧化酶的研究进展

植物脂肪氧化酶(LOX)是一个多基因家族, 是由单一的多肽链组成的含有非血红素铁、不含硫的过氧化物酶。LOX催化具有顺, 顺-1, 4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸的双加氧反应。植物中, 不同脂肪氧化酶的最适pH、pI、底物和产物特异性、时空表达特性、亚细胞定位等存在差异。LOX参与的生理过程涉及损伤、病原攻击、种子萌芽、果实熟化、植物衰老、脱落酸和茉莉酸合成, LOX也在正常的植物生长和生殖生长过程中作为营养储藏蛋白, 参与脂类迁移、响应营养胁迫、调节“源”与“库”的分配。对LOX家族的深入理解,将有助于LOX在作物新品种的选育、新型植保素的开发、食品加工等方面得到广泛的应用。     

荞麦与大豆叶片乙醇酸氧化酶的纯化和性质比较研究

分别从荞麦与大豆叶片中部分纯化了乙醇酸氧化酶 (GO ,EC1 .1 .3 .1 ) ,并研究其部分性质。结果显示荞麦与大豆叶片中GO的催化特性有明显差异 :大豆叶片中GO对乙醇酸Km值为 0 .3 1mmol/L ,对乙醛酸Km值为 1 .98mmol/L。外源草酸对GO氧化乙醇酸活性影响很小 ,但对其氧化乙醛酸活性抑制明显 ,5mmol/L草酸可抑制 44%。而荞麦叶片中GO性质有所不同 :GO对乙醇酸Km为 0 .46mmol/L ,对乙醛酸Km为 0 .85mmol/L。草酸对荞麦GO氧化乙醇酸活性影响也很小 ,对其氧化乙醛酸活性的抑制作用明显小于大豆 ,5mmol/L草酸只抑制 2 4%。上述研究结果表明 ,荞麦GO对乙醛酸的亲和力明显强于大豆 ,并且草酸对其GO氧化乙醛酸活性影响较小。因此相对于大豆而言 ,GO可能在荞麦叶片草酸合成中起重要作用。     

中国大豆(Glycine max)品种及种质资源主要品质状况分析

对2003年中国19个主要大豆种植省(直辖市、自治区)的大豆品种与种质资源的蛋白、脂肪含量和部分大豆品种水溶性蛋白含量进行了分析.结果表明,大豆种质资源的蛋白含量和蛋脂总量总体上与品种持平.品种脂肪含量总体上明显高于种质资源脂肪含量,说明当前中国种植的大豆中高脂肪的品种已经占有一定的比例. 北方、黄淮海、南方三大生态区大豆品种和种质资源蛋白含量呈现自北向南递增的趋势,而脂肪含量呈现递减趋势.生态、气象因子对大豆蛋白含量的影响大于对脂肪含量的影响.大豆水溶性蛋白含量总体上较高,基本适合豆制食品加工业的需要.     

无腥味大豆种质创新与利用

大豆是植物油和植物蛋白的主要来源,但大豆蛋白中含有3种结构不同的脂肪氧化酶同功酶,是产生豆腥味的根源,使大豆利用及加工受到限制。从1994年开始我们进行大豆脂氧酶缺失基因的转育与种质创新研究,目前获得了一批综合农艺性状优良的低腥味材料,其中绥无腥豆1号已于2002年3月通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定,并开始应用于生产和加工领域。     

国外大豆种质资源在菏泽大豆育种中的应用

上世纪80年代以来,菏泽市农科所以Williams、Clark63、SRF等国外大豆种质作亲本,杂交育成菏7308、菏84—1、菏84—5等8个大豆新品种,已累计推广105万hm^2,国外亲本遗传贡献率为13／32。     

中国黍稷种质资源蛋白质和脂肪含量的鉴定分析

对来源于我国14省（区）的6515份黍稷种质资源,通过3次大批量的蛋白质和脂肪含量的鉴定分析,计算出黍稷蛋白质、脂肪的平均含量。筛选出一批蛋白质含量15．00％以上的高蛋白种质和脂肪含量4．00％以上的高脂肪种质,以及蛋白质含量15.00％以上、脂肪含量4．00％以上的双高种质,提供我国黍稷生产和育种利用。     

大豆分离蛋白基脂肪模拟物初步研究

以大豆分离蛋白为原料,对大豆分离蛋白溶液实施加热、高速剪切处理,从而获得与油脂相近的感官特征。在单因素试验基础上,利用二因素中心组合设计原理及响应面法分析建立二次回归模型。以加热温度、蛋白质浓度为考察因子,以大豆分离蛋白溶液粘度及乳化稳定性为响应值,确定大豆分离蛋白基脂肪模拟物的最佳工艺条件。研究结果表明,最佳工艺条件为蛋白质浓度9.10%,加热温度79.6℃,加热时间10 min,均质时间40 s,此条件下大豆分离蛋白溶液的粘度为46.8 mPa·s,乳化稳定性为49.15 min,与市售植物油相当。     

中国大豆（Glycine max）品种资源保存与更新状况分析

大豆在中国已有5000多年的栽培历史。至2000年底,中国已经保存国内外25144份栽培大豆资源,是世界上保存栽培大豆品种数量最多的国家。本文针对大豆品种资源在国家中期库保存的种子数量少、种子生活力差和特性鉴定内容有限的现状,提出更新与鉴定、研究和应用相结合的策略以及在保证种质安全性、品种特性和田间试验准确性方面采取必要的技术措施,以确保种质的安全更新。     

大豆初生幼苗多胺氧化酶活性的细胞化学定位

对大豆(Glycinemax(L.)Merril“l)垦农4号”萌发种子和初生幼苗中的多胺氧化酶(polyamineoxidase,PAO,EC1.4.3.6)的活性和分布进行了研究。结果表明,PAO活性仅在种子萌发起始后(吸胀后24h)才检测到,然后随着种子萌发进程,PAO活性快速升高。但是,在萌发种子(吸胀后72h)和初生幼苗(吸胀后120h)中,PAO活性在各器官中的分布有明显差异。在萌发种子中,PAO活性在胚根最高(5.17±0.91Ug-1FW),胚轴次之,胚芽再次之,子叶活性最低(0.12±0.03Ug-1FW);在初生幼苗中,PAO活性在下胚轴中最高(5.47±0.66Ug-1FW),幼根次之,顶芽再次之,子叶最低(0.10±0.03Ug-1FW)。这种差异对种子萌发和幼苗形态建成有积极意义。运用细胞化学定位在透射电镜下观察初生幼苗PAO在各部位的分布,发现PAO主要定位在顶芽细胞的液泡膜上、子叶细胞的细胞壁及其外侧表面、下胚轴细胞的细胞壁及其表面,且PAO与细胞壁表面结合较紧;根细胞的细胞壁、细胞间隙、细胞膜、液膜上均有分布,但以液泡膜分布居多。本研究结果进一步证实了PAO在细胞壁和细胞间隙有着较广泛的分布。首次报道PAO在细胞膜和液泡膜上有分布。