鸭毛梗制备复合氨基酸工艺条件的研究

采用正交试验方法 ,研究了鸭毛梗水解制备复合氨基酸的工艺条件 ,结果表明 :温度 /压力是影响氨基酸转化率最主要的因素。鸭毛梗水解制备的复合氨基酸转化率盐酸法最高 (82 .36 % ) ,氢氧化钠法最低 (5 8.4 6 % ) ,硫酸法与盐酸法接近(79.4 4 % )。硫酸法产率较高 ,操作方便 ,环境污染和设备腐蚀均小 ,适合大量生产 ,确定为水解制备复合氨基酸介质 ,其最佳工艺条件为 :水解时间 8.0h ,硫酸浓度 3.0mol·L-1,水解温度 12 5℃。氨基酸分析表明 ,水解液中均含有 18种以上氨基酸。     

不同水稻品种产量形成过程的能量积累与热值特征

通过测定晚季稻汕优63 (三系杂交稻)、两优2186（两系杂交稻）和IR64（常规稻）生长过程中的干物质和热值,研究了不同水稻品种生长过程中的热值动态和能量固定特征.结果表明,完熟期汕优63、两优2186和IR64 3种水稻的干物质积累量分别为1926.38、1933.80和1842.30 g·m^-2,能量积累量分别为31137.05、31060.63和30454.89 kJ·m^-2,不同水稻品种的干物质及能量积累量间无显著差异.在灌浆过程中,汕优63、两优2186和IR64总的能量表观转化率分别为38.95%、 28.38%和32.66%,汕优63和IR64的能量流动比两优2186顺畅,两优2186茎器官能量输出受阻.完熟期3种水稻分配到籽粒中的能量依次占53.03%、46.43%和50.11%,三系杂交稻汕优63具有能量分配优势.热值分析表明,3种水稻各生育期间的热值平均值间无显著差异;不同器官热值大小依次为：叶＞籽粒＞鞘＞茎＞根,热值范围为：叶16.81～17.25 kJ·g^-1,籽粒15.89～16.54 kJ·g^-1,鞘14.33～15.49 kJ·g^-1,茎14.23～15.15 kJ·g^-1,根11.51～13.25 kJ·g^-1,叶片的热值显著高于其它器官,而根的热值显著低于其它器官.水稻叶片热值与其碳含量、叶绿素a含量、氮含量存在显著正相关,确定系数R²分别为0.609、0.471和0.485.     

不同化感水稻品种根系分泌物中萜类化合物的差异分析

以强化感水稻品种PI312777和弱化感水稻品种Lemont为供试材料,运用“循环法”收集供试水稻经土壤和石英沙介质后的根系分泌物,并经乙醚萃取,所获萃取物经气相色谱 质谱联用仪（GC-MS）测试,检索谱图库确定化合物.结果表明,乙醚萃取物中检测到含氧萜类化合物,如柠檬烯氧化物、柠檬烯二氧化物、香芹酮氧化物、香芹醇、雪松醇等,不同品种间含氧萜类化合物种类相似,但在不同介质中的存留方式和数量存在差异.文中还就不同培养方式和品种间萜类化合物的差异作了进一步讨论.     

低钾胁迫对水稻(Oryza sativa L.)化感潜力变化的影响

研究以国际公认的化感水稻P1312777和非化感水稻Lemont为供体,稗草（Echinochloa cru-galli L.）为受体,采用稻／稗共培体系,研究低钾胁迫对水稻化感潜力变化的影响及其机制。受体稗草的形态指标分析结果表明,低钾胁迫促使化感水稻P1312777对共培稗草的根长、株高和干重的抑制率均升高,增幅远大于非化感水稻Lemont。受体稗草生理生化指标分析结果表明,低钾胁迫下化感与非化感水稻对受体稗草保护酶系（SOD、POD、CAT）及根系活力的抑制作用增强,但化感水稻P1312777比非化感水稻Lemont的抑制程度大,且达极显著差异。实时荧光定量PCR分析结果表明,低钾胁迫下,化感水稻P1312777根部与叶部中酚类代谢的关键酶——苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、羟化酶、O-甲基转移酶的基因均上调表达,而非化感水稻根部相应酶均下调表达,叶部除苯丙氨酸解氨酶上调,其余酶也下调表达。而萜类代谢途径关键酶——HMG—CoA还原酶、角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶的基因,在两种水稻根部中呈现出相同或相似的表达方式（上调或下调）,即HMG—CoA还原酶上调表达,角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶下调表达;而在水稻叶部,非化感水稻Lmont相应酶基因表达方式仍然不变,化感水稻P1312777除了角鲨烯合酶下调表达,其余4个酶均上调表达。水稻根系分泌物中酚类物质的HPLC分析结果表明,低钾胁迫下,化感水稻P1312777根系分泌物中,所检出的酚酸类物质总量是正常营养条件下的2．30倍,而非化感水稻Lemont则是正常营养条件下的0．91倍。综合分析认为低钾胁迫下,化感水稻P1312777抑草能力增强主要是由于酚类代谢途径关键酶基因表达上调,导致酚类代谢途径旺盛,分泌出更多的酚类物质,进而破坏受体稗草保护酶系统,抑制了稗草的正常生长。     

水稻化感作用及其分子生态学研究进展

综述了近年来国际上研究水稻化感作用的新进展,比较分析了当前常用于室内评价水稻化感作用潜力的几种生物测试法的优缺点,指出了琼脂迟播共培法是较为理想的室内生物测试法并已广泛应用于化感作用研究中。在此基础上,分析了水稻化感作用的数量遗传特性及其QTL定位的研究现状;阐明了水稻化感作用的遗传多样性及其分子生态特性;并就当前普遍关注的焦点问题：逆境条件（如低氮或高伴生杂草密度胁迫）常引起水稻化感作用潜力增大的生理过程与分子机制作了阐述。结合近年来应用差异蛋白组学和生物信息学的研究实例,阐明了逆境引起水稻化感作用增强与其酚类合成代谢相关酶蛋白表达丰度增加,萜类合成代谢相关酶蛋白表达丰度下降有关。就究竟什么是水稻的化感物质及其作用方式等问题作了分析与讨论．指出水稻的化感抑草效应是其众多化感物质综合作用的结果,应重视区分化感物质对靶标杂草的原生作用和进入土壤生态系统中经生物转化后的次生作用。根据当前植物化感作用研究的发展趋势,阐明了进一步研究水稻化感作用的焦点问题,提出了水稻化感作用的根际生物学特性与分子生态学机制,是未来国际上竞相角逐的重点研究领域,并认为以现代系统生物学理论为指导,运用基因组学、蛋白质组学和代谢组学等技术方法,是揭示这一分子生态学过程与机制的重要技术选择和优先研究领域。     

不同化感潜力水稻(Oryza sativa L.)苗期的氮素养分效率及相关基因的表达

为了阐明养分水平引起水稻(Oryza sativa L.)化感抑草潜力变化的生理生态机制,研究了不同N素营养处理下,不同化感潜力水稻苗期对N素营养逆境的响应特性及N素养分效率的差异,并运用实时荧光定量RT-PCR技术(FQ-PCR)检测与N素代谢和次生代谢关键酶的基因表达.结果表明:弱化感水稻品种Lemont对N素营养胁迫较敏感,强化感水稻品种PI312777对资源波动的适应性较强,N素养分效率较高.FQ-PCR分析结果显示,在低N条件下Lemont中的亚硝酸还原酶基因(nir),谷氨酰胺合成酶基因(gs)相对表达量均有不同幅度的下调, PI312777分别下调了1.2倍和1.4倍,而Lemont分别下调了3.0倍和1.8倍, Lemont下调的幅度分别是PI312777的2.5倍和1.3倍,但对于苯丙氨酸解氨酶基因(pal)与3-羟基-3甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(hmgr)而言, PI312777叶组织中的pal和hmgr均上调表达,与对照相比上调了6.0倍和1.6倍,而Lemont中对应的基因均下调表达,分别下调了1.3倍和6.8倍,佐证了上述差异的分子生态学特性.     

化感水稻PI312777苗期根系分泌物中化学成分分析

在接近自然栽培的田间土壤条件下,以无种植水稻秧苗的田间土壤为对照,采用循环法分别收集化感水稻品种PI312777(PI)苗期(3～4叶)根系分泌物和对照土壤溶液,经乙醚萃取,GC-MS分析和仪器谱图库(NIST98 & WILEY)检索.结果表明,在水稻PI根系分泌物的乙醚萃取物中检测到3个化合物,其中萜类9个(峰面积10.97%)、酚醌类8个(5.87%)、酯类个(10.8%)、醛酮类3个(1.44%)、杂环类4个(8.04%)、醇类2个(1.23%)、醚类2个(0.57%)和其他物质2个(1.20%),萜类之间、酚醌类之间的化合物结构具有明显的相似性.在对照土壤溶液的乙醚萃取物中检测到39个化合物,其中有7个化合物与水稻PI根系分泌物中化合物相同.此外,还讨论了水稻根系分泌物与对照土壤溶液之间物质的差异和各类物质的化感作用机理.     

外源水杨酸调控水稻化感抑草作用及其分子生理特性

为了探讨外源水杨酸（SA）调控水稻化感抑草效应的可行性,研究了不同浓度的外源SA对强化感水稻PI312777抑草效应的影响及其生理生化特性,并运用实时定量RT-PCR(FQ-PCR)技术检测SA介导的关键酶苯丙氨酸解氨酶基因（ZB8）的相对表达量.结果表明：外源SA能够诱导水稻化感抑草效应增强,而且这种诱导效应与SA的浓度和处理时间相关.叶面喷施SA后,PI312777对稗草的抑制率显著提高,其根系活力、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性增强,过氧化氢酶（CAT）活性降低;而伴生杂草稗草的相应生理指标的变化趋势则相反.PI312777植株中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性增强,总酚含量升高.0.2 mmol·L^-1的SA诱导水稻化感抑草效应最显著,该浓度下目的基因ZB8的相对表达丰度随处理时间先上调后下调,在24 h达到表达高峰.