亚洲百合糖代谢相关基因的表达与代谢分析

以亚洲百合‘蜂鸣’为试材,采用转录组测序、荧光定量PCR技术以及测量种球的表型和生理指标的方法,研究了亚洲百合种球膨大过程中的生理变化及种球膨大前后共11个与种球膨大相关基因的表达量,以期了解亚洲百合糖代谢相关基因及糖代谢途径。结果表明：亚洲百合种球膨大过程中过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化物酶(POD)活性显著提高,尤其在根系发育中起重要作用的POD,活性也明显高于CAT;参与蔗糖代谢的可溶性酸性转化酶(SAI)、己糖激酶(HK)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS),负责淀粉合成的结合态淀粉合成酶(GBSS)和可溶性淀粉合成酶(SSS)活性均有显著增长且变化幅度相似。同时发掘到了与百合种球膨大相关酶8个,分别为CAT、POD、GBSS、SSS、SAI、HK、SPS、SS;相关基因11个,分别为LaSPS、LaSS、LaGBSS、LaGBE1、LaUGP、LaAGPase、LaGSK-3β、LaCAT、LaPOD、LaSAI、LaHK基因;相关代谢物4个,α-D-甘露糖1-磷酸、2-异丙基苹果酸、熊果苷和L-丝氨酸。     

蔗糖浓度对葡萄试管苗生长及光合作用的影响

糖为植物生长发育提供能量,也是形态建成的物质基础。但培养基的蔗糖浓度对葡萄试管苗生长及光合作用的影响研究较少,以‘黑比诺’葡萄试管苗为试材,以GS为基本培养基、蔗糖浓度30g/L为对照,分别研究蔗糖浓度0、60g/L对‘黑比诺’葡萄试管苗生理指标和光合参数的影响。结果表明:蔗糖浓度为30g/L试管苗生长状况最佳,试管苗干鲜重、叶绿素含量、可溶性糖含量均显著高于其他2个处理,总糖含量无显著差异;蔗糖浓度60 g/L处理试管苗叶片可溶性蛋白含量显著高于其他2个处理,在高糖及无糖处理下,试管苗叶片蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)均显著低于正常浓度处理;叶绿素a、叶绿素b、光合电子传递速率(ETR)、最大量子产量(Fv/Fm)在蔗糖浓度30 g/L处理下均显著高于其他2个处理,叶片中不同激素受蔗糖浓度的影响各不相同。综上,蔗糖浓度能够影响葡萄试管苗生物量、叶绿素相对含量、可溶性蛋白、可溶性糖及总糖含量变化,培养基蔗糖浓度过高或过低会影响叶绿素荧光参数的变化,进而影响光合作用。     

黄秋葵盐胁迫下的转录组分析

以黄秋葵(Mesembryanthemum crystallinum L.)品种助农2号为试材,利用Illumina HiSeq TM2500高通量测序技术研究黄秋葵在400 mmol · L~(-1) NaCl胁迫下转录组基因的差异表达。结果表明,黄秋葵幼苗盐胁迫处理和对照24 h后地上部分共获得70.17 Gb有效数据,Q30碱基百分比均在93.21%以上;共获得1?396个差异表达基因(DEGs),包括588个上调基因,808个下调基因,其中功能注释的基因有1?266个。根据Unigene库序列进行GO、KOG和KEGG注释,植物体内抗氧化及活性氧清除相关基因—过氧化物酶55基因、超氧化物歧化酶基因、谷胱甘肽S-转移酶基因、4-羟基肉桂酸基因、黄酮醇合成酶基因、查尔酮合成酶基因,植物生长发育相关基因—WRKY21 转录因子基因、ERF2 转录因子基因、NAC29 转录因子基因、GATA22 转录因子基因、MYB4 转录因子基因、生长素响应蛋白基因,植物渗透调节相关基因—海藻糖-磷酸酶基因、磷酸乙醇胺N-甲基转移酶1基因,均上调表达。     

蔗糖代谢相关酶在卡因菠萝果实糖积累中的作用

以菠萝品种卡因为材料,测定了不同发育时期果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖代谢相关酶-酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,并对果实中糖积累与酶活性的关系进行了分析.结果表明,卡因果实的发育呈单"S型"曲线,在幼果期到果实迅速生长期,果糖和葡萄糖积累较多,蔗糖积累缓慢,此期蔗糖积累较少与高活性蔗糖转化酶有关;进入成熟期,果实中蔗糖迅速积累,而己糖略有上升,果实蔗糖的显著增加主要与SS和SPS活性有关.酸性转化酶和中性转化酶前期活性很强,后期降低;蔗糖合成酶(合成方向)和蔗糖磷酸合成酶的活性变化趋势相似,前期弱后期强.经过相关性分析:果实中蔗糖含量与SS和SPS活性存在极显著的正相关性(相关系数分别为r=0.97273**和r=-0.91004**),而与NI活性呈极显著负相关(r=-0.76419**),与AI的活性呈显著负相关(r=-0.60594*).     

芸苔素内酯对“紫香”无核葡萄糖代谢及相关酶活性的影响

本文以"紫香"无核葡萄为试材,探讨外援激素对葡萄果实糖代谢及其相关酶活性的影响,采用不同浓度(CK、T_1、T_2、T_3)的芸苔素内酯花后三次处理葡萄果穗后,测定果实发育过程中的葡萄糖、果糖、蔗糖、总糖和糖代谢相关酶活性等指标。结果表明:芸苔素内酯在果实转色期能够明显增加糖的积累速率,T_2处理对各类糖的影响最明显;但采收期,芸苔素内酯对糖的积累产生的影响不明显。整个试验期间,所有样品的酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性呈现下降趋势,T_2处理的变化较大,但是到成熟期三种处理的转化酶活性基本降到一致。整个试验期间,蔗糖合成酶(SS)活性呈现上升趋势,T_2处理的SS活性上升最快。而T_2处理的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性在果实转色期最强,但是在成熟期,T_1处理的SPS活性变为最强。总体上,芸苔素内酯能够改变果实相关酶活性,调控葡萄糖的积累及代谢,其中T_2芸苔素内酯处理的效果最好。     

根域限制对“红地球”葡萄果实糖含量和蔗糖代谢相关酶活性的影响

以3年生的"红地球"葡萄为试材,测定其果实中葡萄糖、果糖和蔗糖含量以及蔗糖代谢相关酶-可溶性酸性转化酶(SAI)、可溶性中性转化酶(SNI)、细胞壁转化酶(CBAI)和蔗糖合成酶(SSⅡ)活性,以研究葡萄果实糖类积累与蔗糖代谢相关酶活性的关系。结果表明:果实成熟期根域限制栽培果实的可溶性总糖含量明显高于对照;与对照组相比,根域限制组葡萄糖含量提高了12.8%,果糖含量提高了3.4%,蔗糖含量提高了20.0%,总糖含量提高了10.8%。说明根域限制栽培显著提高了"红地球"葡萄果实成熟期的葡萄糖、蔗糖和总糖含量,糖含量的提高受到了SAI、SNI、CBAI、SSⅡ活性的调控;根域限制栽培显著提高了转色期SAI和CBAI的活性和成熟期SNI和SSⅡ的活性。     

蔗糖浓度对莲藕试管苗质量的影响

研究了培养基蔗糖浓度对莲藕试管苗驯化的影响。结果表明：随培养基蔗糖浓度从3％～8％递增，试管苗含水量降低，碳水化合物含量增加，且各处理间差异明显。驯化过程中各处理试管苗淀粉含量均明显下降，低蔗糖浓度培养的试管苗可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量在驯化过程中持续上升，高蔗糖浓度培养的试管苗的上述糖含量则持续下降，至成活时差异明显缩小。5％蔗糖培养的试管苗驯化过程中含水量及碳水化合物的含量变化均最小，试管苗驯化成活快，成活率最高，达97．3％，成活苗新生根数和地下茎生长速度均极显著优于其他处理，试管苗生长势旺。表明驯化前较高的培养基蔗糖浓度有利于提高试管苗的素质，提高驯化成活率。     

‘砀山酥梨’宿萼和脱萼分化期形态建成与碳水化合物的关系

以‘砀山酥梨’为试材,于盛花期分别喷施清水、200 mg·L~(-1)PP_(333)、400 mg·L~(-1)GA_3,在幼果分化期,分别取各处理的宿萼果和脱萼果,测定其单果质量、叶绿素、山梨醇、蔗糖、葡萄糖和果糖含量;运用荧光定量PCR技术,分析了与光合作用、山梨醇和蔗糖代谢相关基因的表达量及S6PDH、NAD~+-SDH、NADP~+-SDH、SPS和SUS酶活。结果表明,各处理宿萼果中山梨醇和蔗糖含量均显著高于脱萼果。宿萼果中显著增加的山梨醇和蔗糖含量,就幼果光合而言,与光系统Ⅱ蛋白亚基编码基因PSⅡpsb D、Rubisco活化酶基因Rubisco activaseⅣ表达量显著高于脱萼果有关;从山梨醇合成途径来看,与S6PDH1表达量和山梨醇–6–磷酸脱氢酶活性显著高于脱萼果有关;从源-库的转运关系来看,与山梨醇转运蛋白基因SOT3/4/8/14/15/21/25/29/30/31/34表达量显著高于脱萼果有关;从蔗糖合成途径来看,与磷酸蔗糖合成酶基因SPS1/8、蔗糖合成酶基因SUS1/3/7/12/13/15/17表达量及其酶活显著高于脱萼果有关;从蔗糖转运途径来看,与蔗糖转运蛋白SUT1/2/3、液泡膜单糖转运蛋白TMT2/3/4基因相对表达量显著高于脱萼果有关。因此,‘砀山酥梨’宿萼果中较脱萼果中显著增强的山梨醇、蔗糖代谢是影响其形态建成的原因。     

金针菇单核体DAN3和M与其杂交双核体G1菌丝阶段基因表达差异的转录组初步分析

以金针菇(Flammulinavelutipes)单核菌株DAN3的基因组为参考,完成单核体DAN3和M及其杂交双核体G1在菌丝阶段的转录组测序与数据分析,比较两个样本间的差异基因,并对差异基因进行GO功能分析和KEGG pathway分析.结果表明:两个样本中共有显著性差异表达的基因86个,其中,在G1中呈上调、下调表达的基因数分别为41、45个,有2个基因在G1中特异表达.GO功能分析结果表明,86个差异基因中有40个基因比对上了GO功能注释,其中18个基因在G1中呈上调表达;单一生物过程和催化活性为显著性富集的功能,相关基因在G1中呈上调表达.KEGG pathway分析结果表明,22个差异基因被定位到17条Pathway,其中10个基因在G1中呈上调表达,包括赖氨酸代谢途径对应基因,3_M和G1菌丝样品中赖氨酸含量分别为1.70×103 ng/mg和1.06×103 ng/mg,说明G1中上调的基因可能与之降解相关;DNA复制是显著性富集的代谢途径,相关基因在G1中呈下调表达.     

蔗糖代谢相关酶在赤霞珠葡萄果实糖积累中的作用

为了探索葡萄果实糖积累与蔗糖代谢相关酶活性间的关系,测定了赤霞珠葡萄果实中葡萄糖、果糖和蔗糖含量以及蔗糖代谢相关酶—可溶性酸性转化酶(SAI)、可溶性中性转化酶(SNI)、细胞壁结合的酸性转化酶(CBAI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性。结果表明,赤霞珠葡萄果实糖分的积累以葡萄糖和果糖为主;果实发育过程中,调控糖分积累的关键酶是转化酶;葡萄糖、果糖的积累主要受到转化酶的调控,蔗糖的积累主要受到蔗糖合成酶的调控;糖分的积累由各种酶共同作用。     

葡萄根系分泌物的化感效应及化感物质的分离鉴定

采用室内组培苗（‘晚红’葡萄,Vitis vinifera L.‘Red Globe’）和室外盆栽苗（‘贝达’葡萄, V. riparia × V. labrusca‘Beta’）,研究了葡萄根系分泌物的化感效应,并利用LC-MS技术对根系分泌物中的化感物质进行了分离鉴定。室内试验表明：0.01、0.10、0.50 g ∙ mL-1（根系干质量/培养基体积）浓度的根系分泌物显著抑制葡萄组培苗的生长,浓度越高抑制作用越强。盆栽试验显示葡萄根系分泌物在低浓度的情况下促进植株生长,叶片可溶性糖、淀粉及蛋白质含量增加,苯丙氨酸解氨酸（PAL）和超氧化物歧化酶（SOD）活性与对照差异不显著,丙二醛（MDA）含量减少;而在高浓度的情况下植株生长抑制显著,PAL和SOD活性被激活,分别比对照提高了69.16%和10.35%,MDA含量增加。LC-MS检测结果确定葡萄根系分泌物中含有对羟基苯甲酸和水杨酸两种酚酸类物质,推断含有软脂酸、1–二十一醇、柠檬酸、乌头酸、β–谷甾醇、邻苯二甲酸和没食子酸。采用‘山河二号’葡萄（V. amurensis × V. riparia ‘Shanhe 2’）组培苗检测证明对羟基苯甲酸和水杨酸对葡萄具有显著的化感抑制作用。     

葡萄根系腐解物的化感效应及酚酸类化感物质的分离鉴定

为探讨葡萄根系腐解物的化感作用,采用室内红地球葡萄（Vitis vinifera）组培苗和室外贝达葡萄（V.ri-paria×V.labrusca）盆栽苗相结合的方法,研究了葡萄根系腐解物的化感效应,并利用LC-MS技术对根系腐解物中的化感物质进行了分离鉴定。室内试验表明,0.01、0.05、0.1 g.mL-1（根系...     

葡萄着色期果皮蛋白质组分析

为了研究葡萄不同着色期果皮中蛋白质表达特征,以着色初期、中期和后期等3个着色时期的葡萄果皮为研究对象,运用2-DE、MALDI-TOF/TOF-MS质谱技术以及生物信息学方法对差异蛋白进行分析,结果表明:(1)双向凝胶电泳显示,果皮着色3个时期有1050个高度重复的蛋白点,差异显著的蛋白点有162个,其中108个蛋白得到鉴定,有87个蛋白映射到葡萄蛋白质组数据库中;3个时期均表达的差异蛋白有20个,且随着果皮颜色加深,差异蛋白数量呈上升趋势。(2)GO分析显示,ATP合成酶β亚基(ATPβ)极显著富集于磷酸核糖代谢过程,对着色初期果皮生理代谢的能量需求具有重要意义。(3)KEGG分析表明,碳代谢、生物固碳、磷酸戊糖、氨基酸生物合成等代谢通路在果皮着色的不同时期显著富集。(4)qRT-PCR分析显示,S–腺苷甲硫氨酸合成酶基因(VvMETK4)在果皮着色后期表达量最高。     

非SO2型红地球葡萄专用保鲜剂

研究了非SO2型红地球葡萄专用保鲜剂CND的应用效果.结果表明:经过CND处理后,红地球葡萄还原糖、总酸、VC 的3种营养指标总体消耗显著降低,品质保持较好.贮藏期间呼吸强度明显低于对照组,影响红地球葡萄品质的3种主要酶类均保持较低活跃水平.说明CND能较好的控制红地球葡萄的生理代谢,保鲜效果明显.     

葡萄LIM家族基因特征及表达模式分析

为了明确LIM家族基因在葡萄非生物胁迫下的表达特性，在生物信息分析的基础上，以‘黑比诺’葡萄（Vitis vinifera‘Pinot Noir’）试管苗为试验材料，利用qRT-PCR技术检测了不同逆境处理对葡萄LIM家族基因成员表达的影响。结果显示，葡萄LIM基因家族有14个成员，可分为4个亚族，各亚族编码蛋白氨基酸数量差异较大，但亚族内差异较小；分析葡萄基因和拟南芥基因间的选择压发现，二者存在钝化选择关系；多序列比对发现，该家族基因成员含有1或2个锌指结构的保守结构域；保守基序分析结果表明，所有基因均包含motif2；基因结构显示VvLIM含有4 ~ 15个外显子；14个基因中有11个编码蛋白存在互作关系。该家族基因存在大量的光诱导元件和水杨酸等逆境胁迫相关元件。基因芯片表达数据表明，高表达的基因主要存在生长旺盛的组织中。qRT-PCR分析发现，VvLIM1在100 mmol ? L-1 NaCl、10% PEG和50 mg ? L-1 SA胁迫下表达量与对照相比显著上调，且随处理时间的延长表达量显著增加。     

稀土元素铈对‘红地球’葡萄组培苗生长的影响

 以‘红地球’葡萄组培苗茎段为外植体，在培养基中添加1～100 mg·L^-1 Ce(NO₃)₃，，研究 不同浓度Ce(NO₃)₃对其生长的影响。结果表明适宜浓度的Ce(NO，)，(1～10 mg·L^-1 )对‘红地球’葡萄组培苗的生长具有促进作用，加快外植体生根，侧根数及侧根总长显著增加,根、茎、叶鲜样质量和干样质量也增加，根系活力提高而增加移栽成活率，增加叶绿素含量，有利于植株对矿质营养的吸收。而100 mg·L^-1。Ce(NO₃)₃对葡萄组培苗生长起明显抑制作用。     

Effects of EGCG on GLUT2/G6PD/GS expression and blood glucose level in type 2 diabetic rats

AIM To investigate whether epigallocatechin gallate （EGCG） improves blood glucose in type 2 diabetic rats through glucose transporter 2 （GLUT2）-glucose-6-phosphate dehydrogenase （G6PD）-glycogen synthase （GS） pathway. METHODS Type 2 diabetes mellitus （T2DM） model was established in male Sprague-Dawley （SD） rats by feeding with high-fat diet and injection of streptozotocin （STZ）. The rats were divided into 5 groups （n=10）： control （Con） group， T2DM model （M） group， metformin （Met； 200 mg/kg， ig） group， T2DM+low-dose （50 mg/kg， ig） EGCG （EL） group， and T2DM+high-dose （100 mg/kg， ig） EGCG （EH） group. Diabetic rats were given drugs for 8 weeks. After 8 weeks of administration， the rats were killed， and the blood and liver tissues were collected. The levels of fasting blood glucose （FBG）， fasting serum insulin （FINS） and serum glycosylated hemoglobin were measured by biochemical tests. Liver glycogen were test by periodic acid-Schiff （PAS） staining. The mRNA expression of G6PD in the liver was detected by real-time PCR. The protein levels of GS and GLUT2 were determined by Western blot and immunohistochemistry. RESULTS T2DM rat model was established successfully. Compared with Con group， the levels of FBG， FINS and serum glycosylated hemoglobin in M group were increased significantly （P<0.05）， while the insulin sensitivity index （ISI）， the liver glycogen， the G6PD mRNA expression， and the protein levels of GS and GLUT2 were decreased significantly （P<0.05）. Compared with M group， the levels of FBG and serum glycosylated hemoglobin in Met group and EH group were decreased significantly （P<0.05）， while the ISI， the liver glycogen， the G6PD mRNA expression， and the protein levels of GS and GLUT2 were increased significantly （P<0.05）. CONCLUSION EGCG reduces the blood glucose level in T2DM rats， which may be related to the regulation of GLUT2-G6PD-GS signaling pathway.     

根域限制对‘巨玫瑰’葡萄果实可溶性糖含量及相关代谢酶活性的影响

 以‘巨玫瑰’葡萄（Vitis vinifera L. × V. labrusca L.）为试材,从始熟期开始研究了根域限制栽培对果实可溶性糖积累及相关代谢酶活性的影响。结果表明：‘巨玫瑰’葡萄果实中主要以葡萄糖和果糖积累为主。从始熟期开始果实中的葡萄糖和果糖含量持续增加,与此同时,酸性转化酶（AI）的活性也随果实发育进程而逐步增强。AI活性与果实中含量最多的葡萄糖和果糖含量显著相关。中性转化酶（NI）和蔗糖合成酶（SS）的分解方向的活性只是在始熟期3周后开始增加,且活性低于AI。蔗糖合成酶（SS）的合成方向和蔗糖磷酸合成酶（SPS）的活性在始熟期开始后稍有增加,此后保持平稳,且活性远远低于蔗糖分解相关酶AI、NI和SS的分解方向活性。根域限制栽培可以显著提高‘巨玫瑰’果实中可溶性糖的含量、糖积累期间的AI活性和成熟时的NI活性,但对其他酶活性影响不显著。由此推断AI是葡萄果实糖积累的最重要的调节因子,也是根域限制提高果实糖含量的关键代谢酶。     

晚熟鲜食葡萄新品种‘华葡翠玉’

‘华葡翠玉’葡萄是从‘红地球’‘玫瑰香’杂交后代中选出的晚熟新品种。果穗圆锥形，平均单穗质量862.4 g。果粒椭圆形，黄绿色，平均单粒质量11.3 g。果肉硬脆，汁液较多，味甜，有玫瑰香味。可溶性固形物含量18.7%，可滴定酸含量0.51%，鲜食品质好。每果粒含种子3 ~ 4粒。果实成熟后不脱粒，耐贮运。在辽宁兴城地区果实10月上、中旬充分成熟。结果稳定，早果性强。极丰产，产量37 500 kg • hm-2。适合设施栽培。     

ABA对‘巨峰’葡萄采后成熟关键基因表达的影响

利用ABA、NDGA(Nordihydroguaiaretictic acid,NCED酶抑制剂)和氟啶酮(Fluridone)、乙烯利和AS6(3’-hexylsulfanyl-ABA,PYL-PP2C受体拮抗剂)处理‘巨峰’葡萄采后果实,分析果实硬度、花色苷、芳香挥发物及相关基因表达量等的变化。结果表明,ABA可促进花色苷、可溶性固形物和香气挥发物形成,降低可滴定酸含量与果实硬度。NDGA、氟啶酮、AS6的效果与ABA相反。VvMYBA2、VvUFGT和VvEGS1的表达可促进花色苷的积累和芳香挥发物的形成,而Vv LAR1则减少花色苷积累。施加外源ABA,可促进果实内源ABA含量增加和VvOPR3、VvACO1和VvSUT11的表达;AS6处理也可增加内源性ABA含量,而NDGA、氟啶酮则相反。VvNCED1、VvCYP707A1、VvPYL8的表达与内源ABA含量基本一致,相比之下,AS6可下调V PYL8表达量。VvPP2C49的表达变化与内源ABA相反,AS6促进VvPP2C49表达。这些结果表明果实内源ABA含量影响花色苷、香气挥发产物的形成,促进果实软化和糖代谢。