大豆脯氨酸积累相关基因家族鉴定及干旱胁迫表达分析

脯氨酸是一种广泛存在的渗透调节物质,在植物生长发育以及响应干旱胁迫的信号途径中具有重要作用。吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(δ-OAT)、吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)、脯氨酸脱氢酶(Pro DH)、吡咯啉-5-羧酸脱氢酶(P5CDH)、脯氨酸转运体(Pro T)是影响植物体内脯氨酸积累的关键酶。但关于大豆脯氨酸积累相关基因家族成员的研究尚未见报道。本研究在大豆基因组中鉴定出7个Gm P5CS、2个Gm OAT、2个Gm P5CR、5个Gm Pro DH、3个Gm P5CDH及6个Gm Pro T基因,不均匀地分布在大豆20条染色体中的12条上,发生16对片段复制事件。系统进化树分析发现,大豆脯氨酸积累相关基因家族分为不同的进化分支,同一亚族间的基因结构和保守基序相似。顺式作用元件分析结果显示,脯氨酸积累相关基因家族含响应逆境胁迫及植物激素的顺式作用元件。干旱胁迫下的表达模式分析结果显示,脯氨酸合成代谢相关基因家族成员(Gm P5CS、Gm OAT、Gm P5CR)响应干旱胁迫,在干旱胁迫24 h时显著上调表达;大多脯氨酸分解代谢相关基因家族成员(Gm Pro DH、Gm P5CDH)下调表达,脯氨酸转运相关基因家族成员(Gm Pro T)在干旱胁迫24 h显著上调表达,其中Gm P5CS5、Gm OAT1、Gm Pro T2、Gm Pro T4及Gm Pro DH3~5基因在干旱胁迫下的脯氨酸积累中可能起到关键作用。大豆幼苗P5CS、OAT活性随干旱胁迫时间的延长呈显著上升的趋势,与脯氨酸的积累呈正相关:Pro DH活性随干旱胁迫时间的增长呈显著下降的趋势,与脯氨酸的积累呈负相关。本研究为进一步解析大豆脯氨酸积累相关家族基因响应干旱胁迫的功能提供了参考。

除草剂对大豆的危害

大豆除草剂在去除杂草,提高大豆产量等方面起到关键性作用,但随着施用除草剂的农田面积以及用量的增加,其带来的危害也日益严重。迫切需要培育抗除草剂转基因大豆以改变除草剂带来的影响。本文对除草剂的危害以及抗除草剂转基因大豆作简要介绍。

芋叶形态结构观察及光合特征分析

芋(Colocasia esculenta)是天南星科多年生球茎植物,其叶片和叶柄均具有较强的光合能力,不同的芋品种叶器官的结构和光合特征不同。以两种株型、产量明显不同的芋品种(槟榔芋和香荷芋)为试材,采用树脂半薄切片、显微和超微结构观察等方法,对芋叶片的形态特征及光合特性进行系统的观察和分析。结果显示,香荷芋叶片的净光合速率、蒸腾速率、细胞间隙CO 2浓度、气孔限制值高于槟榔芋;与槟榔芋相比,香荷芋叶片的气腔小而多,气孔数量较密集,栅栏组织更厚;槟榔芋叶片表面纹饰粗糙、气孔较小,香荷芋表面纹饰光滑、气孔较大。结果表明,槟榔芋和泰兴香荷芋叶的形态结构、光合特性明显不同,槟榔芋的输导组织发达,香荷芋气腔小而密集,气孔导度高,蒸腾速率和光合速率都较快。结果能为芋叶器官解剖结构和光合特性对芋的产量形成机理的研究提供相关信息。

‘槟榔芋’和‘香沙芋’母芋与子芋淀粉形态和理化性质的比较

以魁芋类的‘槟榔芋’和多子芋类的‘香沙芋’为材料,运用扫描电镜、X–射线衍射和快速黏度分析等技术比较研究了两个芋品种的母芋和子芋中淀粉的理化性质的差异。结果表明:‘槟榔芋’母芋淀粉的平均粒径大于子芋,‘香沙芋’相反。两种芋的母芋表观直链淀粉含量和淀粉颗粒外部有序度均高于其子芋。在加热过程中,两种芋的母芋和子芋淀粉的膨胀势在75℃后产生显著变化,在95℃时母芋淀粉的膨胀势大于子芋。和子芋淀粉相比,‘槟榔芋’母芋淀粉具有较高的峰值黏度、崩解值和回生值,而‘香沙芋’相反。两种芋的母芋淀粉的最终水解程度均大于其子芋。以上结果表明,两个芋品种的母芋和子芋淀粉的形态、组成和理化性质方面均存在明显差异,这将为芋淀粉在食品和非食品行业中的应用提供参考依据。