麻竹笋转录组测序及苦涩味物质合成基因差异表达分析

[目的]研究避光处理对麻竹笋苦涩味物质合成相关基因表达的影响。[方法]利用Illumina HiSeq^(TM)2500平台对自然生长(CK)和覆土处理(EP)2种类型的麻竹笋进行转录组测序,并对差异表达基因进行分析。[结果]转录组测序共获得36.45 Gb原始数据,经组装去冗余处理得到53 388个Unigene,将所得Unigene比对到Nr、Pfam、COG、Swissprot、GO和KEGG数据库中进行功能注释,发现共有31 462条Unigene与其它物种的基因具有同源性。对CK和EP处理所测得的Unigene进行表达量的比较分析,筛选出1 846个差异基因,其中,在EP处理中上调表达基因998个,下调表达基因848个。由KEGG代谢通路分析发现,差异基因显著地富集在32个代谢途径中,其中,包含与苦涩味物质合成相关的糖酵解途径、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸合成途径等。进一步研究发现,参与麻竹笋芳香族氨基酸、单宁合成的PFK、ENO、PPY-AT/HPP-AT、LAR等酶基因在EP处理中表达量下降,荧光定量PCR验证结果与测序结果基本一致。[结论]避光处理抑制了苯丙氨酸、酪氨酸、单宁生物合成关键酶基因的表达,可能最终影响麻竹笋苦涩味物质的合成。

屏边空竹四季出笋动态及其与气象因子相关性分析

以云南大围山自然保护区内的屏边空竹为研究对象,观测定点竹丛的周年出笋、退笋情况,将出笋量与其生境主要气象因子(气温、降雨量,土壤温度、土壤湿度)数据分别进行逐行错位分析,探讨气象因子对出笋量影响的滞后效应。结果表明:1)屏边空竹笋期为7月下旬至翌年6月下旬,出笋盛期为8-11月;2)出笋量与出笋前60 d内的气温、土壤温度、降雨量呈显著正相关(P<0.05),与出笋前30~60 d内的土壤湿度呈极显著正相关(P<0.01);3)不同气象因子对各季节出笋的影响滞后期为15~60 d不等。夏季出笋量与降雨量、土壤湿度的相关性较高,秋、冬季节出笋量与气温、土壤温度的相关性较高。由此可知,屏边空竹具有四季出笋的特性,且出笋量与气象因子密切相关。夏季出笋主要受降雨和土壤湿度的影响,而秋、冬季节出笋主要受气温和土壤温度的影响。

毛竹笋呈味物质种类、含量与辛辣味强度的关系

[目的]对3种类型毛竹笋进行品尝和分析,探索毛竹笋辛辣味的呈味物质,为提高毛竹笋食用品质和经济价值提供参考。[方法]试验运用感官评定、气质联用(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)等方法,对出土毛竹笋(AS)、未出土毛竹笋(US)和毛竹鞭笋(RS)3种新鲜竹笋及AS竹笋水煮后的笋渣、笋汤进行感官评定、成分分析,开展呈味物质含量与相应滋味强度的相关性分析。[结果](1)经感官评定,AS和US 2种类型毛竹笋辛辣味均表现为从笋基部到笋尖依次增强的趋势,而AS竹笋从笋基部到笋尖辛辣味强度值为2.0 9.5,明显高于US的1 6,RS竹笋滋味则表现为微甜,笋基部到笋尖无明显变化。AS竹笋水煮后笋渣滋味为辛辣味,且辛辣味强度随水煮时间的延长而降低;笋汤滋味则表现为苦涩味,滋味强度随水煮时间的延长而增强。(2)通过GC-MS方法,共检测出毛竹鲜笋43种成分,其中,酯类9种、醇类6种、酸类5种、酚类3种、酮类2种、醛类3种、烃类4种和其它11种,其中,相对含量较高且与辛辣味有关的物质为草酸、单宁和麻黄碱。(3)相关性分析表明,与AS和US竹笋辛辣味显著相关的呈味物质为氰化物、氰苷、单宁和麻黄碱,与AS竹笋辛辣味强度的相关系数分别为0.812、0.850、0.939、0.818(P<0.01);与US竹笋辛辣味强度的相关系数分别为0.905、0.857、0.939、0.937(P<0.01)。AS水煮后笋渣中氰化物、氰苷和单宁与辛辣味强度显著相关,相关系数分别为0.859、0.861、0.933(P<0.01),笋汤中与苦涩味强度显著相关的有氰化物、单宁和草酸,相关系数分别为0.982、0.954、0.976(P<0.01)。综合表明:毛竹笋辛辣味的呈味物质是氰化物、氰苷和单宁。[结论]影响毛竹笋辛辣味的主要呈味物质为氰化物、氰苷和单宁,其辛辣味是三者相互作用的结果。

电子鼻结合顶空SPME-GC-MS分析毛竹冬笋的挥发性成分

为研究毛竹冬笋的主要挥发性成分,以自然生长毛竹冬笋(CK)和施肥处理毛竹冬笋(EG)为研究对象,利用电子鼻结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(Headspace solid-phase microextraction-Gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)对其挥发性成分进行检测与分析。通过对毛竹冬笋样品进行GC-MS检测、主成分分析(Principal component analysis,PCA)以及线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)可知,毛竹冬笋的挥发性成分主要是柏木醇、肉豆蔻醛、1,3-二羟基丙酮、5-羟甲基糠醛和2-羟基-丁酸酮。PCA和LDA主成分贡献率分别为99.336%、93.719%,均高于85.000%,说明电子鼻传感器的识别效应较高,并且样品之间的挥发性成分区分效果较好。SPME-GC-MS分析结果表明,2种样品均鉴定出34种成分,均是醇类、醛类、酮类的相对含量较高,并且CK高于EG,与由电子鼻检测得出的电阻比结果以及PCA和LDA分析结果基本吻合。说明,电子鼻能够区分CK和EG的挥发性成分。

西藏特有种喇叭箭竹的种子形态和萌发特性

西藏特有种喇叭箭竹具有很高的园林绿化竹种培育价值。本文观测和增补了其种子(果实)的形态特征描述,并研究萌发和贮存特性。结果显示:喇叭箭竹种子为典型颖果,褐色,纺锤形,具腹沟;长6.91±0.84 mm,宽1.38±0.11 mm,长宽比5.01±0.64;千粒重7.81±0.24 g。种子生命力在4℃条件下可以持续约14个月,无休眠期,发芽过程持续约15 d;新鲜种子在拉萨苗圃的发芽率达到81.3%,4℃下贮藏12个月后发芽率快速下降到40.0%。200ppm GA3浸种对种子发芽率、发芽势和发芽持续时间无显著影响,但可提前发芽2~3 d。

屏边空竹实时荧光定量PCR内参基因的筛选

屏边空竹(Cephalostachyum pingbianense)是目前已知唯一在自然条件下能够四季产笋的竹(sf. Bambusoideae)种,对于研究竹笋芽萌发机理的多样性有重要意义。为筛选出在屏边空竹中稳定表达的内参基因,本研究利用实时荧光定量PCR技术分析6个常见内参基因(GAPDH、PP2A、EF1α、TIP41、RPL3、ACT1)在屏边空竹不同组织器官(根、秆、叶)、不同发育时期(休眠期、萌动期、发育期、成熟期)的笋芽以及处于快速生长期的竹笋中的表达情况,并采用geNorm、NormFinder、BestKeeper软件评价各候选内参基因的稳定性。结果表明:在不同的组织器官中,表达最稳定的基因为EF1α和ACT1;在笋芽发育成笋的过程中,表达最稳定的基因为ACT1和RPL3。ACT1和RPL3在所有样本中均表现出较高的稳定性,且ACT1的表达水平较高,可用于校正较高表达水平目的基因;RPL3的表达水平较低,适用于校正较低表达水平目的基因。

屏边空竹分布区海拔上下边界的土壤真菌群落特征

物种地理分布边界的形成一直是进化生物学中的一个重要课题。植物分布区边界如何影响土壤微生物尚不清楚。屏边空竹(Cephalostachyum pingbianense)是目前已知唯一能够在自然条件下四季出笋的珍稀竹种,仅分布于中国云南东南部,对研究竹类中的狭域分布种具有重要意义。为探究土壤真菌群落与屏边空竹分布边界间的联系,该研究测定了屏边空竹分布中心、分布边界以及分布区外的土壤理化性质,并利用基于真菌内转录间隔区(ITS)序列的Illumina MiSeq高通量测序技术分析土壤真菌群落变化。主要结果:1)屏边空竹分布边界处土壤pH与速效磷含量显著低于其他位点。2)在分布中心,土壤真菌物种多样性最高,被孢霉属(Moritierella)相对多度显著高于其他位点;在分布边界处,土壤真菌物种多样性最低,担子菌门相对多度大于65.0%。3)土壤pH是驱动真菌群落变异的关键因素,与外生菌根真菌的相对多度负相关,与腐生真菌的相对多度正相关。综上,土壤酸化与磷缺乏可能是控制屏边空竹分布区域的重要土壤属性。土壤中的被孢霉具有溶解磷、缓解土壤酸化等功能,可能是屏边空竹重要的互利共生菌。