木薯MeCML24与MeSAUR1互作调控MeAGPS1a表达的功能验证

木薯是华南地区重要的经济作物,其块根富含淀粉。解析木薯块根淀粉合成调控机理将有助于木薯高产、高淀粉分子改良。AGPase由大亚基和小亚基构成,催化1-磷酸葡萄糖和ATP形成腺苷二磷酸葡萄糖和焦磷酸,其中腺苷二磷酸葡萄糖为淀粉生物合成的底物。AGPase酶是植物淀粉合成的限速酶,提高AGPase酶活性,有利于作物淀粉的积累及产量的提高。木薯MeAGPS1a基因编码的小亚基是AGPase的催化中心,前期研究表明生长素响应因子MeSAUR1作为转录因子正调控MeAGPS1a基因表达,酵母双杂交筛选木薯cDNA文库显示钙调素类似蛋白(CaM-like,CML)成员MeCML24为MeSAUR1的候选互作蛋白。为了确定MeCML24和MeSAUR1的互作关系,本研究从‘SC8’木薯品种基因组克隆了MeCML24基因,该基因的CDS区长度为492 bp,编码163个氨基酸。MeCML24蛋白的理化性质及二级结构分析显示,该蛋白理论等电点pI值4.38,属于亲水性蛋白,α-螺旋占52.76%,无规则卷曲占30.06%,β-转角结构占11.04%。构建酵母双杂交载体BD-MeCML24,自激活实验表明MeCML24不具有自激活活性。酵母双杂交点对点实验发现,共转AD-MeSAUR1和BD-MeCML24质粒的酵母菌株在SD/TLHA+x-α-gal培养基上变蓝,表明MeCML24与MeSAUR1存在互作关系。采用双分子荧光互补(BiFC)实验,将融合蛋白MeSAUR1-nEYFP和MeCML24-cEYFP在烟草叶片中共表达,在激光共聚焦显微镜下检测出黄色荧光蛋白EYFP的荧光信号,进一步证明了MeCML24与MeSAUR1互作。最后利用双荧光素酶实验证明MeCML24与MeSAUR1互作负调控MeAGPS1a基因表达。本研究揭示了木薯MeSAUR1与MeCML24协同调控MeAGPS1a基因表达的机制,发现钙调素类似蛋白MeCML24参与调控木薯块根淀粉合成关键基因MeAGPS1a表达,为利用分子生物学技术培育木薯优良品种提供了理论基础。

特色植物辣木的应用价值及发展前景分析

辣木起源于印度和非洲的干旱或半干旱地区,凭借超强的生态适应力、丰富的营养价值、独特的生物活性,成为一种极具开发潜力的树种。本文综述了辣木营养价值、药用价值、工业价值等方面研究取得的进展。针对目前的研究现状,结合中国热区资源条件,对辣木综合开发和合理利用提出了建议,并对发展前景进行了展望。

辣木叶的价值及其开发利用研究进展

辣木是一种典型的热带多功能速生树种,树叶是目前辣木植株中资源最丰富、采集最简便、开发最早、研究最多的部位。辣木叶含有丰富的营养与药用成分,具有降血糖、保护心脏和肝脏、治疗溃疡、抗癌等作用。总结了国内外辣木叶的价值、产品开发等方面的研究进展,对我国辣木叶未来的发展方向进行了展望。

云南的辣木引种试验初报

在云南的开远、东川、永仁、思茅、瑞丽5地进行了8个种源,2个品种的辣木引种试验,所引种的辣木其幼树期表现出生长迅速,能正常开花结实的状况;且所引种的10个种源(品种)间生长差异并不显著。辣木定植后,呈现持续生长的状态,无明显缓苗期;年生长态势在年内大部时间生长迅速,到11月初随着温度的下降而生长减缓,粗生长在后期增长明显加快。表明辣木生长受温度影响较为明显,对温度的变化较敏感。引种的辣木植株1年生枝耐修剪,显示其为易于更新的树种。另外,引种的辣木叶中蛋白含量与原产地基本相同,但钙、钾、镁等微量元素的含量低于原产地,而维生素含量则高于原产地。

辣木的特性与价值及其在云南引种发展的景况

辣木原产印度及非洲,为多用途的经济树种,有良好的开发利用前景。为促进辣木在云南的引种发展,先对辣木的生物学及生态学特性、利用价值及其产品的市场开发前景作了论述,进而总结了云南引种栽培辣木的状况,据此表明,辣木在云南省干热地区大量种植发展的应用前景。

辣木叶黄酮苷的分离鉴定及抗氧化活性研究

为研究辣木(Moringa Obleifera Lam.)叶片中的黄酮苷成分及其抗氧化活性,利用MCI凝胶柱、羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)柱层析、硅胶柱层析(CC)、半制备高效液相色谱等分离手段对石油醚组分进行分离和纯化,利用LC-MS、~1H-NMR、^(13)C-NMR等现代波谱技术对分离得到的化合物进行结构鉴定,采用SRB法和DPPH·清除率对分离得到的化合物进行体外抗肿瘤活性筛选和抗氧化活性的测定。结果表明,从辣木叶的石油醚部分分离得到4个化合物,已鉴定为β-谷甾醇(Ⅰ)、胡萝卜苷(Ⅱ)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅲ)、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅳ)。4种化合物均具有抗氧化活性,但化合物Ⅲ的抗氧化活性极显著强于其他三种化合物;体外抗肿瘤活性表明,化合物Ⅰ和化合物Ⅱ对乳腺癌细胞株(MDA-MB-231)有一定的抑制作用。

辣木多糖酶促提取技术优化及不同部位含量研究

为研究辣木多糖的酶促提取工艺和辣木不同部位的多糖含量,在单因素试验的基础上,以多糖提取率为指标,选择纤维素酶用量、提取温度、提取时间、液料比为试验因素,采用二次回归正交旋转组合设计对纤维素酶辅助提取辣木多糖的工艺参数进行优化,并在此基础上研究辣木不同部位的多糖含量差异。4种因素对辣木多糖提取率的影响顺序依次为:纤维素酶用量>提取温度>液料比>提取时间。建立辣木多糖提取率(Y)与纤维素酶用量(X1)、提取温度(X2)、提取时间(X3)、液料比(X4)的二次正交回归模型:Y=18.6602+0.8134X1+0.7572X2–0.4312X3+0.6909X4–0.5181X12–0.4935X22–0.6277X42,该模型拟合度好,4个因素均对多糖提取率有显著影响(p<0.05)。通过回归模型获得优化的提取工艺为:纤维素酶用量1.60%,提取温度53℃,提取时间68 min,液料比52∶1,在此条件下辣木多糖提取率为19.83%,实际值与预测值一致。辣木不同部位的多糖含量结果表明,辣木根、花、嫩叶、茎中均含有丰富的多糖,其中根中含量最高且极显著高于其他部位(p<0.01),可进一步开发利用。采用二次回归正交旋转组合设计优化得到的辣木多糖酶促提取工艺条件准确可靠,可有效提高辣木多糖提取率并可在生产中推广应用。

辣木内生真菌的分离及其抗菌活性物质的初步研究

从辣木中分离得到1株内生真菌ly14,其发酵液对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和掷孢酵母有很强的抗菌作用.该菌发酵液中的抗菌物质对温度、pH及紫外线照射有较强的稳定性;ly14代谢物的理化特性表明,抗菌物质为极性酸性化合物,其紫外可见吸收光谱在276 nm处出现了一个较为明显的吸收峰.

不同温度对辣木种子萌发、幼苗生长及其生理特性的影响

为了探索辣木(M.oleifera Lam.)种子和幼苗对不同环境温度的适应性,设置15、20、25、30、35、40℃等不同温度处理,研究不同温度条件对辣木种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响。结果表明:辣木种子发芽的最适温度为25℃,幼苗生长的最适温度为30℃,温度过高或过低都会抑制辣木种子的萌发和幼苗的生长。一定程度的高温和低温胁迫会使辣木种子的发芽势、发芽率、发芽指数等发芽指标以及幼苗的苗高、茎粗、根长、鲜质量增量、壮苗指数等生长指标显著下降。高、低温胁迫还会使辣木幼苗叶片的MDA含量、相对电导率、可溶性糖、SOD活性、POD活性显著增加,使叶绿素相对含量、φ_(Po_、RC/ABS、P_(TR)、P_(ET)、PI_(ABS)显著下降。

辣木组织培养试验

辣木种子消毒试验结果表明,用15%H2O2浸泡6～8 h、0.1%升汞处理25 min后将种子接种于MS培养基中,10d后种子发芽率达78.2%。组培试验结果表明,在MS+6-BA 0.10 mg/L+KT 0.50 mg/L培养基中,辣木茎段产生大量不定芽,繁殖系数为6.0倍,芽生长良好;将不定芽切割后接种于MS+6-BA 0.10 mg/L+KT 0.50 mg/L培养基中,增殖倍数可达4.8倍;在1/2MS+IBA 0.1 mg/L培养基中,小苗生根率高达98%,平均单株生根数和根长分别为4.8条和2.0 cm;将生根苗移栽于珍珠岩+营养土(12∶,V/V)的混合基质中,30 d后移栽成活率达80%。

水分胁迫对辣木生物量分配和水分利用效率的影响

本研究以云南干热河谷辣木(Moringa olerfera)为对象,采用盆栽人工控制土壤含水量的方法,研究了水分胁迫对辣木生长、生物量分配和水分利用效率的影响。结果表明:90%和75%田间持水量控制下,辣木株高和地径随时间的延长逐渐增长,但70%田间持水量明显受到抑制;60%、45%和30%田间持水量处理下的株高和地径生长处于停滞状态;辣木复叶数、主根长和主根粗随水分胁迫加剧而降低,而根数无显著差异。利用标准化主轴法对株高-地径异速生长关系进行模拟,结果显示,随着干旱胁迫加剧,异速生长指数从1.273持续下降至0.947,即辣木将更多的同化物从株高生长转移到其他器官;不同土壤水分的生物量整体表现为根>茎>叶,且随着田间持水量的降低,辣木将更多的生物量由地上转移至地下,而水分利用效率整体呈上升趋势。

辣木叶蛋白质提取工艺研究

以辣木叶粉为原料，采取复水、均质、浸提及等电点法，提取其中的蛋白质。经研究得出辣木叶蛋白质提取的工艺条件为：水粉比100：1，提取温度50～60℃，提取时间50～60min，等电点分离pH值为4．0～4．5。依此可使产品的蛋白质含量达68．86％，蛋白质提取率达70％。

云南引种辣木籽营养成分分析与评价

对云南省元江县、元谋县、元阳县3地引种栽植的辣木籽营养成分进行了测定。结果表明，辣木籽营养成分丰富，其中总糖含量为6．9％-9．5％，蛋白质含量为36．2％～38．7％，脂肪含量为33．8％-38．2％，钾含量为515．3-617．6mg/100g，钙含量为95．0-135．3mg/100g，铁含量为2．9～3．5mg／100g。3个引种试验点中元阳县所产辣木籽品质最好。且辣木在云南干热河谷地区适应性好，生长快，含油率高，是良好的经济作物。

高效液相色谱法测定蔬菜和水果中烯酰吗啉和赤霉素的残留

采用高效液相色谱技术,以草莓、西瓜和西红柿为研究对象,建立了一种快速、准确测定蔬菜、水果中烯酰吗啉与赤霉素残留测定方法。酸性条件下(pH 2.5),样品用乙酸乙酯提取,经弗罗里硅土柱净化后,使用配有紫外检测器的高效液相色谱仪进行检测。结果表明,各组分分离良好,在0.025、0.050、0.100mg/kg这3个添加水平,2种农药的回收率为81.2%~91.3%,相对标准偏差均小于6.7%;在0.025~1.00μg/mL浓度范围内,线性关系良好,相关系数均大于0.9995;烯酰吗啉与赤霉素的检出限分别为为0.01、0.02 mg/kg。该方法准确、灵敏、快速,可满足对蔬菜、水果中烯酰吗啉与赤霉素农药残留的检测需要。

食品资源引进研究——海南产印度辣木的营养价值评价

通过对辣木菜宏量营养素、微量营养素和重金属等指标的分析,比较新的生态环境下辣木菜的营养成分变化,并评价了印度辣木菜的营养价值。结果表明印度辣木菜中主要成分蛋白质和脂肪含量高、β-胡萝卜素和维生素C高,矿物元素以钙、铁含量最高,重金属指标低于GB。印度辣木是1种营养价值非常高的新资源食品。

橡胶树种质资源的倍性鉴定

倍性鉴定是橡胶树种质资源鉴定评价的基础工作之一。本研究利用流式细胞仪对国家橡胶树种质资源圃内的橡胶树种质资源进行全面的倍性鉴定,对嵌合体的四倍体细胞比例进行分析,并比较不同倍性的气孔性状差异。从5177份野生种质中发现三倍体11份,四倍体1份。从552份魏克汉种质中发现,三倍体9份,四倍体2份,嵌合体14份。14份嵌合体的四倍体细胞比例在49.06%~78.26%之间。不同倍性间的气孔长度、宽度和密度差异均极显著,气孔长度和宽度的排序为四倍体>三倍体>嵌合体,气孔密度的排序相反。研究结果对利用四倍体种质资源开展橡胶树倍性间杂交育种具有重要应用价值。

不同供钾水平下烤烟生长及硝态氮吸收动力学特征

采用盆栽砂培试验方法研究了不同钾水平供应下烤烟生长及其对吸收硝态氮的动力学参数特征的影响。主要结论如下:与低钾(K1)、高钾(K3)处理相比,烤烟在中钾(K2)处理时地上部、根系鲜、干重均增加;随钾浓度增加,钾由根系向地上部运输比例增加,而烤烟生育前期净光合速率无显著性差异,但后期净光合速率显著增加;中钾(K2)水平增加根系总根长、总表面积、平均直径和总体积,而高钾(K3)水平反而有抑制作用。不同供钾水平预处理后,烤烟对NO3^--N吸收符合离子吸收动力学模型,其吸收动力学参数表现为钾水平预处理浓度增加后,Vmax增大,Km值增加,但增加的幅度不一致。与低钾(K1)预处理相比,高钾(K3)预处理降低烤烟根系高亲和力系统对NO3^--N的吸收速率,而中钾(K2)处理提高烤烟根系高亲和力系统的NO3^--N的吸收速率,表明烤烟根系吸收NO3?-N的高亲和力系统受钾水平调控,适宜钾浓度预处理提高烤烟根系对低浓度NO3?-N的吸收。对低亲和系统来说,与低钾预处理相比,中钾(K2)和高钾(K3)预处理均提高了烤烟根系低亲和力系统对NO3?-N吸收,表明长期高钾环境生长下的烤烟,根系对硝态氮吸收的低亲和力系统影响较小,而长期低钾环境生长下的烤烟,根系对硝态氮吸收低亲和力系统有抑制作用。

基于SRAP的辣木种质资源遗传多样性和亲缘关系分析

为探讨辣木(Moringaspp.)种质资源间的遗传关系,采用相关序列扩增多态性(sequence-relatedamplified polymorphism,SRAP)分子标记方法对18份辣木种质资源的遗传多样性和亲缘关系进行分析。结果表明,从170对引物中筛选出13对多态性较高的引物组合,共扩增出104条清晰稳定的条带,平均多态性条带百分率达62.50%。遗传多样性参数分别为等位基因数(Na)为1.6250,有效等位基因数(Ne)为1.4777,基因多样性指数(H)为0.2632,香农信息指数(I)为0.3797,说明18份辣木种质资源间有较高的遗传多样性。UPGMA聚类分析结果表明,18份辣木种质资在遗传相似系数0.732水平上,可分了3个群,来自非洲卢旺达的狭瓣辣木[M.stenopetala(Bakerf.)Cufod.]具有较远的亲缘关系,单独聚类为一个类群Ⅲ;其余样品则分别聚类为类群Ⅰ和类群Ⅱ,类群Ⅰ共11份材料,主要为来源于印度的多油辣木(M.oleifera Lam.)及其改良种‘PKM1’和‘PKM2’,类群Ⅱ共6份材料,主要为来源于我国云南和海南的多油辣木及其改良种‘PKM1’和’PKM2’。SRAP标记反映了辣木种质资源间的遗传关系,本研究结果为辣木杂交育种的亲本选择提供了科学基础。

应用Logistic方程确定辣木的抗寒性

以3个品种辣木嫩梢为试材,通过测定不同低温胁迫下电解质渗出率的变化规律,应用Logistic方程建立回归方程,确定其低温半致死温度(LT50),以此来判断不同品种辣木抗寒性强弱。研究结果表明,在低温胁迫下,随着辣木嫩梢处理温度的降低,电解质渗出率总体呈逐渐升高趋势,其中8h和16h低温处理的辣木电解质渗出率曲线均呈"S"形,满足Logistic方程拟合要求,计算出的低温半致死温度(LT50)由低到高分别为‘狭瓣辣木'、‘PKM1'、‘多油辣木',由此可确定辣木抗寒能力由强到弱依次为‘狭瓣辣木'>‘PKM1'>‘多油辣木'。

优良单株家系辣木花的表型多样性研究

通过对30个辣木优良单株家系的花表型性状进行研究,结果表明:不同优良单株家系辣木花之间除了花冠形状之间无差异外,花序密集程度、花冠颜色、花序柄颜色、小花序数、花序长、花序宽、花序柄长均存在不程度的差异;花性状间存在一定的相关性,花序密集程度与花序长、花序宽、花序柄长、小花序数呈显著负相关,与花冠颜色、花冠形状无相关性;主成分分析表明,花序长、花序宽、花序柄长、花序柄颜色、花序密集程度是区分辣木不同家系间最主要的花性状指标;在聚类分析中,基于花的表型性状,将30个辣木优良单株家系分为三大类,花表型性状存在显著差异的家系,在聚类中遗传距离较远。