99份苦荞主要农艺性状评价与筛选

为了对苦荞的主要农艺性状进行综合评价,筛选优质苦荞品种,以99份苦荞(国外51份、国内48份)为试验材料,通过变异分析、相关分析和综合得分F值等方法对99份苦荞的11个农艺性状进行分析。结果表明:苦荞11个农艺性状间存在较大变异,变异系数均大于0.1;单株粒重、单株粒数、千粒重和株高与籽粒产量呈极显著正相关;主成分分析显示,前4个主成分的累计贡献率为73.234%,第一主成分中负有最高荷载的为单株粒数和单株粒重;聚类分析将99份苦荞分为6个类群,其中类群Ⅳ的18份品种性状优良,可作为核心种质资源。苦荞选育时应重点考虑单株粒数和单株粒重2个性状指标。综合聚类分析和综合得分F值筛选出23份高产优质苦荞,其中12份为国外引进品种。

磁场对苦荞种子萌发过程中黄酮类物质的诱导效应

研究不同磁场强度诱导下,苦荞种子萌发过程中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮异构酶(CHI)及芦丁降解酶(RDEs)3种关键酶的酶比活力变化规律及与总黄酮含量的关系。结果表明:1)不同磁场强度对同一种酶的诱导效应不同:PAL酶比活力在磁场强度为0.3T时达到最高值;CHI酶比活力最高值出现在磁场强度为0.2T时;当磁场强度为0.3T时,RDEs酶比活力与对照相比无显著性差异;2)相同磁场强度对不同酶的诱导效应不同:强度为0.3T时,PAL酶比活力变化最大;强度为0.2T时,CHI酶比活力变化最大;3)当磁场强度为0.3T时,3种酶的协同作用使苦荞萌发物中总黄酮含量达到最高值(62.90mg/g);实验证实磁场对苦荞种子萌发过程中黄酮类物质的增加具有一定诱导效应。

苦荞主要农艺性状与单株籽粒产量的相关和通径分析

[目的]为苦荞新品种的选育提供理论依据。[方法]将来自5个国家的55份苦荞品种(系)资源引种至四川栽培,经比较鉴定后对苦荞的单株籽粒产量与主要农艺性状进行相关和通径分析。[结果]9个相关性状对单株籽粒产量影响的顺序:有效花序数>千粒重>生育期>总分枝数>主茎节数>一级分枝数>茎粗>株高。多元回归分析表明,主茎节数、一级分枝数、总分枝数、有效花序数、千粒重是影响单株粒重的主要因素。通径分析表明,有效花序数、千粒重对单株籽粒产量的直接效应较大,二者是荞麦品种选育的主要目标性状和高产栽培的主攻方向。[结论]综合考虑,苦荞高产株型应是:株高、主茎节数、一级分枝数、总分枝数适中,有效花序数多,千粒重较高,开花期短者。

一种苦荞主要过敏原基因cDNA的克隆及序列分析

为了获得苦荞中主要过敏原的cDNA和由此推导的蛋白质序列 ,分析其结构特点 ,以苦荞幼根根尖为材料 ,提取总RNA并反转录mRNA为cDNA第一链 .通过RT PCR、3′RACE、基因克隆及序列测定 ,获得一种苦荞主要过敏蛋白基因的cDNA片段 (GenBank登录号为AY0 4 4918) .该cDNA片段由 76 8bp组成 ,包括 3′端非编码区 180个bp ,开放阅读框 5 88bp .可编码一个由 195个氨基酸残基组成的功能蛋白及一个终止密码 .苦荞主要过敏原基因与甜荞 2 2kD过敏蛋白、豆球类蛋白的核苷酸序列分别有 95 %和 93%的同源性 .其推导的氨基酸序列与甜荞球蛋白、刀豆蛋白、甜橙柠檬素分别有 93%、83%和 5 7%的同源性 .该过敏蛋白 183～ 188位氨基酸残基KEEEKE在多数不同过敏原中均存在 。

苦荞品种(系)主要农艺性状与蛋白质含量的聚类分析

对来自5个国家的55份苦荞的9个主要农艺性状及蛋白质含量进行了主成分分析和聚类分析。结果表明:供试材料具有中、矮秆,主茎节数、有效花序数、蛋白质含量适中,一级分枝数偏多、总分枝数偏少,千粒重、单株粒重偏低和生育期较长等特点。主成分分析将9个主要农艺性状简化为5个综合指标,其累积贡献率达87.77%。入选材料应是主茎节数、一级分枝数、总分枝数适中,有效花序数和千粒重偏高,中矮秆的材料。据此标准,筛选到九江苦荞和苦刺荞2份综合农艺性状优异的材料。基于性状表现,供试材料可分为低产晚熟型、多分枝高蛋白型、早熟粒重型等3类,但聚类结果与地理来源并不完全一致。

鞑靼荞麦离体再生体系的建立

研究了苗龄、外植体、激素配比对鞑靼荞麦(Fagopyrum tataricum Gaertn.)离体培养的影响,初步建立了鞑靼荞麦离体再生体系.结果表明,鞑靼荞麦离体再生的最佳取材时间为苗龄6～8d;诱导愈伤组织的最适培养基为MS+2.0mg/L2,4-D+1.5mg/L6-BA,子叶诱愈率达75%左右,下胚轴诱愈率可高达86.62%;愈伤组织分化的最适培养基为MS+0.1mg/L IAA+2.0mg/L6-BA+1.0mg/L KT+0.5mg/L TDZ,来自下胚轴愈伤组织的分化率可达9.52%.下胚轴的诱愈率与分化率均高于子叶,更适于离体再生培养.培养基中加入AgNO3后,能有效降低褐化率.生根最适培养基为含有0.5mg/L NAA的1/2MS培养基,生根率在50%左右.TDZ在诱导鞑靼荞麦的愈伤组织分化出芽的过程中起到明显的促进作用,可提高分化率约20%.

一种苦荞麦种子蛋白酶抑制剂的纯化、特性及其抗虫活性(英文)

蛋白酶抑制剂广泛存在于生物体内,是自然界含量最为丰富且具有一定防御作用的蛋白种类之一.本文采用离子交换层析和凝胶层析等方法,从苦荞麦种子中分离出一种胰蛋白酶抑制剂(TBTI-Ⅱ) .SDS-PAGE分析表明,TBTI-Ⅱ的分子量约9·0 kD,由80个氨基酸残基组成,分子中含有较多的Glu, Asp和Arg. TBTI-Ⅱ具有较高热稳定性.当在100℃加热处理10 min后,仍保留有67·6 %的抑制剂活性.动力学测定显示,来自苦荞麦中的TBTI-Ⅱ对胰蛋白酶的抑制作用常数(Ki)为1·01×10-4mol/L.另外,将含有不同活力单位的苦荞麦蛋白酶抑制剂掺入到棉铃虫的饲料中进行饲养试验显示,TBTI-Ⅱ具有明显的抑制棉铃虫生长的作用.这些结果表明,来自苦荞麦种子中的小分子蛋白酶抑制剂可能是一种潜在的抗虫因子.

一种苦荞抗真菌肽的纯化及抑菌活性分析

以苦荞种子为材料,经提取、热处理,ResourceS阳离子交换层析及Superdex Peptide分子筛层析,纯化具有抗真菌活性的多肽。Tricine-SDS-PAGE分析表明,该多肽的表观分子质量约为8.0kD。表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF)显示其实际分子质量为3.909kD。该抗菌肽对白腐菌(Panus conchatus)、绿色木霉(Trichoderma reesei)和链格孢霉(Alternaria alternata)均表现出显著的生长抑制活性。绿色木霉的形态学分析显示:受到苦荞抗真菌肽影响的菌丝生长停滞,分支加剧,基内菌丝端部膨大,原生质凝缩。该抗真菌肽的制备工艺简单,产品热稳定性好,抑菌作用明显。

苦荞发芽过程中游离氨基酸含量的变化

【目的】探讨苦荞不同发芽时期游离氨基酸含量的变化规律,为苦荞的综合利用及相关功能性产品的开发提供依据。【方法】采用氨基酸自动分析仪,分别对黔苦5号、沽源苦荞、西荞1号、川荞1号4个苦荞品种种子发芽0,3,6,9,12d的游离氨基酸进行定量检测,分析氨基酸间含量变化的相关性;通过主成分分析,判断发芽过程中氨基酸总量发生变化的主要特征氨基酸;应用聚类分析,研究游离氨基酸的变化规律。【结果】苦荞发芽前后游离氨基酸含量变化较大,发芽12d后,黔苦5号、沽源苦荞、西荞1号、川荞1号总氨基酸含量分别由发芽前的5.40,5.31,4.03,3.82mg/g增加至16.26,19.27,17.91,15.79mg/g;苏氨酸、谷氨酸和亮氨酸含量变化与多种氨基酸呈相反趋势,丝氨酸、天冬氨酸等9种氨基酸是苦荞发芽过程中含量发生变化的主要特征氨基酸,发芽6,9,12d时4种苦荞芽的氨基酸含量不能明显区分。【结论】苦荞发芽前后氨基酸变化较大,可根据产品需要选择发芽时间。

荞麦种子萌发期多种抗氧化酶活性的研究

通过研究荞麦种子萌发期(0～7 d)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ASP)四种抗氧化酶的酶活性变化,以及对自由基等的清除效果,分析荞麦种子内在抗氧化酶系统在萌发期对细胞膜结构的修复及保护作用。实验结果表明:荞麦种子在萌发期产生的活性氧、自由基等对四种抗氧化酶均有激活效应,其中超氧化物歧化酶(SOD)活性最先上升,其他三种酶随其后被激活,四种酶的氧化反应存在一定关联性和协同作用。苦荞的抗氧化酶活性高于甜荞。

烯效唑浸种对不同水分条件下苦荞生长的影响

以"黑丰一号"苦荞[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn]为试验材料,采用不同浓度(0、40、80和120mg/kg)烯效唑浸种,探讨不同水分条件(正常供水、中度干旱和重度干旱)下烯效唑浸种对苦荞生长的抗旱效应。结果表明,烯效唑浸种降低了苗高,提高了苦荞的茎粗、叶面积、最大根长和根冠比;同时还提高了叶片相对含水量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和根系活力。烯效唑处理降低了丙二醛(MDA)含量,从而降低了膜脂过氧化程度,提高了保护酶活性。采用80 mg/kg烯效唑浸种,在正常供水、中度干旱胁迫及重度干旱胁迫条件下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性较对照均有不同程度的提高;苦荞株穗数、株粒数、百粒重较对照均有不同程度的提高。由此可见,80 mg/kg的烯效唑浸种可以提高苦荞的抗旱能力。

叶面喷施不同浓度硼肥对苦荞主要性状的影响

以西荞2号为试验材料,研究在现蕾期叶面喷施不同浓度硼肥对苦荞(Fagopyrum tataricum Gaertn)主要性状的影响。结果表明,喷施一定浓度的硼肥能有效提高苦荞叶片叶绿素含量、净光合速率、黄酮含量、株高、单株一次分枝数、单株粒数、千粒重;随着叶面喷施硼肥浓度的提高,各指标的大小呈低—高—低的变化,当叶面喷施1.5 g/L的硼肥时,叶片叶绿素含量、净光合速率、黄酮含量、单株粒重和千粒重较对照提高幅度分别为7.14%、83.17%、25.11%、26.13%和15.53%;当硼肥浓度达到2.0 g/L时,对苦荞主要性状有抑制作用,苦荞叶片叶绿素含量、净光合速率、黄酮含量、单株粒重、千粒重等呈下降趋势。

施肥量对九江苦荞产量和品质的影响

以贵州省主栽苦荞[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn.]品种九江苦荞为试验对象,研究了施肥量(以当地常规施肥量为对照)对苦荞主茎分枝等植物学性状以及子粒产量和品质的影响。结果表明,0.5水平处理(对照施肥量的1/2)的产量显著高于其他肥料处理,对照的蛋白质和黄酮含量显著高于0.5水平和1.5水平(对照施肥量的1.5倍)的肥料处理。

微量元素锌肥对苦荞芽中锌及黄酮含量的影响

采用不同浓度锌肥喷施,促进苦荞[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn]种子萌发,测定苦荞芽中锌、总黄酮、芦丁和槲皮素的含量。结果表明,喷施锌肥可以极显著增加苦荞芽中锌含量,也可以增加总黄酮、芦丁和槲皮素的含量,喷施锌肥浓度为1.00 mg/L时,苦荞芽中总黄酮、芦丁和槲皮素的含量最高。

栽培荞麦种子醇溶蛋白遗传多样性分析

利用A-PAGE(Acid-polyacrylamide gel electrophoresis)对来源于7个国家的76份栽培荞麦(苦荞54份,甜荞22份)醇溶蛋白遗传多样性进行评价。结果表明,荞麦醇溶蛋白位点存在丰富的等位变异,共分离出18条迁移率不同的谱带,每份材料具有6～12条不等,平均9.5条,多态性带占88.89%。材料间平均遗传相似系数(GS)为0.777,变幅为0.389～1.000。在GS为0.63的水平上,供试材料可聚为苦荞和甜荞2大类,绝大部分来自于相同或相似生态地理环境的材料聚成一类,表明荞麦醇溶蛋白所揭示的遗传关系与地理来源有较高的相关性。

苦荞与幼龄油茶、茶树、猕猴桃套种的产量及效益分析

为了增加幼龄油茶、茶树和猕猴桃园的复种指数,降低锄草成本,对苦荞与幼龄油茶、茶树和猕猴桃春、秋2季套种的产量及效益进行了比较分析。结果表明:3种套种模式苦荞的年总产量为230.5~278.5 kg/667m^(2),其中猕猴桃+苦荞套种模式的产量最高,达278.5 kg/667m^(2);3种套种模式的经济效益为1231~1415元/667m^(2),其中猕猴桃+苦荞套种模式的经济效益最高,达1415元/667m^(2)。因此,猕猴桃+苦荞套种模式是一种值得推广的种植模式。

苦荞苗挂面的研制

研究了苦荞(Fagopyrum tataricum)苗添加量对挂面烹调时间、熟断条率、烹调损失率的影响。结果表明,随着苦荞苗添加量的增加,烹调时间逐渐减少,熟断条率和烹调损失率先降低后增加;熟断条率在苦荞苗添加量为5%、10%、15%时最低,烹调损失率在苦荞苗添加量为20%时最低;综合考虑苦荞苗挂面的品质和营养价值,苦荞苗合适的添加量为20%～25%。

苦荞VQ基因家族的全基因组鉴定及其在叶斑病原与激素处理下的表达谱分析

【目的】VQ基因家族在植物生长、发育以及对生物或非生物胁迫反应中发挥重要功能。在全基因组尺度上,全面鉴定苦荞(Fagopyrum tataricum L.Gaertn.)VQ(FtVQ)基因家族,分析其在苦荞叶斑病原——互格链格孢(Alternaria alternata)和黑孢霉(Nigrospora osmanthi)侵染和防御相关激素——水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、乙烯(ET)处理下的表达模式,为深入解析苦荞VQ基因家族在植物抗病防御中的功能及机理奠定基础,同时为优良基因资源发掘及抗病品种改良提供线索。【方法】基于VQ保守结构域的隐马尔可夫文件(PF05678),采用HMMER 3.0对苦荞平苦一号基因组数据库进行比对搜索,鉴定VQ基因;通过DNAMAN、MapInspect、MEGA、MEME、OrthoFinder、PLACE等生物信息学工具分析基因结构、染色体分布、启动子顺式元件、蛋白质理化性质、蛋白质保守基序、蛋白质亚细胞定位和蛋白质系统进化关系;采用实时荧光定量PCR(qPCR)方法分析苦荞叶VQ基因在病原侵染或激素处理下的表达模式。【结果】从苦荞基因组中鉴定获得28个VQ基因,大小为566—1454 bp,均无内含子,不均一地分布在8条染色体上。根据它们在染色体上的物理位置,命名为FtVQ1—FtVQ28。每一个FtVQ蛋白含有1个VQ基序——FxxxVQx(L/F/I/V/A/Y)TG(x代表任意氨基酸)。亚细胞定位预测表明,21个FtVQ蛋白定位在细胞核中,其余定位在叶绿体或细胞质中。根据蛋白质氨基酸序列与保守结构基序,FtVQ蛋白归类于5个亚家族,亚家族内基因结构和蛋白质基序相对保守。基因重复分析表明,苦荞基因组中有8对VQ旁系同源基因,均为大片段重复基因,提示大片段基因重复在FtVQ基因家族数量扩张中发挥主要作用;它们的非同义突变和同义突变的比值(Ka/Ks)均小于1,提示重复基因在进化中经历了纯化选择。启动子顺式元件预测表明,所有FtVQ基因启动子含有BIHD1OS、CGTCA、ERELEA4、W-box和类W-box等病原或SA、JA、ET反应元件,尤其在FtVQ10、FtVQ14、FtVQ15、FtVQ22、FtVQ23、FtVQ27的启动子区域密集程度更高。qPCR分析显示,在可检测的20个FtVQ基因中,有55%—70%的基因为病原或激素处理下的差异表达基因(DEGs),其中72.7%—85.7%的DEGs的表达显著上调。【结论】苦荞基因组拥有28个VQ基因成员,部分VQ基因可能参与了苦荞对叶斑病原的抗性反应。

苦荞R2R3-MYB转录因子调控原花青素生物合成的研究

基于苦荞花期转录组数据,该研究筛选并克隆获得一个黄酮代谢相关的MYB类转录因子,并命名为FtMYB 23。该基因ORF框长879 bp,编码292个氨基酸;系统进化树分析显示,FtMYB23与SG5-MYB亚家族成员聚为一簇,属于典型的R2R3-MYB型转录因子。β-半乳糖苷酶滤纸分析表明,其具有转录激活活性。FtMYB 23过表达转基因拟南芥株系的表型分析表明,3个阳性株系的种皮颜色均呈现出比野生型更深的褐色,其叶中原花青素含量均极显著增加(P<0.01),分别为野生型的4.68、3.5和2.8倍。qRT-PCR分析表明,转基因拟南芥中黄酮合成相关的AtCHS、AtCHI、AtF 3 H、AtF 3′H、AtFLS、AtDFR和AtBAN等基因的表达量显著升高(P<0.05),而AtTT 12的表达量极显著降低(P<0.01)。研究认为,FtMYB23作为典型的Subgroup5-MYB(SG5-MYB)激活型转录因子,通过促进黄酮合成途径早期关键酶基因的表达,从而提高原花青素的合成与积累。

苦荞EMS诱变群体的创建及农艺性状分析

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变处理苦荞(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)种子,对M2代突变材料进行生物学性状与农艺性状鉴定和分析,M3代材料进一步验证。结果表明,试验获得了叶片肥大、早熟、晚熟、小粒、矮秆和黄化6种稳定遗传的突变体。叶片肥大、早熟和晚熟突变体的株高、主茎分枝数、主茎节数、株粒数、株粒重和千粒重与对照间均无显著差异。矮秆突变体的株高和主茎分支数以及小粒突变体的株粒重和千粒重显著低于对照,其他性状与对照间差异不显著。黄化突变体的株高与对照无显著差异,主茎分枝数、主茎节数、株粒数、株粒重和千粒重均显著低于对照。