储藏微环境下小麦胚细胞超微结构变化及衰老机制研究

采用人工模拟储藏小麦,通过测定小麦胚细胞中的O_2^-、有毒产物MDA的含量、种子活力以及利用透射电镜观察,研究不同储藏微环境(A、B、C、D)下小麦衰老和胚细胞超微结构的变化规律。结果表明:随储藏时间延长和环境温湿度的增加,胚细胞中O_2^-和MDA含量不断增大,种子活力下降,储藏90 d后O_2^-和MDA产生速率都显著高于前期(P<0.05),并且高温高湿D(35℃,85%)条件下三者变化幅度都显著高于低温低湿A(15℃,50%)条件(P<0.05)。电镜观察发现:随储藏温湿度的增高,小麦胚细胞的超微结构损伤也在加剧,主要表现为:细胞形态改变;膜的完整性逐渐丧失;细胞核染色质凝聚,核仁分裂;线粒体数目减少,内外膜破损,出现空泡化等。以此探讨小麦衰老与胚细胞超微结构损伤之间的关系,以期丰富储藏小麦的衰老机制研究。

储藏微环境对小麦蛋白质二级结构影响

该研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术测定不同温湿度微环境下储藏60 d和120 d的小麦蛋白质二级结构,并运用peakfit v4.12软件分析其变化规律。结果表明:原始小麦样品其蛋白质二级结构以β–折叠和无规则卷曲为主。在四种储藏微环境条件下,随储藏时间延长,小麦蛋白质二级结构总体均呈现α–螺旋结构明显减少、β–转角转换为β–折叠和无规则卷曲的趋势,其中α–螺旋也可能参与三者转化。说明在储藏期间小麦蛋白质螺旋结构被破坏;蛋白质二级结构由反转转化为折叠,蛋白质结构趋向稳定。对比四种储藏微环境,时间相同时,储藏于15℃,50%RH下的小麦蛋白质α–螺旋结构减少最小,有利于小麦品质保持。

储藏微环境下玉米谷蛋白的SDS-PAGE电泳分析

通过SDS-PAGE电泳技术,分析不同品种的玉米在不同温湿度微环境下储藏60d和120d谷蛋白的变化,并运用Bandscan3.0软件对电泳图谱进行分析处理,探究玉米谷蛋白的变化规律。结果表明:随着储藏时间的延长,玉米谷蛋白中大分子量亚基的含量下降,小分子量亚基的含量上升;不同储藏微环境下的温湿度会影响玉米谷蛋白亚基变化,低温低湿条件下亚基分子量变化幅度小,而随着温湿度的上升,大分子量亚基含量逐渐下降,小分子量亚基含量逐渐增加。对比四种储藏微环境,在15℃和50%RH的条件下,谷蛋白亚基的变化最小,最有利于玉米品质的保持。

储藏微环境对小麦中蛋白质含量变化规律的影响

将小麦储藏在模拟四个小麦主产区-蒙新、华北、华中和华南等的储粮微环境条件(15℃,50%RH;20℃,65%RH;28℃,75%RH和35℃,85%RH)下,研究小麦蛋白质组分及巯基和二硫键含量的变化规律。结果表明:储藏时间对各微环境储藏小麦总蛋白质含量的影响不显著(P>0.05);至储藏末期(240 d)时,三种储藏条件(20℃,65%RH;28℃,75%RH和35℃,85%RH)下小麦醇溶蛋白和巯基含量比低温低湿组(15℃,50%RH),分别减少2×10-4、1×10-4、1.2×10-3 g/g和0.13、0.55、0.75?mol/g,谷蛋白和二硫键含量分别增加5×10-4、1.3×10-3、2.4×10-3 g/g和0.22、0.27、0.42?mol/g;高温高湿(35℃,85%RH)条件下,小麦醇溶蛋白、谷蛋白、巯基和二硫键含量变化显著(P<0.05),且谷蛋白/醇溶蛋白的比例升高,更易于诱导游离巯基氧化为二硫键。显然,低温低湿储粮条件,更有利于保持小麦蛋白质组分的稳定而实现小麦安全储藏。

储藏微环境下小麦细胞线粒体超微结构和抗氧化酶活性变化研究

利用透射电镜观察人工模拟储藏微环境下小麦细胞线粒体超微结构,并同时测定线粒体中的O2-·含量、COX活性,以及种子活力和抗氧化酶(SOD、CAT、POD)的活性,研究在不同储藏微环境(A、B、C、D)下小麦线粒体超微结构和抗氧化酶活性的变化规律,从微观角度探讨其与小麦衰老的关系。研究表明:随储藏时间延长和温湿度增高,线粒体数目减少,其超微结构的损伤劣变不断加剧。主要表现为:外膜变形并出现破损溶解,内膜的脊减少,脊的双层膜结构逐渐模糊不清,线粒体内部降解,内腔出现空泡化等;与此同时,O2-·生成速率不断增大,而COX活性和种子活力不断下降。D条件下三者变化最显著(P<0.05);抗氧化酶的活性在高温高湿(C和D)条件下都经历了先增大后下降的过程,D条件下下降最明显,降幅分别达到36%、63%、57%,显著高于低温低湿(A和B)条件(P<0.05)。

不同储藏温湿度对玉米中蛋白质的影响

以"郑单958"品种玉米为对象,模拟中国蒙新、华北、华中和华南储粮微环境条件(15℃,50%RH;20℃,65%RH;28℃,75%RH和35℃,85%RH),以研究储藏期间玉米蛋白质的变化规律,结果表明储藏时间对玉米的总蛋白含量几乎无影响(p>0.05);随着储藏时间延长,玉米中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和巯基含量呈下降趋势(p<0.05),而谷蛋白和二硫键含量则呈现上升趋势;储藏微环境对蛋白组分以及巯基和二硫键含量的变化影响显著(p<0.05)。与低温低湿条件(15℃,50%RH)相比,高温高湿条件(35℃,85%RH)下,玉米中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和巯基含量分别减少了0.24、0.13、0.26 g/100 g和1.19μmol/g,谷蛋白和二硫键含量分别增加了0.74 g/100 g和2.05μmol/g。因此,低温低湿环境(15℃,50%RH)更利于玉米安全储藏。