大豆地方种质资源鲜籽粒可溶性糖含量的全基因组关联分析

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一,研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异,深入解析可溶性糖含量的遗传机制,为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆生态区和南方大豆生态区的133份大豆地方种质,在2021年连江春季、福清春季和秋季3个环境下对鲜籽粒可溶性糖含量进行表型测定,结合82187个高质量SNP标记,基于混合线性模型MLM(Q+K)对可溶性糖含量进行全基因组关联分析,挖掘可溶性糖含量显著相关的SNP位点,并以显著SNP位点为中心,两端各扩展119.07 kb连锁不平衡衰减距离为候选区间,根据候选区间内基因的注释和组织表达信息预测候选基因。【结果】3个环境下,鲜籽粒可溶性糖含量的变异范围为3.37—33.84 mg·g^(-1),遗传变异系数为24.59%—32.69%,可溶性糖含量遗传率为68.14%。通过全基因组关联分析,连江春季、福清春季和秋季3个环境下分别检测到与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP有6、8和22个,表型变异解释率为12.43%—29.27%,以表型变异解释率较高的9个显著SNP位点所在的候选区间进行搜索,共获得86个基因,结合基因注释和组织表达信息,进一步筛选到9个候选基因,主要涉及转录因子、糖蛋白家族和糖类合成转运等生物学过程。其中,Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300在大豆种子及荚中表达水平较高,可作为大豆鲜籽粒可溶性糖的最具潜力候选基因。【结论】通过全基因组关联分析,检测到36个与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP,进一步筛选出9个候选基因可能参与大豆鲜籽粒可溶性糖含量的调控,其中,Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300可作为调控大豆鲜籽粒可溶性糖含量的关键目标基因。

枸杞SWEET基因家族鉴定及其与可溶性糖含量关系

【目的】糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporters,SWEETs)在植物生长发育过程中发挥重要作用,解析SWEETs基因在枸杞果实发育过程中对糖积累作用,为进一步揭示SWEETs基因在枸杞果实发育过程中的作用提供参考。【方法】用生物信息学方法对枸杞SWEET基因(LbaSWEETs)进行全基因组鉴定,并用已发表的转录数据分析LbaSWEETs在果实发育时期的基因表达情况。【结果】枸杞SWEET基因家族共有37个成员,随机分布于10条染色体上,分别编码152~621个氨基酸,蛋白质分子质量为16.87~69.97 kD,等电点为4.96~9.86。亚细胞定位预测位于叶绿体或质膜,大多数含有7个跨膜螺旋。系统进化分析发现,37个LbaSWEETs蛋白可分为4个亚群,每个亚群的基因结构和保守基序组成相似。启动子元件分析表明:Lba-SWEETs基因启动子富含大量激素响应、逆境胁迫和生长发育响应元件。转录组数据和qRT-PCR分析表明:LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量随果实成熟呈现显著增加。相关性分析结果表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量与果糖含量呈显著正相关。【结论】LbaSWEET9和LbaSWEET29基因是果糖积累的关键基因。

快速测定植物中可溶性糖含量的方法改良

可溶性糖含量变化是植物响应逆境胁迫环境的重要指标之一,快速准确检测植物中可溶性糖含量的变化为植物抗逆性能研究提供了技术基础。传统分光光度法测定可溶性糖含量基于以前的实验室配置条件开展,存在测定繁琐和耗时长等问题。本研究基于目前实验室配置条件,分别从植物材料收集、破碎、测定等环节对传统测定方法进行改进,在保证了实验严谨性的前提下,有效提高了实验效率。方法验证结果显示,改进后方法的线性回归方程式为y = 1.2411x + 0.2236,线性相关系数为0.9993,检出限为7.1306 μg/mL,测定下限为28.5224 μg/mL,精密度RSD值小于2%,样品加标回收率为97%~103%之间,验证了改进后方法的可行性。方法应用结果显示,拟南芥和水稻幼苗在冷胁迫下可溶性糖含量均显著升高。改进后的分光光度法测定可溶性糖含量的方法快速准确,适合多个样品的同时测定,可作为可溶性糖含量测定的快速分析方法。

甘蓝品种间可溶性糖含量分析

分别采用高效液相色谱法(HPLC)和糖度计对3个市售甘蓝品种和5个本研究室育成品种及组合进行可溶性糖含量测定,研究结果表明,甘蓝品种蔗糖含量很低,远低于葡萄糖含量与果糖含量;无论HPLC或糖度计测定的结果均表明糖含量呈现由外向内逐渐升高的趋势,即糖含量外部<中部<内部;葡萄糖、果糖及总糖含量与糖度计测定的糖度值均达到较强相关性以上,因此实践中用糖度计代替HPLC,也可获得较可靠的可溶性糖含量指标;本研究室育成的2个高品质甘蓝品种浙研甜宝和高丽菜可溶性糖含量较其他品种要高,且表现为外、中、内部叶片糖含量差异不大,其外部叶片糖含量达到甚至超过对照品种中、内部叶片糖含量水平。本研究为高口感品质甘蓝育种提供一些可借鉴的经验。

氮磷钾肥对紫穗槐幼苗叶片色素和可溶性糖含量的影响

为了了解施肥对紫穗槐幼苗叶片光合生理特性影响,并筛选出单独施肥对其影响的最佳浓度,为紫穗槐人工培育提供理论支撑及技术指导。试验采用了氮、磷、钾3因素3水平单独施肥,研究不同施肥处理对紫穗槐幼苗光合色素以及可溶性糖的影响,并对其进行测量、分析和比较。结果表明:所有施肥处理均增加了紫穗槐幼苗叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、花青素和可溶性糖的含量,其中施K2,钾的含量为0.75 g/株,紫穗槐叶片的叶绿素a最高;施P2,磷的含量为0.10 g/株,紫穗槐叶片的叶绿素b、类胡萝卜素、花青素最高;施N3,氮的含量为0.93 g/株,紫穗槐幼苗的可溶性糖含量最高。

武汉市春季鲜食甜玉米产量和可溶性糖含量的气象影响因子研究

为探讨气象条件对武汉市春季鲜食甜玉米产量和可溶性糖含量的影响,本文开展了分期播种试验,分析了春季鲜食甜玉米产量和可溶性糖含量随播期推移的变化,研究了不同播期处理各生育阶段的气象要素敏感性,通过数据统计、相关分析及偏相关分析等方法,分析了鲜食甜玉米产量及可溶性糖含量的气象影响因子。结果表明:春季鲜食甜玉米生育期在100 d左右,全生育期随播期的推迟而缩短;甜玉米产量与平均气温、有效积温、降水量和日照均有关系,可溶性糖含量主要与平均气温和降水量有关。

高温和干旱胁迫对鳞叶藓游离脯氨酸和可溶性糖含量的影响

研究了高温和干旱胁迫对鳞叶藓 (Taxiphyllumtaxirameum)游离脯氨酸和可溶性糖含量的影响。结果显示 ,高温和干旱均能诱导植物体内可溶性糖的积累。在 60℃高温胁迫下处理 ,可溶性糖含量随处理时间的延长而增加 ,最高值比对照增加了 2倍。PEG 60 0 0胁迫下处理可使可溶性糖含量分别增加 2 .4倍。经统计学检验 。

低温胁迫对木薯幼苗叶片转化酶及可溶性糖含量的影响

以华南124(SC124)、华南8号(SC8)和阿根廷7号(ARG7)3个木薯品种为材料,研究在持续低温胁迫下木薯幼苗叶片转化酶活性(SAI,NI)及可溶性糖含量的变化。结果表明:可溶性酸性转化酶(SAI)在木薯耐寒品种中(ARG7)活性较高;低温胁迫均能提高3个品种木薯中SAI酶的活性,但是在耐寒品种ARG7中表现为稳定提高。中性转化酶(NI)在木薯耐寒品种中(ARG7)活性较高,低温胁迫也能提高3个木薯品种中的NI酶活性,而NI酶活性均表现为短期提高。初步推断,SAI活性与木薯的抗寒存在一定的正相关。低温胁迫后3个木薯品种叶片蔗糖、还原糖和可溶性总糖的含量均升高,且抗寒品种ARG7叶片的还原糖、蔗糖和可溶性总糖含量极显著高于SC124和SC8。

大豆品种遗传改良过程中叶片可溶性糖含量和比叶重的变化

为探讨大豆品种遗传改良过程中可溶性糖含量和比叶重与产量的关系,研究了吉林省1923到2004年育成的30个大豆品种不同生育期叶片可溶性糖含量和比叶重的变化,并对大豆叶片可溶性糖含量和比叶重与产量的关系进行了分析。结果表明:大豆叶片的可溶性糖含量和比叶重都随育成年代而增加,从不同生育期来看,花期和结荚期的可溶性糖含量变化较明显,苗期和鼓粒期变化不明显;而比叶重在花期和鼓粒期明显高于苗期和结荚期。可溶性糖含量在花期和产量呈正相关,苗期和结荚期次之,鼓粒期呈负相关。比叶重在四个生育期都和产量呈正相关。因此,在大豆品种遗传改良过程中,可溶性糖含量和比叶重的性状得到了改善。

低温胁迫下冬青叶片细胞内Ca^(2+)水平及可溶性糖含量的变化

以杂种冬青(IlexבNellie R.Steven’)、大别山冬青(I.dabieshannensis)、蓝少女冬青(I.×mersevae ‘Blue Gir’)、蓝少年冬青(I.×mersevae ‘Blue Boy’)2年生扦插苗为材料,研究了低温处理后冬青叶片细胞内Ca2+水平及可溶性糖含量的变化。结果表明:冬青叶片细胞内Ca2+沉淀随温度的降低而转移并增加,细胞膜系统、叶绿体、细胞核等结构都受到不同程度的破坏,可溶性糖含量均随着处理温度的降低而增加。4种冬青的抗寒性由高至低依次为:杂种冬青>蓝少女冬青>蓝少年冬青>大别山冬青。

慈竹构件和分株水平的可溶性糖含量研究

采用蒽酮比色法 ,测定了克隆植物慈竹构件和分株水平的可溶性糖含量 ,以探讨其对环境的生理适应性 .结果表明 ,在构件水平 ,可溶性糖含量以慈竹叶最大 ,枝条次之 ,秆最小 .不同构件的可溶性糖含量对分株年龄和分株部位的反应格局不同 ,1龄分株枝和秆的可溶性糖含量较高 ,而分株年龄对叶的可溶性糖含量影响不显著 ;分株下层叶和秆的可溶性糖含量大于上中层 .高光条件下 1龄分株叶的可溶性糖含量显著高于弱光条件下的 1龄分株 .叶可溶性糖含量受季节影响显著 ,1月最低 ,4月最高 ,但 2龄和 3龄分株间差异不显著 .母分株和子分株上、中两层叶可溶性糖含量呈显著正相关 ,而下层相关性不显著 .在分株水平 ,慈竹 5个龄级间的可溶性糖含量无显著差异 .总之 ,慈竹可溶性糖含量受生物和非生物因子的影响显著 ,且分株和构件层次存在差异 .

水稻籽粒发育过程中可溶性糖含量的遗传及其与品质的关系

选用不同类型的 6个水稻品种 (系 )按双列杂交设计 (5× 6 )配制成一套包括亲本、F1和F2 3个世代的遗传群体。应用包括 3套遗传体系基因效应的数量性状发育遗传模型 ,分析了水稻籽粒发育过程中4个不同时期可溶性糖含量的遗传及其与稻米品质的关系。结果表明 ,三倍体种子、细胞质和二倍体母体植株的遗传效应均可明显影响稻米各个发育时期的可溶性糖含量。其中灌浆始期以三倍体种子和二倍体母体植株效应为主 ,灌浆中期以母体植株遗传效应为主 ,灌浆后期和成熟期以种子直接显性效应和母体植株显性效应为主。控制稻米可溶性糖含量表现的多种遗传效应基因在稻米各个发育时期均有新的表达 ,共同调控着可溶性糖含量的动态表现。不同发育时期可溶性糖含量与稻米品质性状之间存在一定的相关性。灌浆始期和中期籽粒中可溶性糖含量的增加不利于增长成熟期的籽粒长和厚度 ,但可增大籽粒宽度。灌浆始期的可溶性糖含量越多 ,对提高成熟期粒重越明显 ,中、后期和成熟期则明显降低粒重。灌浆始期籽粒中可溶性糖含量愈多 ,会明显增加糙米直链淀粉含量 ,但随着发育进程的推进 ,影响程度趋于减弱 ,在后期和成熟期转为负向相关。

山梨醇和蔗糖对桃果实、叶片可溶性糖含量及果实品质的影响

为了探讨山梨醇和蔗糖对春蜜桃不同发育时期果实和叶片可溶性糖含量及果实品质的影响,以5年生春蜜桃为试材,于其幼果期喷施不同质量浓度的山梨醇和蔗糖,研究其对果实和叶片可溶性糖组分及其含量、叶绿素相对含量及果实品质等相关指标的影响。结果表明,在成熟期(盛花后77d),喷施5g/L山梨醇、50g/L山梨醇、0.5g/L蔗糖和5g/L蔗糖处理的果实可溶性固形物含量比清水对照分别提高19.81%、32.03%、29.01%和37.13%;5g/L蔗糖、5g/L山梨醇、50g/L山梨醇的色调角h°比对照分别降低8.63%、5.61%、7.28%。果实发育初期,以还原糖为主,蔗糖含量最低;果实成熟期,各处理果实蔗糖含量占总糖的69%~77%。在果实和叶片发育过程中,果糖和葡萄糖变化趋势一致,蔗糖变化幅度最大。果实成熟期蔗糖含量最高,山梨醇含量最低;而叶片蔗糖含量最低。山梨醇和蔗糖处理均能改善春蜜桃果实着色及品质,其中,以5g/L蔗糖处理效果最佳。

水稻再生特性的生理基础研究Ⅱ.头季收获时可溶性糖含量的影响

对头季收获时母体的可溶性糖含量与品种再生力的强弱进行了相关性研究。结果表明 :1.头季收获时 ,分蘖茎、茎鞘各部分可溶性糖含量与再生芽数不存在相关性 ,但主茎可溶性糖含量与再生芽存在一定程度的相关性。 2 .头季收获时母体各部位可溶性糖总量与再生芽数达显著正相关 。

高粱可溶性糖含量与SS、SPS酶活性的相关性研究

以5个高粱品系和1个杂交种为试材,研究了不同生长发育时期高粱可溶性糖含量与SS、SPS酶活性的变化规律及相关性。结果表明,SS与可溶性糖含量在生长后期呈负相关,SPS与可溶性糖含量呈正相关。茎秆可溶性糖含量一直呈上升趋势,在完熟期达到最大值,此时正是高粱的最佳收获时期。

去果、枝条环剥和新梢套袋后桃树叶片可溶性糖含量的变化对光合作用的影响

以‘绿化九号’桃(Prunus persica(L.) Batch)为试材,在果实最后迅速生长期,通过去果降低叶片中糖分往果实中的运输,新梢套袋等措施改变光照时间,减少光合同化物的积累,并通过新梢左右两端环剥阻止同化物向其他果实和枝条运输,形成一个叶片中糖分浓度梯度,研究不同叶片糖分浓度梯度下,源叶净光合速率(Pn)、叶绿素荧光、叶片中可溶性糖含量等的变化。同时,通过叶绿素荧光参数分析了在库源调控造成叶片可溶性含量不同时,Pn下降可能的调控机制。结果表明,和留果对照相比,去果造成叶片可溶性糖含量最高,而套袋使叶片可溶性糖含量最低。伴随着叶片可溶性糖含量的增加,Pn和气孔导度(Gs)下降,而叶片温度(tleaf)增加。Pn和Gs之间极显著正相关。而tleaf的增加则伴随着光系统Ⅱ最大量子产额(Fv/Fm)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)的下降,相反,tleaf增加,非光化学猝灭系数(NPQ)增加。因而,叶片可溶性糖的积累有可能通过某种方式影响Gs并使之降低,造成蒸腾作用减少,最后使叶片tleaf升高,有可能限制了PSⅡ反应中心的光化学效率,从而对光合作用做出调节。

水分和热胁迫对苗木针叶可溶性糖含量的影响

以杉木、马尾松、花旗松和北美乔柏为对象,研究了在水分和热胁迫下,苗木生长期间针叶内可溶性糖含量的变化。结果表明:(1)水分和热胁迫处理对杉木针叶果糖含量的影响不明显,但对杉木针叶葡萄糖和蔗糖的含量却有显著影响。水分胁迫和热胁迫的交互作用对杉苗针叶的蔗糖含量也有显著影响。随着水分胁迫程度的加深,葡萄糖含量提高了11.80%,蔗糖含量提高幅度达318.86%。随着热胁迫程度的加深,葡萄糖含量提高了16.54%,蔗糖含量提高幅度为169.83%;(2)水分胁迫处理对马尾松苗木针叶葡萄糖和蔗糖含量的影响显著,而热胁迫则对葡萄糖和果糖含量影响显著。水分和热胁迫处理对马尾松苗木针叶3种可溶性糖含量的影响均呈上升趋势,其中水分胁迫条件下葡萄糖含量提高了45.92%,果糖含量提高了34.01%,蔗糖含量提高了138.32%。热胁迫条件下葡萄糖含量提高了36.07%,果糖含量提高了28.01%,蔗糖含量提高了22.82%;(3)水分和热胁迫尽管对花旗松苗木针叶的3种可溶性糖含量均有较显著影响,但随着水分胁迫程度的加深,3种可溶性糖含量均未表现出明显的上升趋势。只有随着热胁迫程度的加深,花旗松苗木针叶的3种可溶性糖含量才呈现出上升趋势;(4)水分和热胁迫对北美乔柏苗木针叶可溶性糖含量均有显著影响。其中随着水分胁迫程度的加深,?

大豆鲜籽粒可溶性糖含量的主基因+多基因遗传分析

为明确大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传规律,应用数量性状主基因+多基因混合遗传模型联合分析方法,检测闽豆7号、福豆234及其杂交后代F_(1)和F_(2)群体鲜籽粒的可溶性糖含量。结果表明:大豆鲜籽粒可溶性糖含量遗传规律符合2MG-EA模型,鲜籽粒可溶性糖含量受两对等加性主基因控制,加性效应来自母本闽豆7号,主基因遗传率为72.86%。综上说明在鲜食大豆育种过程中应选择可溶性糖含量相对较高的品种为双亲,且对可溶性糖含量的定向选择宜在早世代进行。