天然盐碱土壤对虎尾草茎叶有机酸积累影响及胁迫因子分析

虎尾草是一种耐盐碱性很强的天然牧草,在吉林省长岭县盐碱化草地上随机选择45个虎尾草天然种群样点,测量每个样点的土壤电导率、pH、缓冲量3个因素作为反映土壤盐碱化程度的胁迫强度指标,在每个样点上测量虎尾草茎叶中有机酸含量作为反映植物生理响应的胁变指标,进行回归分析。结果表明:虎尾草茎叶大量积累柠檬酸、苹果酸、草酸以及总有机酸以响应强盐碱胁迫且与三胁迫因素呈显著正相关,仅积累量较低的琥珀酸相反。多元回归分析发现土壤电导率对除了琥珀酸之外的其他有机酸积累影响最大,电导率可以作为天然盐碱化土壤环境下考察虎尾草响应盐碱胁迫的主要胁迫因素。

对比转录组分析揭示西瓜果实可溶性糖和有机酸积累的关键基因

目的与意义:可溶性糖、有机酸和芳香是果实风味物质的重要成分,对果实的感官品质具有重要影响.可溶性糖和有机酸的组分与含量对果实的感官品质起决定作用.果实品质改良是西瓜育种项目的重要目标.目前,对西瓜果实发育过程中有机酸的研究较少,参与有机酸积累和代谢的相关基因还未见报道,可溶性糖和有机酸如何进行相互转化还不清楚.因此笔者通过测定近等基因系材料中西瓜果实不同发育时期的可溶性糖和有机酸含量,结合转录组测序分析,对参与西瓜果实发育和成熟过程中可溶性糖和有机酸积累与代谢过程的差异表达基因进行筛选和鉴定,为西瓜品质分子育种奠定理论基础.

林可霉素对厌氧消化过程抑制及有机酸积累影响研究

以葡萄糖为发酵底物,研究林可霉素对不同厌氧阶段的抑制效应、相关抑制动力学,以及对有机酸积累的影响。结果表明,林可霉素对葡萄糖和丙酸的生物降解有抑制作用,加入2g/L林可霉素后其降解速率分别下降23.16%和38.1%;由抑制动力学方程拟合结果可知其抑制常数KI分别为6.47g/L和3.87g/L,非线性相关系数m值分别为1.02和0.73,表明林可霉素对丙酸抑制作用更强,但葡萄糖对林可霉素浓度变化更为敏感。有机酸积累实验表明林可霉素对甲酸、乙酸和丙酸的积累都有影响,会促进乳酸的积累,总体有机酸含量提高,但VFAs含量下降。

研究揭示PpTST1在桃果实有机酸积累中的作用机制

中国农科院郑州果树研究所桃资源与育种创新团队研究揭示PpTST1在桃果实有机酸积累中的作用机制。相关成果发表在《园艺研究》上。研究团队利用多组学手段鉴定到调控桃果实有机酸积累的关键基因PpTST1。通过一系列分子生物学方法对其功能进行验证并探索其调控桃果实有机酸的作用机制。

‘赤霞珠’葡萄果实中有机酸的积累规律

为探明葡萄果实在发育过程中由于环境变化所致的有机酸积累,以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试验材料,采用红外光谱法测定其可滴定酸、苹果酸、酒石酸和乳酸含量,分析葡萄果实发育过程中不同有机酸组分积累规律的差异与联系。结果表明:‘赤霞珠’果实中可滴定酸、苹果酸和酒石酸的积累变化基本相似,均呈先上升后下降趋势,在6月29日达最大值,分别为7.03、4.10、5.46mg/g,3种有机酸组分均在完全转色后下降缓慢。而乳酸的变化总体呈上升趋势,在采收时达到最大。

罗伯逊脐橙在不同生境下果实有机酸代谢相关酶的研究

以罗伯逊脐橙为试材,研究了四川3个生态型区5个代表性园片中的果实有机酸代谢相关酶的活性,以及它们的变化动态与果实有机酸积累关系,旨在探讨引起不同生境下果实有机酸含量差异的主要酶。结果表明,PEPC和CS是影响果实有机酸合成的重要酶,而影响有机酸分解的重要酶则是IDH;在不同生境下,果实整个生长发育过程中CS、MDH和线粒体ACO活性差异不明显,而IDH活性的差异则达到极显著水平,然而花后120d后,果实内PEPC和细胞质ACO活性差异极显著,说明IDH才是引起不同生境下脐橙果实有机酸含量差异的主要酶,而PEPC和细胞质ACO则起一定作用。

低磷和铝毒胁迫条件下菜豆有机酸的分泌与累积

以水培方式研究了低磷、铝毒胁迫条件下 ,不同菜豆基因型根系有机酸的分泌及其在植株不同部位的累积。结果表明 ,低磷、铝毒胁迫诱导菜豆有机酸的分泌与累积存在显著的基因型差异。低磷、铝毒胁迫诱导菜豆主要分泌柠檬酸、酒石酸和乙酸。其中 ,5 0 μmol/L Al3 +诱导柠檬酸分泌量最高 ;低磷 (小于 2 0 μmol/L H2 PO- 4-)胁迫诱导柠檬酸分泌量显著高于高磷处理 ,但低磷处理之间差异不明显。铝毒胁迫诱导菜豆有机酸的分泌与累积显著高于低磷胁迫处理。低磷、铝毒胁迫植株不同部位有机酸的含量为叶片大于根系。低磷、铝毒胁迫时 ,G84 2菜豆基因型柠檬酸和有机酸分泌总量显著高于 G2 73、AFR和 ZPV;其干重和磷吸收量明显大于 G2 73、AFR和 ZPV,且铝吸收量小于 G2 73、AFR和 ZPV,说明 ,G84 2菜豆基因型对低磷、铝毒的适应能力强于 G2 73、AFR和 ZPV基因型 ;菜豆有机酸 ,尤其柠檬酸的分泌是其适应低磷。

脐橙果实发育过程中有机酸代谢相关酶的研究

以罗伯逊脐橙为试材,研究了脐橙果实有机酸代谢相关酶的活性变化动态,及其与果实有机酸积累关系,旨在探索影响脐橙果实有机酸含量的重要酶。结果表明:果实有机酸的积累期,CS、PEPC活性随有机酸积累而增大,并呈显著正相关;有机酸降解期,IDH的活性与有机酸含量呈极显著负相关;而MDH和ACO对酸含量的影响小。因而可认为PEPC和CS是影响果实有机酸合成的重要酶,而影响有机酸分解的重要酶则是IDH。

不同脐橙品种果实有机酸代谢相关酶的研究

研究了四川井研3个脐橙品种果实有机酸代谢相关酶的活性变化动态,及其与果实有机酸积累关系。结果表明:不同脐橙品种果实有机酸含量差异,主要取决于花后120d有机酸分解的量;不同品种间,果实整个生长发育过程中CS、MDH、细胞质ACO和线粒体ACO活性差异不明显;但在花后120d,纽荷尔和丰脐果实内的IDH和PEPC酶活性与罗脐差异显著,而纽荷尔和丰脐果实有机酸与罗脐差异显著,表明IDH才是引起不同脐橙品种果实有机酸含量差异的关键酶,而PEPC则是重要酶,它们分别通过促进果实发育中后期有机酸分解和降低合成来实现品种间有机酸含差异。

‘金冠’苹果及其优系(SGP-1)果实发育期间有机酸代谢特征比较

以‘金冠’苹果及其优系‘SGP-1’为试材,测定果实发育期间有机酸组分、含量和苹果酸代谢相关酶活性,分析它们的变化规律及相关关系,以探索苹果有机酸积累的关键时期和关键酶,揭示果实低酸成因。结果表明:(1)苹果果实发育期间,‘SGP-1’的有机酸含量显著低于‘金冠’,成熟时仅为‘金冠’的二分之一,且主要由苹果酸、奎宁酸、酒石酸和柠檬酸组成,幼果期以奎宁酸为主,成熟期以苹果酸为主。(2)‘SGP-1’的苹果酸含量显著低于‘金冠’,其在幼果期和膨大期变化规律与‘金冠’相反,且积累关键时期和快速下降期早于‘金冠’;‘SGP-1’果实其余酸组分含量变化趋势与‘金冠’基本一致,但在幼果期显著高于‘金冠’,在成熟期与‘金冠’差异不显著。(3)‘SGP-1’的苹果酸代谢相关酶活性在幼果期均显著高于‘金冠’,成熟期持平或显著低于‘金冠’;幼果期MDH活性和成熟期ME活性在两材料间变化规律相反。(4)‘SGP-1’的幼果期苹果酸积累与PEPC和VHA活性呈极显著正相关关系,而同期‘金冠’则与MDH、PEPC和VHA活性呈极显著负相关关系;‘SGP-1’膨大期苹果酸积累与MDH、PEPC活性呈极显著负相关关系,与PEPCK和VHA活性呈显著正相关关系,而同期‘金冠’则与PEPC、ME和VHP活性呈极显著或显著负相关关系;二者成熟期苹果酸积累均与MDH、PEPC、ME和VHP活性呈极显著或显著负相关关系。研究发现,‘SGP-1’是以苹果酸为主的低酸型‘金冠’苹果变异优系,对苹果酸积累起主要调控作用的酶种类和活性与‘金冠’不同,导致了‘SGP-1’的低酸品质,该研究结果为深入探索果实低酸形成机理和培育高糖低酸新品种奠定了基础。

桑椹糖酸积累及相关酶活代谢特征研究

为了研究不同基因型果桑果实(桑椹,又称桑果)的糖酸积累及相关酶活代谢特征,选择桑椹甜度差异较大的大10(DS)和白玉王(BY)2个果桑品种,分别于不同发育时期测定鲜桑椹的可溶性糖含量、有机酸含量及蔗糖代谢相关酶活性。结果显示,2个果桑品种桑椹不同发育时期的糖分含量存在差异,可溶性糖含量从红果期开始至初熟期呈直线上升的趋势,初熟期至成熟期有不同程度的下降。糖分含量中果糖和葡萄糖含量高于其他糖分,糖分积累均以果糖和葡萄糖为主,但2个果桑品种桑椹在成熟期蔗糖含量均上升至较高水平。成熟期BY桑椹的有机酸含量均低于或与DS桑椹相仿,但差异不大。DS桑椹中蔗糖合成酶(SS)活性与蔗糖合成作用呈正相关,BY桑椹中蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性与蔗糖积累正相关。对DS和BY 2个果桑品种鲜桑椹糖组分的主成分分析结果表明,在第1主成分(PC1)中,葡萄糖和麦芽糖的载荷系数比较大,共同构成其方差变异的主要因素;而在第2主成分(PC2)中,构成其方差变异的主要因素是蔗糖。果糖和葡萄糖可以作为评价不同栽培措施对BY和DS桑椹糖风味的主要评价参数。

高负荷厌氧生物反应器的三元酸碱缓冲体系特征与调控

高负荷是升流式(Up-flow Anaerobic Sludge Bed, UASB)、内循环厌氧反应器(internal circulation, IC)和厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor, AnMBR)等厌氧生物反应器发展的趋势,也是实现"沼气升级(biogas upgrading)"的难点.挥发性有机酸(volatile fatty acids, VFAs)和溶解性无机碳(total inorganic carbon, TIC)既是厌氧消化必经的中间产物,又与氨氮等弱碱共同影响高负荷厌氧消化过程的pH变化,并决定着沼气中的甲烷含量.VFAs、TIC和氨氮构成的三元pH酸碱缓冲体系是高负荷厌氧消化"沼气升级"的关键操作条件.本文总结了高负荷厌氧消化过程中pH变化规律和影响,针对不同VFAs/氨氮关系的形成机制,分析了高负荷厌氧消化碳酸盐缓冲体系特征及其对沼气CH_4/CO_2构成的影响.以厌氧膜生物反应器为例,讨论了近年来基于pH在线监测和调控方法、理论模型方面的研究进展,同时对未来的重点研究方向提出展望,以期为今后的高负荷AnMBR研发提供参考.