绿豆R2R3-MYB转录因子家族鉴定及其类黄酮合成调控基因的筛选

R2R3-MYB转录因子家族在植物次生代谢物合成、胁迫应答和生长发育等生命过程起着重要的调控作用。本研究基于生物信息学鉴定了绿豆(Vigna radiata L.)全基因组水平的R2R3-MYB转录因子,并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件及基因结构做了预测分析;此外,转录组数据和实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,RT-PCR)分析该转录因子在不同组织、逆境胁迫下的表达模式;并基于相关分析及蛋白互作网络,筛选到可能参与调控绿豆类黄酮生物合成的R2R3-MYB成员。结果表明,共鉴定到168个R2R3-MYB成员,其中145个分布于11条染色体, 23个成员染色体信息未知;大多数R2R3-MYB含有3个外显子,编码99~1645个氨基酸,均为亲水性蛋白;系统进化将绿豆R2R3-MYB基因家族分为30个亚组(V1~V30),不同亚组成员的基因结构存在差异;共线性分析表明,片段复制事件均进行了纯化选择;启动子顺式作用元件分析表明,绿豆R2R3-MYB基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应及少量的类黄酮合成响应等元件;基因表达分析表明,在叶片、叶柄、下胚轴和籽粒种皮中表达量较高的成员分别占15.5%、16.1%、16.1%和10.7%。RT-PCR分析发现,几乎所有的R2R3-MYB家族成员在低温胁迫下的相对表达量显著下调,不同成员对逆境胁迫有不同的响应模式。蛋白互作与相关性分析可知,VrMYB6、VrMYB77、VrMYB93这3个基因可能参与了绿豆类黄酮生物合成的调控。

低氧联合酸胁迫红小豆/绿豆萌发富集GABA及富含GABA芽豆复配米饭的工艺优化

为了研究低氧联合酸胁迫对红小豆和绿豆GABA富集的作用,采用单因素对萌发时间、萌发温度、低氧时间和L-谷氨酸浓度进行考察,在确定高GABA芽豆的胁迫条件基础上,将富含GABA红小豆、绿豆与大米进行复配,利用D-混料设计优化芽豆米饭配方工艺。结果显示,低氧联合酸胁迫对红小豆、绿豆富集GABA有积极促进作用,在萌发时间48 h、萌发温度40℃、低氧时间15 h和L-谷氨酸浓度2.5 mg/mL条件下,萌发红小豆中GABA高达158.32±3.24 mg/100 g。绿豆胁迫条件为萌发时间24 h、萌发温度35℃、低氧时间15 h和L-谷氨酸浓度2.5 mg/mL时,其中GABA含量最高为141.57±4.35 mg/100 g。在此基础上,通过D-混料设计优化确定了复配芽豆米饭的最佳配方为:大米76%、萌发绿豆11%、萌发红小豆13%,此条件下,芽豆米饭GABA含量为23.73±1.03 mg/100 g,感官评分均值为88.76±2.47,制得的芽豆米饭口感、色泽、香味均在可接受范围内,且积累了GABA活性成分,提升了芽豆米饭的营养及功能特性,为进一步开发杂粮复配米饭提供理论参考。

绿豆蛋白α-淀粉酶抑制肽的制备与鉴定

采用胃-胰蛋白酶水解绿豆蛋白及其分级蛋白,以水解物α-淀粉酶活性抑制率为主要指标,结合水解度、氨基酸组成及分子质量分析其抑制效果差异及原因。结果表明,绿豆蛋白肽对α-淀粉酶活性抑制率最高,为16.51%;与绿豆分级蛋白相比,绿豆蛋白的疏水氨基酸含量和水解度最高,分别为32.68%和6.28%,水解物的肽分子质量最小,均小于20kDa,因此选用绿豆蛋白制备α-淀粉酶抑制肽。然后分离鉴定绿豆蛋白肽,新发现了17条有潜在α-淀粉酶抑制效果的肽。本研究表明绿豆蛋白较其分级蛋白具有更强的α-淀粉酶抑制效果,能够用于降血糖的功能性食品或药物中。

煮制时间对绿豆及脱皮绿豆淀粉性质影响研究

为探究绿豆与脱皮绿豆在煮制过程中淀粉性质的变化规律及两者之间的差异,以明绿豆为原料,采用传统煮制方法对两个样品进行煮制处理,对煮制过程中淀粉含量及其理化性质进行测定,并进行相关性分析。结果表明,随着煮制时间的延长,总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量都呈下降趋势;煮制50 min时达最低值,未脱皮绿豆淀粉含量为33.89%,脱皮绿豆淀粉含量为13.15%;脱皮绿豆淀粉水合能力和膨润力较强,溶解度较高,凝沉稳定性较好;煮制40 min时两者透光率出现重合点。相关性分析结果表明,煮制时间与绿豆中淀粉含量及淀粉理化性质都存在相关关系;与脱皮绿豆的总淀粉含量、支链淀粉含量、溶解度和膨润力存在相关关系。煮制时间是影响绿豆淀粉含量及其性质的主要因素,而绿豆种皮的有无也会进一步对其产生影响。绿豆皮在煮制过程中对绿豆淀粉具有一定的保护作用,可以减缓淀粉的糊化速度;但绿豆脱皮后持水力更好。实际应用中可根据不同需求进行综合评判以选择合适的绿豆样品。

密度及氮磷钾肥用量对绿豆产量质量的影响

研究不同种植密度及氮、磷、钾肥用量对绿豆产量单一指标及产量质量综合评价指标的影响,为绿豆高产优质生产提供理论依据和技术支撑。以密度及氮、磷、钾肥用量为试验因素,采用四元二次正交旋转组合设计,开展田间试验,测定干籽粒重、纯粮率、蛋白质、脂肪、淀粉5项产量质量指标,采用基于博弈论的组合赋权法综合层次分析法和熵权法权重,确定各单一指标权重,并运用逼近理想解的排序方法构建绿豆产量质量综合评价指标。建立密度及氮、磷、钾肥用量与产量单一指标及产量质量综合评价指标的二次回归数学模型,开展主因素、单因素、交互效应及优化方案分析。干籽粒重、纯粮率、蛋白质、脂肪、淀粉权重分别为0.4070、0.2112、0.1246、0.0949、0.1623。当其他因素为中间水平时,绿豆产量单一指标及产量质量综合评价指标分别随密度、施氮量、施磷量、施钾量增加呈开口向下的抛物线型变化。各因素对绿豆产量单一指标、产量质量综合评价指标的主效应表现为密度>施钾量>施磷量>施氮量。密度、施氮量、施磷量、施钾量之间存在正交互作用。密度为173004~194590株/hm^(2),氮、磷、钾肥用量分别为N 67.33~77.84 kg/hm^(2)、P2O5107.26~116.75 kg/hm^(2)、K_(2)O86.90~90.81 kg/hm^(2),绿豆产量、产量质量综合均较优。

耐旱耐瘠薄绿豆品种汾绿豆3号的选育

汾绿豆3号由山西省农业科学院经济作物研究所以绛县绿豆为母本、冀绿豆2号为父本,经过有性杂交和多年定向选育而成的绿豆品种,于2022年通过山西省农作物品种审定委员会认定,认定编号:晋认杂粮202203。该品种生长势较强,适宜山西省中北部春播,南部复播。对汾绿豆3号的选育过程、品种特征特性、产量表现和栽培技术要点进行介绍。

绿豆糜/亲水胶体复合物流变学性质及在三维打印吞咽障碍食品中的应用研究

该文以绿豆糜为食物基质,系统研究了黄原胶、阿拉伯胶、κ-卡拉胶、高酯果胶、魔芋葡甘聚糖5种亲水胶体(添加量为绿豆干重的1%)对绿豆糜流变学性质、3D打印性及吞咽性的影响规律。结果表明,添加亲水胶体可有效提升产品的流动应力、剪切稀释性、触变性(除魔芋葡甘聚糖)、蠕变恢复性和凝胶强度,并且减少流动水含量。纯绿豆糜及添加高酯果胶、κ-卡拉胶和阿拉伯胶的绿豆糜打印效果不佳。添加黄原胶和魔芋葡甘聚糖的绿豆糜打印精确度高。吞咽障碍测试结果表明,除纯绿豆糜外,添加亲水胶体的绿豆糜均达到吞咽障碍食品5级-细馅型标准。该研究对深入理解物料流变学特性与3D打印之间的内在关联、丰富吞咽障碍食品的研发手段具有重要价值。

洛阳传统绿豆酸浆工艺优化及发酵特性分析

用绿豆酸浆制成的浆面条是洛阳的传统特色小吃,采用单因素和正交实验研究绿豆酸浆的最佳加工工艺,并对其发酵过程中氨基酸、有机酸等物质的变化进行检测分析。结果表明,在料液比1∶15,微生物接种量3.2×10^(5) CFU/mL,25℃发酵24 h的条件下,得到可溶性蛋白质和可溶性固形物质量分数分别为36.7 g/L和1.21%,感官评分为83.9的绿豆酸浆产品。在发酵过程中,淀粉含量在发酵9 h后逐渐下降,还原糖含量在发酵过程中先上升后下降,蛋白质含量降低幅度较小。发酵24 h时,绿豆酸浆pH下降到4.3,总酸含量为13.62 g/L,乳酸是绿豆酸浆中主要有机酸。游离氨基酸含量上升至1718.56 mg/100 mL,甘氨酸、谷氨酸、亮氨酸含量较高。结合相关性分析和主成分分析结果得出,富马酸、琥珀酸和酒石酸3种有机酸,谷氨酸、赖氨酸和苯丙氨酸等氨基酸对绿豆酸浆品质影响较大,发酵24 h时游离氨基酸综合评分最高。

绿豆象实时荧光定量PCR内参基因的筛选

绿豆象Callosobruchus chinensis是一种世界性分布的害虫,对绿豆、豇豆等豆科作物的产量与品质造成严重影响。本研究旨在筛选出适合分析绿豆象不同发育阶段以及成虫不同组织中稳定表达的内参基因,根据绿豆象转录组测序以及相关参考文献报道,筛选出8个候选内参基因(β-Actin、β-Tubulin、α-Tubulin、AK、GAPDH、RPL40、Hsc70、eEF1-α),采用qRT-PCR技术分析在绿豆象不同发育阶段(幼虫、蛹、雌雄成虫)以及成虫不同组织中的(触角、头、腹、足、翅)各候选基因的表达量;利用GeNorm、NormFinder、BestKeeper和在线网站RefFinder并结合△Ct值评估8个候选内参基因的稳定性。结果显示,在绿豆象不同发育阶段以及成虫不同组织中,各候选内参基因Ct值和跨度均不同,表明各候选内参基因表达量存在差异。不同算法综合比较内参基因稳定性以及GeNorm软件最佳内参基因数目的分析显示,在绿豆象虫不同发育阶段中推荐采用β-Act、β-Tub作为内参基因,而在绿豆象成虫不同组织中推荐采用β-Tub、α-Tub作为内参基因,这有利于在绿豆象的基因表达研究中取得更为可靠、准确的数据。

抗绿豆象小豆优良品种(系)综合评价及筛选

绿豆象是小豆种植期及储藏期的主要害虫,严重制约着小豆生产,而常采用的化学药物防治存在严重的农药残留和环境污染等问题,亟需寻找更经济高效的防治方式。发掘和利用抗豆象种质资源是防治豆象危害最为安全、经济、有效的新途径。选取74份国内小豆品种(系),通过人工室内接虫侵染,鉴定每份材料对绿豆象的抗性程度。结果:初步筛选出53份抗绿豆象小豆品种(系),其中有23份为具有优良农艺性状、经济性状的抗绿豆象小豆品种(系)材料。

耐盐绿豆新品种冀绿25

冀绿25是河北省农林科学院粮油作物研究所以9820-14-4(潍9002-341/冀绿98-1)为母本、冀绿2号为父本,通过杂交、定向选拔、初级产比鉴定、高级产比鉴定、联合鉴定试验及萌发期室内耐盐性鉴定选育出的高耐盐绿豆新品种,于2022年通过中国作物学会鉴定,鉴定编号:国品鉴(绿豆)2022003。该品种具有高耐盐、早熟、高产、直立、抗倒性好、结荚集中、成熟一致、不炸荚、适宜一次性收获等特性。盐胁迫是影响绿豆生长和产量的重要环境因素之一,开展绿豆耐盐胁迫研究,培育耐盐品种,对盐碱地利用具有重要的实践意义。

基于GGE双标图的绿豆品种郑绿20号的丰产稳定性分析

郑绿20号在2019年河南省绿豆[Vigna radiate(L.)R. Wilczek]新品种鉴定试验中,田间性状表现优良、抗性好、产量高,4个参试点均比对照郑绿8号增产。为了进一步考察郑绿20号的丰产稳产性,采用GGE双标图分析2019年河南省绿豆新品种鉴定试验参试品种的农艺及产量性状,并对绿豆品种9个性状进行变异性和相关性分析。结果表明,郑绿20号的主茎分枝数、单株荚数、株高、主茎节数变异系数在试验点中变异程度较大;主茎节数与生育期呈显著正相关,与产量呈显著负相关,与株高呈正相关;产量与主茎分枝数、单株荚数、荚长、荚粒数呈正相关。丰产稳定性分析结果表明,郑绿20号为适宜推广的兼具丰产性和稳定性的绿豆新品种。

基于流固耦合的绿豆清选装置数值模拟分析

针对绿豆收获清选过程中清选损失率高、籽粒含杂率高的问题,研发一种双斜面风筛式绿豆清选装置。运用流固耦合仿真模拟绿豆清选过程,并开展了正交试验。同时运用二次回归方程分析和响应面分析等方法对籽粒含杂率、清选损失率的影响进行探究。试验结果表明,最优参数组合为入风口风速5.7 m/s、清选筛振动频率4.71 Hz、上筛横向振幅7.99 mm、下筛筛面倾角0.68°,此条件下籽粒含杂率2.12%、清选损失率2.51%,符合性能指标要求,实物样机可用于后期田间试验。

硒胁迫对绿豆及小豆硒的富集及转运影响

通过不同浓度硒酸钠胁迫对不同品种小豆及绿豆形态指标的影响分析,确定最适胁迫浓度,测定该浓度胁迫下不同品种植株根、茎、叶中硒的富集、转运系数差异,来确定硒富集及转运力最强和最弱的绿豆或小豆品种。结果表明,对于绿豆和小豆,硒酸钠胁迫的最适浓度为20 mg/L。在该浓度胁迫下,小豆和绿豆叶子出现不同程度的变黄;小豆的7个品种中,吉红11号植株对硒的富集力最强,叶片及茎部硒的含量最高而根部较低,转运能力最强,京农红8号对硒的富集力较好但叶片部分最低,根部较高,转运能力最弱。而绿豆的7个品种中,冀绿10号叶片、茎部及根部硒的富集和转运能力都最强。苏拉2号除了叶片部分硒的富集稍高于保942-34,茎部和根部硒的富集及转运能力都最弱。综上所述,20 mg/L硒酸钠胁迫下,小豆吉红11号的耐受性最强,京农红8号的耐受性最弱;绿豆冀绿10号的耐受性最强,而苏拉2号的耐受性最弱;小豆各品种对硒的转运系数普遍高于绿豆各品种,但对硒的富集能力低于绿豆。

烯效唑处理下绿豆农艺性状稳定性及性状间相互关系分析

为加强绿豆育种性状选择,以绿丰2号、绿丰5号和JLPX02绿豆为试验材料,选用3个浓度的烯效唑进行浸种,采用大田试验,测定供试绿豆的14个农艺性状,应用方差分析、相关性分析和主成分分析方法进行性状的综合评价,研究烯效唑处理下绿豆农艺性状表现的稳定性及各农艺性状间的相互关系。结果表明,分枝数、根重、根瘤数、单株荚数、单株鲜重和单株粒重6个性状在3个品种(系)中均发生大幅度变异,稳定性弱;主茎节数、株高、荚长、单荚粒数、百粒重5个农艺性状的变异系数均较小,稳定性强;百粒重与荚长呈极显著相关,相关系数最大为0.906;产量与分枝、单荚粒数、单株粒重呈显著相关。主成分分析中,第1主成分中,百粒重、荚长、单株荚数为主要反映荚因子指标;第2主成分中,单株鲜重、单株粒重、分枝为主要反映植株因子指标;第3主成分中,根重、侧根数、根瘤数为主要反映根系因子指标;第4主成分中,单荚粒数、产量为主要反映产量因子指标。综上说明,绿豆的分枝、单株荚数、单株粒重、产量、单株鲜重可作为高产材料选择的主要参考性状,百粒重、荚长、主茎节数、单荚粒数可作为高稳定性性状为材料选择提供参考。

日粮中添加绿豆提取物对环江香猪生长性能、肌肉品质和风味的影响

为了研究日粮中添加绿豆提取物对环江香猪生长性能、肌肉品质和风味的影响,试验将120头健康、体重5 kg左右的环江香猪保育仔猪分为4组,分别为对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组,每组3个重复,每个重复10头(公母各半),对照组仅饲喂基础日粮,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组分别饲喂添加1000,2000,4000 mg/kg绿豆提取物的基础日粮,预试期3 d,正试期28 d。测定各组试验期间的生长性能指标(末重、平均日增重、平均日采食量和料重比);试验结束后,每个重复随机选取2头试验猪(公母各半)进行屠宰,测定肌肉品质性状指标(肉色值、系水力、剪切力、熟肉率、pH45 min值、pH24 h值)和肌肉风味氨基酸含量。结果表明:与对照组相比,试验Ⅰ组的各项指标均差异不显著(P>0.05);试验Ⅱ组的末重、平均日增重、肉色值及天冬氨酸、脯氨酸含量显著升高(P<0.05),料重比显著下降(P<0.05),但平均日采食量、系水力、剪切力、熟肉率、pH45 min值、pH24 h值和其他风味氨基酸含量差异不显著(P>0.05);试验Ⅲ组的末重、肉色值及天冬氨酸、脯氨酸含量显著升高(P<0.05),平均日增重、平均日采食量、料重比、系水力、剪切力、熟肉率、pH45 min值、pH24 h值和其他风味氨基酸含量差异不显著(P>0.05)。总体来看,试验Ⅱ组的末重、平均日增重、肉色值最高,料重比和剪切力最低;试验Ⅲ组的平均日采食量、系水力、熟肉率、谷氨酸含量、天冬氨酸含量、丙氨酸含量、甘氨酸含量、脯氨酸含量、苏氨酸含量、丝氨酸含量、呈鲜味氨基酸总量、呈甜味氨基酸总量和风味氨基酸总量最高。说明日粮中添加2000 mg/kg和4000 mg/kg的绿豆提取物可有效提高环江香猪的生长性能,改善其肌肉品质和风味。在本研究的试验条件下,绿豆提取物的推荐添加量为2000 mg/kg。

一种绿豆柱头外露突变体的转录组分析

柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外露的分子机制,对该突变体及其野生型冀绿7号即将开放的花蕾进行了转录组测序(RNA-seq)分析。根据差异倍数|log2(Fold Change)|≥1,P≤0.05的标准筛选,在se2中共得到572个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中262个DEGs上调,310个DEGs下调。在基因本体(gene ontology,GO)数据库中,差异表达基因显著富集到代谢和生物合成等生物过程,定位在质外体和细胞壁、细胞膜等区域,与结合、氧化还原等分子功能有关。在京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genome,KEGG)数据库中,差异表达基因显著富集在植物激素信号传导、次生代谢物生物合成等通路。功能注释发现许多有关细胞壁合成和代谢、细胞分裂和细胞扩张、植物激素相关的基因,因此推测se2突变体中龙骨瓣的细胞分裂、细胞扩张以及植物激素信号传导过程受到影响,从而导致了柱头外露。本研究为今后探究绿豆柱头外露的分子机制以及该性状在绿豆杂种优势中的利用奠定了基础。

基于连续14年国家绿豆品种区域试验的中国绿豆品种产量和性状变化

利用GGE双标图、变异系数法、相关性分析、多元回归和聚类分析等方法,分析了2003—2016年共14 a国家绿豆品种区域试验中来自内蒙古自治区、黑龙江省、吉林省、辽宁省、山西省等12个绿豆主产省(市、自治区)的29个育种单位提供的130个参试品种的生育天数、株高、主茎节数、主茎分枝数、荚长、单株荚数、荚粒数、千粒重以及产量在春播组和夏播组的变异,并比较了性状间的相关性以及不同育种单位选育的绿豆品种的性状差异。结果表明:2003—2016年春播组和夏播组绿豆产量分别增加14.0%和25.4%,年均增幅分别为1.0%和1.8%;主茎分支数分别减少12.0%和15.9%;其他性状变化不明显。春播组绿豆主要农艺性状的变异系数为5.14%~17.01%,均值为11.33%;遗传多样性指数为1.91~2.08,平均为1.99。夏播组绿豆主要农艺性状的变异系数为5.96%~19.99%,均值为12.52%;遗传多样性指数为1.98~2.17,平均为2.07。相关性和偏相关性分析表明,春播组中产量与荚长、单株荚数和荚粒数显著正相关,与其他性状的相关性不明显;夏播组中产量与单株荚数和荚粒数显著正相关,与株高、主茎分支数和荚长显著负相关。多元回归分析表明,春播组绿豆生育天数、株高、主茎分支数、荚长和单株荚数共同决定产量60.9%的变异;夏播组绿豆株高、主茎分枝数、单株荚数、荚粒数和千粒重共同决定产量87.7%的变异。依托品种选育区域的聚类分析表明,65个春播组品种被分为4类,在北京市、河北省、山西省、河南省、山东省、吉林省和陕西省综合表现较好;65个夏播组品种被分为6类,在河南省、河北省和山东省综合表现较好。2003—2016年,国家每轮区试的绿豆品种产量稳步提升,表明我国绿豆育种水平有了一定提升;但品种遗传基础狭窄,育种方法多样化程度较低,缺少突破性品种。

发芽绿豆糊粉加工工艺优化

以发芽后的绿豆为原料,通过挤压膨化加工方式研究绿豆糊粉的加工工艺。利用双螺杆挤压膨化技术对发芽后的绿豆进行加工,研究了挤压膨化工艺条件对样品膨化率、水溶性指数影响情况。对各工艺参数进行优化,获得了发芽绿豆营养糊粉的最佳膨化工艺为:膨化温度135℃、螺杆转速200r/min,物料水分含量26.0%。

乳酸菌发酵对绿豆粉功能特性及风味特征的影响

为探究经乳酸菌发酵后绿豆粉的功能特性及风味特征,分别采用植物乳杆菌(LP90)、干酪乳杆菌(LC89)和嗜酸乳杆菌(LA85)对绿豆粉进行不同时间发酵处理,比较不同乳酸菌发酵对绿豆粉的pH值和总酸(TTA)、游离总酚、总黄酮、抗营养因子含量及抗氧化能力的影响,并通过顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用法对风味物质进行分析鉴定。结果表明:与LC89、LA85相比,LP90表现出更好的发酵性能,绿豆粉的总酸含量最高;与未发酵组(LBF)相比,LP90发酵24 h后绿豆粉的游离总酚和总黄酮含量显著升高(P<0.05),抗营养因子缩合单宁和植酸含量显著降低(P<0.05),抗氧化能力显著提升(P<0.05);通过气相色谱-质谱联用法共鉴定出77种挥发物;乳酸菌发酵丰富了挥发性风味化合物的种类,减少了己醇、辛醛、壬醛、庚醛和1-辛烯-3-醇等不良风味,LP90发酵绿豆粉的挥发性风味物质种类比LC89和LA85的更丰富。综上可知,植物乳杆菌LP90发酵可以更好地改善绿豆粉的生物功能和风味特征。