水稻减数分裂期高温对苯丙烷类代谢及下游分支代谢途径的影响

【目的】探究水稻减数分裂期高温如何影响苯丙烷类代谢,并分析其与水稻耐热性的关系。【方法】以N22、广陆矮15、SDWG005、全两优681、Y两优900、Y两优1号、两优培九和绵恢101(MH101)等8种耐热和不耐热水稻品种为试验材料,设置常温和高温处理,分析减数分裂期高温胁迫对水稻的花粉活力与苯丙烷类代谢关键酶活性、木质素、总黄酮及总酚等主要代谢产物含量之间的相关性;并进一步选择极端耐高温的SDWG005和极端不耐高温的MH101为材料分析苯丙烷类代谢、碳水化合物代谢和抗氧化系统对水稻耐热性的影响。【结果】1)与对照相比,高温显著降低水稻花粉活力和颖花受精率,不同的水稻品种受高温影响后,花粉活力和颖花受精率的降幅不同。2)高温显著增加颖花中肉桂酸-4-羟化酶和4-香豆酸辅酶A连接酶活性以及木质素、总黄酮和总酚的含量,且耐热品种增幅高于敏感品种。3)高温下花粉活力与肉桂酸-4-羟化酶活性、木质素含量显著相关,颖花受精率与木质素含量以及木质素含量与类黄酮含量极显著相关。4)与MH101相比,SDWG005小穗颖壳中木质素受高温显著诱导积累,且高温下能够维持较高细胞壁过氧化物酶活性。5)与MH101相比,SDWG005颖花在高温下能够维持较高过氧化物酶、超氧化物歧化酶和抗坏血酸氧化酶活性,进而减少颖花中过氧化氢和丙二醛的积累。高温下SDWG005颖花中淀粉含量更高,酸性转化酶、蔗糖合酶及ATPase基因的表达量显著增加。【结论】减数分裂期高温促进颖花中苯丙烷类代谢关键酶活性的上升和代谢产物含量的增加,耐热品种高温下能够积累较多的木质素和类黄酮,具有较高抗氧化酶活性,同时蔗糖代谢和能量产生效率较高,从而具有较强的耐热性。

NO处理对草莓果实采后品质和苯丙烷类代谢的影响

为探讨NO处理在草莓果实采后保鲜中的作用机制,以红艳草莓为材料,定期测定草莓果实室温下的品质、抗氧化物质含量、细胞膜脂质过氧化程度和苯丙烷类代谢的变化。结果表明,NO熏蒸处理能有效抑制草莓果实采后腐烂,其最优浓度为20μL·L^(-1)。NO处理可显著抑制草莓果实贮藏期间可溶性固形物含量的下降,降低细胞膜过氧化程度,保持较好品质;也可显著提高草莓果实中苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酰辅酶A连接酶、肉桂醛羟化酶和查尔酮异构酶等苯丙烷类代谢相关酶的活性,增加总酚、花色苷和总黄酮的积累,提高草莓果实的抗氧化活性。因此,适宜浓度的NO处理(20μL·L^(-1))可提高草莓果实贮藏品质,延长保鲜期。本研究为丰富草莓果实采后保鲜技术提供了较好的理论和应用价值。

嫁接辣椒根腐病抗性及其与苯丙烷类物质代谢的关系

通过人工接种根腐病菌,观察不同品种辣椒砧木的发病率和病情指数变化,发现卫士发病晚,发病率低,病情指数最小,说明卫士的抗病性最强。以卫士为砧木,以赤峰特选甜椒(Capsicum annuumL.var.grossum Bailey)为接穗,自根辣椒为对照,研究嫁接对辣椒根腐病抗性及苯丙烷类代谢的影响,结果表明,嫁接植株的发病率和病情指数显著低于对照,高于砧木。接种前砧木与嫁接辣椒根系中的可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著高于对照,而叶片中的显著低于对照;酚类物质和木质素含量与对照差别不大。接种后辣椒根系中的可溶性糖含量逐渐降低,PAL活性、酚类物质和木质素含量先逐渐升高,10d后趋于平稳或有所下降。与对照相比,砧木和嫁接植株根系中的PAL活性、可溶性糖、酚类物质和木质素含量均显著增加,叶片中除可溶性糖含量显著降低外,其他指标也有不同程度的增加。说明嫁接可显著提高辣椒的根腐病抗性,其抗病机理与苯丙烷类物质代谢增强密切相关。

短波紫外线对草莓采后腐烂、苯丙烷类代谢和抗氧化活性的影响

以‘红艳’草莓为材料,研究短波紫外线(ultraviolet-C,UV-C)处理对草莓果实在5℃、12 d贮藏期间腐烂、苯丙烷类代谢和抗氧化活性的影响。结果表明,2.0 k J/m2 UV-C处理能显著抑制草莓果实贮藏期间腐烂指数的上升。同时,UV-C处理能有效诱导果实贮藏期间苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羧化酶、对香豆酰-Co A连接酶、查尔酮异构酶和二氢黄酮醇还原酶活性的增加,维持较高的总酚、总花色苷、总黄酮以及主要酚类和花色苷类单体的含量,促进果实1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率和总还原力的上升,抑制羟自由基清除率的下降,从而保持了果实较高的抗氧化活性。

甘薯抗薯瘟病的苯丙烷类代谢研究

甘薯瘟病是甘薯的重要病害,严重影响甘薯的品质和产量。本试验在甘薯苗期,通过剪叶法接菌研究甘薯抗感病品种苯丙烷类代谢的变化规律。结果表明:甘薯抗感病品种接菌后PAL、POD活性均有所提高,且提高速度与品种抗性呈正相关;抗病品种接菌后木质素和绿原酸含量显著增加,感病品种接菌后绿原酸、总酚和类黄酮含量波动较大,木质素含量降低。相关性分析表明,接菌后木质素和绿原酸的积累与甘薯品种抗病性密切相关。接菌后PAL、POD活性迅速提高并积累木质素和绿原酸等抗病物质是甘薯抗薯瘟病的苯丙烷类代谢基础,在抗病品种鉴定方面有一定的参考价值。

嫁接茄抗黄萎病特性与苯丙烷类代谢的关系

野生茄托鲁巴姆（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｏｒｖｕｍ）对黄萎病（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｗｉｌｔ）抗性达到免疫或高抗程度，作为砧木嫁接栽培极显著地降低了茄子黄萎病发病率和病情指数。测定并分析了抗病与感病茄株感病前后可溶性糖、苯丙氨酸解氨酶（ ＰＡＬ）、酚类物质及木质素等指标的变化及特点，从养草酸－苯丙烷类代谢角度，探讨了嫁接茄子抗黄萎病的生理生化基础，提出ＰＡＬ活性和酚类物质含量可作为茄子黄萎病抗性的生化指标。

龙须菜苯丙烷类抑藻活性物质的分离纯化及其对6种赤潮微藻的抑藻活性

采用溶剂浸提、液液萃取、硅胶柱层析和硅胶薄层层析等分离方法以及红外光谱、质谱和核磁共振谱等光谱技术,初次从龙须菜中纯化得到4种苯丙烷类化合物:邻苯二丙酸、gossonorol、7,10-epoxy-ar-bisabol-11-ol和对羟基苯乙醇,并进一步分析了此4种苯丙烷类化合物对强壮前沟藻、赤潮异弯藻、米氏凯伦藻、球形棕囊藻、东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。结果表明,它们对以上6种赤潮微藻的生长表现出明显的选择性抑制作用。其中,邻苯二丙酸、gossonorol和对羟基苯乙醇表现出更为广泛的抑藻活性。比较此4种苯丙烷类化合物和重铬酸钾对赤潮微藻生长的半抑制效应浓度EC50-96 h,发现邻苯二丙酸对强壮前沟藻、赤潮异弯藻和球形棕囊藻,gossonorol和羟基苯乙醇对赤潮异弯藻和球形棕囊藻,7,10-epoxy-ar-bisabol-11-ol对赤潮异弯藻和米氏凯伦藻在生长抑制方面比重铬酸钾更具有优势。

杨梅果实采后抗氧化活性变化及其与苯丙烷类代谢的关系

以"乌种"杨梅果实为试材,研究了果实在1℃8d贮藏期间品质、抗氧化活性、酚类物质含量及苯丙烷类代谢相关酶活性的变化。结果显示:在1℃贮藏期间,杨梅果实腐烂率逐渐上升而品质和抗氧化活性逐渐下降,果实总酚、总黄酮、总花色苷和主要酚类单体物质含量和苯丙烷类代谢关键酶活性在贮藏前4 d呈上升趋势,然后不断下降。统计分析表明,总酚含量与苯丙烷类代谢相关酶活性间具有显著的线性正相关关系。因此,杨梅果实采后酚类物质含量和抗氧化活性变化与与苯丙烷类代谢的变化密切相关。

外源水杨酸诱导香蕉苯丙烷类代谢提高对枯萎病抗性

由尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4,TR4)引起的香蕉枯萎病严重阻碍我国香蕉产业的绿色可持续发展。外源水杨酸(SA)处理能诱导香蕉体内SA合成及信号传导途径关键酶基因上调表达,激活香蕉植株内系统获得抗性,增强对各种生物和非生物胁迫的抵抗能力,在此基础上,本研究对香蕉感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘农科1号’进行SA诱导处理,随后接种TR4,结果显示2个品种的病情指数均降低。为了进一步探究水杨酸信号途径下游的苯丙烷类途径在SA诱导的香蕉植株抗病过程中的作用,本研究运用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR),对SA处理的感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘农科1号’中苯丙烷类途径关键基因的表达情况进行分析,结果发现分支途径中常规苯丙烷类途径关键酶基因C4H和4CL、木质素合成途径关键酶基因CAD和CCoAOMT、黄酮类物质生物合成途径关键酶基因CHS和CHI,对SA处理和TR4接种均有响应。在仅接种TR4的情况下,‘巴西蕉’相关基因主要表现为显著下调表达,而‘农科1号’相关基因主要表现为上调表达;仅用SA处理时,2个品种的C4H和4CL被诱导上调表达;SA处理并接种TR4,2个品种C4H和4CL依然保持上调表达的趋势,变化幅度在‘农科1号’中偏高;‘巴西蕉’CAD经SA诱导上调表达,但在接种TR4后,CAD相对表达量降低,而‘农科1号’CAD被SA诱导显著上调表达,SA和TR4共同作用下,表达水平亦显著升高;‘巴西蕉’CCoAOMT被TR4诱导显著上调表达,在SA处理并接种TR4的‘巴西蕉’植株中也表现为上调表达,‘农科1号’CCoAOMT在SA处理或SA、TR4共同作用下表现为强烈上调表达;CHS和CHI在SA处理的2个品种中主要表现为上调表达,SA和TR4双重作用下,依然表现为上调表达。结果表明外源SA处理可诱导感病和耐病香蕉根组织中苯丙烷类途径关键酶基因上调表达,该途径在SA诱导的香蕉抗枯萎病过程中起着重要作用。

棉花纤维中苯丙烷类结构单体的检测方法

苯丙烷类化合物存在于棉花纤维中,并且与纤维品质的形成有关。为正确评价棉花纤维中存在的苯丙烷类结构单体,首先采用巯基乙酸法提取出棉花纤维中的苯丙烷类化合物,然后用衍生化后的还原裂解(DFRC,Derivatization followed by reductive cleavage)法结合气相色谱(GC,Gas chromatograph)对棉花纤维中的苯丙烷类单体进行测定。结果表明,利用该方法检测到棉花纤维苯丙烷类单体主要由愈创木基结构单体(G￣木质素)和紫丁香基结构单体(S￣木质素)组成。本研究为进一步揭示棉花纤维中苯丙烷类化合物的合成奠定了基础。

UV-C处理对杨梅采后品质及苯丙烷类代谢的影响

以"东魁"杨梅果实为材料,研究不同剂量的短波紫外线(UV-C)照射处理对杨梅果实采后品质、抗氧化活性、苯丙烷类代谢产物含量和相关酶活性的影响。杨梅果实先用0、1.5、3.0、4.5、6.0 k J/m2剂量的UV-C照射处理,然后转入5℃贮藏12 d。结果表明,3.0 k J/m2 UV-C处理显著地抑制了杨梅果实贮藏期间腐烂的发生,延缓了果实硬度和VC含量的下降,保持了果实品质;UV-C处理还显著提高了果实中苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酰辅酶A连接酶、查尔酮异构酶和肉桂醛羟化酶等苯丙烷类代谢相关酶的活性,增加了总酚、花色苷、胡萝卜素和类黄酮的积累,保持了果实较高的抗氧化活性。

超声诱导对发芽花生的转录组分析及苯丙烷类合成相关基因的挖掘

为解析超声处理对花生发芽过程中基因及代谢通路的变化差异,本研究以前期筛选出适宜富集白藜芦醇的花生品种为试验原料,以经超声诱导后的发芽花生(CS)为研究对象,并以未经诱导处理的发芽花生(KB)作为对照组开展试验。结果表明:共获得1104个差异表达基因(DEG),其中521个上调表达基因和583个下调基因。在差异表达基因的GO富集分析中,对富集程度明显的前20个类别做出功能分析。共得到21个不同的COG功能注释,主要参与碳水化合物的运输和代谢、翻译后修饰和蛋白质转换。有21个DEGs富集到苯丙烷类的生物合成途径,是KEGG富集分析最显著的通路。发芽花生转录本与KEGG数据库中的苯丙烷类生物合成途径比对结果表明共3个基因arahy.Tifrunner.gnm1.ann1.DXZI51、arahy.Tifrunner.gnm1.ann1.VGN2GE和arahy.Tifrunner.gnm1.ann1.Y23DM6参与发芽花生苯丙烷类物质的合成。上述结果表明超声诱导能够调控发芽花生苯丙烷类生物合成代谢途径的基因表达。

霜疫霉侵染对不同荔枝品种果皮苯丙烷类代谢的影响

荔枝霜疫霉病是荔枝生产过程中的主要病害之一,严重影响荔枝品质和产量。本文以霜疫霉病抗病品种‘黑叶’和感病品种‘桂味’成熟果实为材料,研究霜疫霉悬浮孢子接种后果皮中苯丙烷类代谢通路相关酶活性及代谢产物含量的变化,分析苯丙烷代谢通路与荔枝对霜疫霉侵染抗性的关系。研究结果表明:抗、感病品种接种霜疫霉菌后,其苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性均有不同程度的提高,且抗性品种‘黑叶’的POD活性高于感病品种‘桂味’。与之相反,‘桂味’的β-葡萄糖苷酶(BGLU)活性高于‘黑叶’。抗性品种‘黑叶’的总酚、类黄酮和花色素苷含量高于感病品种‘桂味’,而‘桂味’的香豆素含量高于‘黑叶’。接种霜疫霉菌后,总酚、类黄酮和花色素苷含量随贮藏时间的延长而逐渐下降,香豆素含量则有一定程度的升高。相关分析表明,上述指标与病情指数显著相关,暗示它们与荔枝对霜疫霉侵染的抗性密切相关。

调控苯丙烷类生物合成的MYB类转录因子研究进展

大多数植物的次级代谢产物来源于苯丙烷代谢途径,苯丙烷类化合物对植物的生长发育及应答逆境胁迫有重要作用,同时与人们的生产生活密切相关。随着大量有生物活性苯丙烷类化合物的发现,苯丙烷类生物合成及调控已成为研究热点。目前从植物中已分离出大量的调控木质素、类黄酮、花青素合成的转录因子基因,并对它们的结构、功能及表达模式进行了分析研究;同时发现一些转录因子结合相应顺式作用元件,特异性调控苯丙烷代谢途径相关基因的表达,从而增强植物对环境胁迫的抗性,本文为研究MYB转录因子对苯丙烷类的调控规律提供理论参考。

NO处理对草莓果实采后品质和苯丙烷类代谢的影响

为探讨NO处理在草莓果实采后保鲜中的作用机制，以红艳草莓为材料，定期测定草莓果实室温下的品质、抗氧化物质含量、细胞膜脂质过氧化程度和苯丙烷类代谢的变化。结果表明，NO熏蒸处理能有效抑制草莓果实采后腐烂，其最优浓度为20μL·L-1。NO处理可显著抑制草莓果实贮藏期间可溶性固形物含量的下降，降低细胞膜过氧化程度，保持较好品质；也可显著提高草莓果实中苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酰辅酶A连接酶、肉桂醛羟化酶和查尔酮异构酶等苯丙烷类代谢相关酶的活性，增加总酚、花色苷和总黄酮的积累，提高草莓果实的抗氧化活性。

茉莉酸甲酯对草莓果实采后腐烂、苯丙烷类代谢及抗氧化活性的影响

为研究茉莉酸甲酯处理(Methyl jasmonate,MeJA)对草莓果实采后腐烂、苯丙烷类代谢及抗氧化活性的影响,将果实先于20℃下以10μmol/L MeJA熏蒸处理6h,然后转入(1±1)℃下贮藏12d,每隔3d测定果实腐烂率、苯丙烷类代谢相关酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、对香豆酰-CoA连接酶(4-CL)、肉桂酸羟化酶(C4H)和二氢黄酮醇还原酶(DFR)活性以及总酚、总花色苷和酚类和花色苷类单体物质含量,并且同时测定果实DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)自由基清除率和总还原力。结果显示,MeJA处理可显著抑制草莓果实贮藏期间腐烂率的上升;同时MeJA可诱导PAL、4-CL、C4H和DFR活性的上升,从而有效延缓了酚类和花色苷类物质含量的下降,提高了果实DPPH自由基清除率和总还原力,维持了果实的抗氧化活性。这些结果表明,MeJA处理在草莓果实保鲜中具有较好的应用前景。

茄子砧木根系苯丙烷类代谢与抗南方根结线虫水平的关系

采用盆栽幼苗人工接种方法,研究南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)、酪氨酸解氨酶(TAL)及多酚氧化酶(PPO)活性和总酚、木质素含量的影响。结果表明,无论是否遭受南方根结线虫侵染,幼苗根系PAL、TAL、PPO活性及总酚、木质素含量均以托鲁巴姆显著高于赤茄。虽然南方根结线虫侵染使2个茄子砧木幼苗根系苯丙烷类物质含量及相关酶活性均有所增加,但以托鲁巴姆增幅较大,其PAL、TAL、PPO活性及总酚、木质素含量的最大增幅较对照分别高67.87%、82.13%、32.19%、62.14%和20.91%,而赤茄仅分别较对照高47.13%、45.52%、18.08%、35.38%、14.86%。整个侵染进程中,托鲁巴姆始终表现出强烈的抗性反应,而赤茄除在初次侵染前期表现出一定的抗性反应外,其余时间反应较弱,尤其在遭受二次侵染时,抗性反应显著低于初次侵染。表明苯丙烷类代谢产物及关键酶与茄子砧木抗南方根结线虫水平密切相关。

基于转录组分析不同强度红光对茶树苯丙烷类代谢的影响

为探究不同强度红光对茶树苯丙烷类代谢的影响,通过高通量测序技术对不同强度红光处理的福建水仙茶树新梢进行转录组测序,其中以白色LED灯(100μmol;m;s;)为基础光照,补充3个不同强度红光即120、240、480μmol^(-2)m^(-2)s^(-1).结果显示:补充3个不同强度红光与对照相比,分别检测到1 693个(上调408和下调1 285)、879个(上调135和下调744)和6个(上调3和下调3)差异表达基因.利用GO和KEGG数据库,对差异基因进行代谢通路富集分析,发现补充120和240μmol^(-2)m^(-2)s^(-1)红光茶树的差异基因显著富集在苯丙烷类生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢等代谢通路中.利用实时荧光定量PCR验证了随机挑选的9个差异基因(其中4-香豆酸辅酶A连接酶(TEA034012)、乙醛脱氢酶(TEA033457)、肉桂醇脱氢酶(TEA025404)和咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(TEA030958)是苯丙烷类代谢途径的基因)在不同强度红光处理的相对表达量,结果与转录组测序结果的变化趋势一致.本研究表明4CL、CAD和COMT可能是红光调控下苯丙烷类生物合成代谢途径中的关键基因,该结果可为茶树次生代谢机制的调控研究提供借鉴.

从山黄皮果实中分离得到一种新的苯丙烷类衍生物

作者在对山黄皮的研究中，从山黄皮果实丙酮提取物中分离鉴定出1种新的苯丙烷类衍生物和4种已知化合物，并评价了其抗菌活性。

巴戟天苯丙烷类代谢途径相关基因的克隆与表达

为探究巴戟天(Morinda officinalis How.)苯丙烷类代谢途径相关基因(PAL、C4H和4CL)序列特征及其在干旱胁迫下的表达模式,以根、茎、叶为材料,基于转录组测序数据,采用反转录-聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术,克隆得到3个巴戟天苯丙烷类代谢公共途径基因全长cDNA序列及其启动子,分别为MoPAL、MoC4H和Mo4CL-like2.3个基因全长分别为2 504 bp、1 688 bp和1 911 bp,其开放阅读框(open readingframe,ORF)分别为2154bp、1584bp和1632bp,分别编码717个、524个和543个氨基酸.同源比对分析显示,3个基因氨基酸序列与咖啡树同基因的相似性较高,相似度均超过85%.MoPAL含有苯丙氨酸和组氨酸解氨酶的酶活中心(GTITASGDLVPLSYIAG),MoC4H含有细胞色素P450超级家族结构域FG-GRRSCPG,Mo4CL-like2含有苯丙氨酸解氨酶超级家族结构域(LPYSSGTTG-KGV).启动子分析结果显示3个启动子的上游顺式元件都含有TATA-box、CAAT-box和生长素响应元件,此外,MoPAL还含有分生组织表达响应元件(CAT-box)和昼夜节律响应元件(circadian),MoC4H含有干旱诱导性响应元件(MBS),Mo4CL-like2含有较多光响应元件,如Box 4、Sp1和GA-Motif等.定量分析结果显示3个基因表达水平具有组织特异性且在根中表达量相对较高,在干旱胁迫早期过程中3个基因显著上调.上述结果表明MoPAL、MoC4H和Mo4CL-like2可能在巴戟天干旱胁迫应答中发挥重要作用.(图7表1参34)