寒地超级稻SS酶、ADPG焦磷酸化酶及光合特性与灌浆速率关系研究

试验对黑龙江省寒地超级稻品种松粳9号的蔗糖合成酶、ADPG焦磷酸化酶、光合特性及其与灌浆速率的关系进行了研究。结果表明:籽粒ADPG焦磷酸化酶活性、蔗糖合成酶活性与灌浆速率极显著正相关,功能叶蔗糖合成酶活性和RuBP羧化酶活性、净光合速率与灌浆速率分别呈显著正相关和极显著正相关,高产寒地超级稻品种松粳9号的酶活性与净光合速率均高于常规品种松粳6号,且差异达极显著水平。将蔗糖合成酶和ADPG焦磷酸化酶、RuBP羧化酶活性、净光合速率的高低作为超级稻品种选育的生理指标是可行的。

银杏种子ADPG焦磷酸化酶研究初探

以广东南雄市产银杏（ＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａＬ．）种子为材料，研究ＡＤＰＧ焦磷酸化酶的特性实验结果表明，银杏种子中ＡＤＰＧｐｐｌａｓｅ最适温度为３０～３２℃，最适ｐＨ为８０～８３，二价阳离子Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ｂａ２＋、Ｃｕ２＋对其有明显影响，而Ｐｂ２＋有强烈的抑制作用ＡＤＰＧｐｐｌａｓｅ在银杏幼小种子中活性较低；在种子膨大期，其活性迅速而显著地增强；在种子成熟期。

玉米淀粉合成焦磷酸化酶研究进展

玉米是重要的食用、饲用和工业原料,淀粉是玉米种子的主要组成部分,其生物合成和积累主要由ADPG焦磷酸化酶(ADP-Glc pyrophosphorylase,AGPase)、淀粉合成酶(starch synthase,SS)、淀粉分支酶(starch branching enzyme,SBE)及去分支酶(de-branching enzyme,DBE)等一系列的酶催化形成。ADPG焦磷酸化酶作为淀粉合成代谢途径中关键限速酶,在玉米淀粉合成过程起到重要作用。通过对其深入研究,在揭示玉米淀粉生物合成的分子机理,实现玉米淀粉合成的人工调控等方面有重要意义。就玉米AGPase的理化性质,调控特性,表达规律及在育种中的应用进行综述,对研究中存在问题及未来AGPase的研究方向提出见解。

水稻灌浆期籽粒中3个与淀粉合成有关的酶活性变化

在水培和盆栽条件下 ,研究了 6个水稻品种 (含籼 /粳杂交组合、新株型品系 )灌浆期强、弱势粒中 ADPG焦磷酸酶 (EC 2 .7.7.2 1)、淀粉合成酶 (EC 2 .4 .1.2 1)和淀粉分枝酶或 Q-酶 (EC 2 .4 .1.18)的活性变化及其与灌浆充实的关系。 3个酶的活性变化与籽粒灌浆动态相关联 :淀粉酶最高活性出现的时间稍前或同步于最大灌浆速率的时间 ;ADPG焦磷酸酶活性峰值的时间在籽粒达最大重量前的 3～ 6 d;Q-酶最高活性在籽粒重量接近最大时出现。灌浆期各个酶活性的平均值、最高值以及灌浆前期(花后 3～ 12 d)酶的活性与平均灌浆速率、最大灌浆速率、粒重及谷粒充实率均呈显著或极显著的正相关 ,尤以 Q-酶的相关值最大。籼 /粳杂交稻组合籽粒中酶的活性的高低与其亲本有关。在抽穗期通过剪叶、疏花或施用氮素等调节灌浆初期的源库关系或植株体内的营养水平 ,能增加或降低籽粒中特别是弱势粒中酶的活性。这些结果表明 :上述 3个酶尤其是 Q-酶对籽粒灌浆起着重要的调控作用 ;在育种上注意选择籽粒中酶活性高的亲本 ,可望培育出籽粒充实好的品种或杂种后代 ;通过栽培等措施提高灌浆前期籽粒中酶的活性 ,可提高结实率和粒重。

不同施氮时期对水稻淀粉积累及淀粉合成相关酶类活性变化的研究

选用2个不同直链淀粉含量的杂交水稻组合,采用不同施氮期处理,对水稻开花后籽粒灌浆、淀粉积累、淀粉合成关键酶类活性及其之间的关系进行研究。结果表明,侧重后期施氮可以促进籽粒灌浆、增加粒重,同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。不同施氮期处理条件下,与淀粉合成相关的3个关键酶的活性峰值出现的时间基本上未明显变化,但是酶活性大小及峰值高低有所不同,其中淀粉合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性差异较大,而分支酶活性变化较小。侧重前期施氮有利于提高淀粉合成酶活性,而侧重后期施氮则可提高ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性。籽粒灌浆期淀粉合成酶平均活性及灌浆中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性与籽粒灌浆速率及直链淀粉、支链淀粉积累速率呈显著或极显著正相关。ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性对直、支链淀粉含量变化均有同等重要的作用。侧重后期施氮处理有利于提高直、支链淀粉积累速率。

多效唑对食用甘薯北京553块根淀粉积累及相关酶活性的影响

【目的】揭示多效唑促进食用甘薯北京553块根膨大、提高块根产量的生理基础。【方法】试验于2008—2009年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行。以北京553为试验材料,设置0、100、200 mg.kg-13个浓度的多效唑处理,每个处理重复3次。采用块根膨大过程中定期取样的方法,研究块根膨大过程中淀粉积累特性及淀粉合成相关酶活性的变化。【结果】喷施多效唑显著提高了蔗糖合成酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGase)活性,降低了块根中蔗糖含量,从而显著提高了淀粉含量和淀粉积累速率,增加淀粉产量。喷施多效唑也显著增加了单薯重和鲜薯产量。相关分析表明,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGase)活性与淀粉含量和淀粉积累速率呈显著正相关(相关系数分别为0.69和0.71);蔗糖合成酶(SS)活性与淀粉含量和淀粉积累量呈显著正相关(相关系数分别为0.58和0.81)。【结论】喷施多效唑显著提高了块根蔗糖合成酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGase)活性,使得块根淀粉含量和淀粉积累速率显著提高,块根产量得以提高。

氮肥基追比对弱筋小麦宁麦9号籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响

为研究弱筋小麦籽粒淀粉形成的机制,以弱筋小麦宁麦9号为材料,对不同氮肥基追比对其籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响及相关生理基础研究表明,氮肥基追比7∶1∶2处理与5∶1∶4处理相比,花后7～28d籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率低,成熟籽粒直链淀粉含量低,支链淀粉、总淀粉含量高,剑叶蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和蔗糖含量低,籽粒蔗糖合成酶(SS)活性低,籽粒蔗糖含量高,籽粒ADPG焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性低,淀粉积累量低。相关分析表明,籽粒中AGPP、SSS、GBSS与直、支链及总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率呈极显著正相关,说明这几种酶对促进籽粒淀粉的积累起重要作用。

小麦籽粒淀粉合成动态及其相关酶活性的研究

为了研究小麦籽粒淀粉形成机理与调控技术,选取2个小麦品种,对小麦胚乳发育期间籽粒中直、支链淀粉的积累动态及淀粉合成代谢的几个关键酶——ADPG焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、UDPG焦磷酸化酶(UDPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(S-STS)、束缚态淀粉合成酶(B-STS)与淀粉分支酶(Q-酶)——的活性变化进行了分析。研究结果表明,在小麦籽粒灌浆过程中,直、支链淀粉几乎是同步积累的,不同品种的淀粉积累形成差异表现在两者的相对积累比率上。小麦籽粒发育过程中直链淀粉的含量变化呈"S"形曲线;支链淀粉的含量较直链淀粉含量上升略快。ADPG-PPase、UDPG-PPase、S-STS、B-STS、Q-酶的活性均与淀粉积累速率呈正相关。

不同水稻品种(组合)碳代谢关键酶活性比较

为探明不同水稻品种(组合)在相同栽培技术条件下碳代谢关键酶活性的差异,采用田间小区试验,研究了早稻株两优99、湘早籼29、湘丰早119、湘早143、金优402、湘早籼24,晚稻威优644、金优207、培两优210、汕优46、新香优80、湘晚籼10号其叶片净光合速率、功能叶和籽粒中蔗糖磷酸化酶(SPS)与ADPG焦磷酸化酶(ADPG-ppase)等碳代谢关键酶的活性、实际产量及产量构成因素的差异。结果表明,早稻湘早籼29、湘早143和金优402,晚稻金优207和汕优46其净光合速率较高;早稻湘早籼29、金优402、湘早143和晚稻金优207、湘晚籼10号、培两优210、新香优80其功能叶和籽粒中SPS活性较强;早稻湘早籼29、湘早143、湘早籼24和晚稻金优207、新香优80其功能叶和籽粒中ADPG焦磷酸化酶活性较强。考种计产结果也表明,早稻湘早籼29、湘早143、湘早籼24和晚稻金优207、培两优210、新香优80具有大穗型、高结实率和粒大的特点,因而产量较高,适宜作高产水稻品种推广应用。

烤烟大田生长期烟叶中淀粉合成的酶活性变化

对K326、红花大金元(HD)2个烤烟品种在云南常规施肥情况下烟叶中ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶、Q酶活性的变化及可溶性总糖、还原糖和淀粉含量的变化进行了研究。结果表明:K326,HD的ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶活性在移栽后第40d开始升高,都在生理成熟期第90d达到高峰,以后迅速下降。2个品种的Q酶活性高峰在移栽后80d出现,但2个品种的Q酶活性变化规律不一致。K326的Q酶活性移栽后第60d开始先下降,65d以后迅速上升,移栽后80d达到高峰后又下降;HD的Q酶活性移栽后第40d开始一直上升,移栽后第80d达到高峰后缓慢下降。2个品种可溶性总糖、还原糖含量都在移栽后第40d迅速升高,持续稳定20d以后下降,移栽后90d又迅速上升。2个品种淀粉含量都在移栽后60d上升,在生理成熟期达到最高(HD在移栽后90d,K326在移栽后110d)。

CO_2浓度增高对水稻籽粒淀粉代谢相关酶活性的影响

以高产优质粳稻松粳9号和稻花香2号为材料,利用开放式空气CO_2浓度富集系统(FACE)实验平台,研究CO_2浓度增高对水稻籽粒淀粉代谢相关酶活性的影响。试验设正常大气CO_2浓度(400±40μmol·mol^(-1))和高CO_2浓度(600±60μmol·mol^(-1)),测定开花后两个水稻品种籽粒中ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶活性的变化。结果表明,CO_2浓度增高对不同灌浆进程中酶活性的影响程度有显著差异,对乳熟期之后ADPG焦磷酸化酶、可溶性和颗粒型淀粉合成酶活性的表达均有较明显的促进作用,仅阻碍了乳熟期籽粒中淀粉分支酶活性的表达;淀粉代谢相关酶活性对CO_2浓度增高的响应因品种而异,松粳9号籽粒中ADPG焦磷酸化酶活性受CO_2浓度增高的影响较大,而稻花香2号淀粉合成酶活性受其影响更大。说明随着灌浆进程的推进,CO_2浓度增高对淀粉生物合成途径中关键酶活性表达的影响程度存在明显的时段特征,且不同品种的响应程度有显著差异,总体来看,CO_2浓度增高可在一定程度上促进淀粉代谢相关酶活性的表达。

氮素用量对春玉米淀粉合成关键酶的影响

以本育9、平安18、丰禾10、四单19为试验材料,研究氮素用量对春玉米淀粉合成关键酶的影响。结果表明,ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶(Q酶)是春玉米淀粉合成的关键酶;施纯氮200 kg/hm2处理是提高春玉米ADPG焦磷酸化酶活性和提高本育9、平安18、四单19 Q酶活性的最佳处理;施纯氮100 kg/hm2处理是提高丰禾10Q酶活性的最佳处理。

小麦淀粉合成相关酶的研究现状

对小麦碳代谢过程中相关酶进行了综述,重点分析了与淀粉合成相关的酶。蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、ADPG焦磷酸化酶和淀粉合成酶都是淀粉合成的关键酶。

红香芋试管球茎膨大过程中主要碳水化合物含量以及淀粉合成相关酶活性的动态研究

为了探讨芋(Colocasia esculenta(L.)Schott)试管球茎膨大期间糖类物质积累特点,以红香芋无菌试管苗为材料,研究了高浓度蔗糖诱导条件下,红香芋试管球茎形成及膨大过程中主要碳水化合物的变化规律,以及与相关酶活性的关系。结果表明:(1)在红香芋试管球茎膨大过程中,果糖、葡萄糖和总可溶性糖含量均呈先升高后降低的变化趋势,果糖含量在诱导至第27天时达到最大值,而总可溶性糖和葡萄糖含量均在第34天达到峰值;蔗糖含量呈现先上升、后下降、再上升的变化趋势,在培养第48天时积累量达到最大值。(2)红香芋试管球茎总淀粉含量、直链和支链淀粉含量均随培养时间的延长而增加,至膨大后期总淀粉含量达到最大值,淀粉总含量约占干重的76%,并以支链淀粉含量为主。(3)解剖学观察发现,随着试管球茎的形成与膨大,贮藏组织中淀粉粒密度不断增大,至球茎膨大后期,淀粉粒布满薄壁细胞,并且处于比较稳定的水平。(4)诱导培养至第41天时,试管球茎的ADPG焦磷酸化酶和Q-酶活性均达到最大值,分别为1.22和2.39μmol·g^(-1)·min^(-1)。相关性分析发现,从茎基部开始膨大(20d)至ADPG焦磷酸化酶和Q-酶活性达峰值(41d)时,ADPG焦磷酸化酶活性与总淀粉含量、Q-酶活性与支链淀粉含量的相关系数分别为0.819和0.738,二者均呈极显著正相关。研究认为,淀粉的积累以及可溶性糖类含量的变化与红香芋试管球茎的膨大发育密切相关,并受到相关酶的调控。

莲藕膨大过程中淀粉合成相关酶的活性变化及其与淀粉积累的关系

【目的】研究莲藕根状茎膨大过程中淀粉合成相关酶的活性,探讨其与莲藕淀粉积累的关系。【方法】以4个莲藕主栽品种为试材,采用比色法,分析了根状茎膨大过程中葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性总糖、淀粉含量及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPase)、淀粉合成酶(SSase)和淀粉分支酶(Q-酶)活性的变化。【结果】果糖、葡萄糖和可溶性总糖、蔗糖的含量高峰分别出现在莲藕根茎的膨大前期、中期、后期。总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量在膨大中期前上升缓慢,到后期含量急增,总淀粉含量可达鲜重的11.1%～12.7%,其中支链淀粉始终约占总淀粉的70%。ADPGPase和SSase在各相同膨大时期品种间差异明显,而Q-酶差异较小;3种酶表达上存在明显的时段特征,SSase表达最早,膨大前期即达峰值,ADPGPase和Q-酶活性的表达则相对较迟,均在中期达最大值;ADPGPase和SSase的活性峰值与后期总淀粉含量呈极显著和显著正相关,相关系数分别为0.9830(P<0.01;n=12)和0.8458(P<0.05;n=12);Q-酶活性峰值与后期支链淀粉含量呈显著正相关,相关系数为0.7690(P<0.05;n=12)。【结论】ADPG焦磷酸化酶和淀粉合成酶活性对成熟期莲藕根茎的总淀粉含量起关键调控作用;淀粉分支酶则调控根茎支链淀粉的含量。

种植密度对玉米籽粒淀粉粒分布及相关酶活性的影响

以玉米品种隆平206和郑单958为材料,设置3个种植密度D1(57 000株/hm^2)、D2(67 500株/hm^2)、D3(78 000株/hm^2),分析成熟期玉米淀粉粒分布特征和籽粒灌浆阶段ADPG焦磷酸化酶的活性变化。结果表明:玉米淀粉粒粒径范围为0.4~30.0μm,平均粒径随种植密度增加而逐渐增加;玉米淀粉粒体积分布呈双峰曲线,表面积分布呈三峰曲线,随种植密度的增加,中型淀粉粒(3μm≤粒径≤18μm)的体积、表面积百分比显著下降,大型淀粉粒(粒径>18μm)则显著升高;淀粉粒数量分布呈单峰曲线,种植密度对2个品种的淀粉粒数量分布无显著影响;2个玉米品种灌浆阶段ADPG焦磷酸化酶活性随种植密度的增大而降低。

水稻灌浆期籽粒中淀粉合成酶活性变化与品质关系的研究

选用4个不同品质类型的粳稻品种，在不同温度条件下研究了灌浆成熟期籽粒代谢关键酶活性变化与稻米蒸煮食味品质的关系．研究结果表明：不同灌浆时期ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶及淀粉分支酶与直链淀粉含量的相关程度都较小。灌浆后期淀粉分支酶对味度值的影响较大。3种酶活性与淀粉谱特性中的最高粘度、下降粘度值在灌浆前期呈负相关关系，后期呈正相关关系，3种酶中Q酶在灌浆后期对淀粉谱特性的影响最大，灌浆后期酶活性高，有利于稻米蒸煮食味品质的提高．

种植密度对玉米籽粒淀粉粒分布及相关酶活性的作用研究

针对郑单958、隆平206玉米品种进行研究,其一,在籽粒灌浆阶段中ADPG焦磷酸化酶活性;其二在玉米成熟期,其淀粉粒分布特征。结果表明,玉米淀粉粒粒径处于0.41~30.00μm,玉米淀粉粒体积呈双峰曲线,表面积呈三峰曲线,淀粉粒数量呈单峰曲线,随种植密度增加,平均粒径增加,大型淀粉粒体积、表面积比例升高,中型淀粉粒比例降低,APGase活性不断降低。

不同植物生长调节剂对淮山药叶绿素及淀粉分解转化的影响

以‘桂淮2号’淮山药为供试品种,以矮壮素(CCC)与羟季铵·萘合剂(氯化胆碱CC+萘乙酸NAA)为供试药剂,探索不同种类及浓度植物生长调节剂(组合)对南方地区淮山药叶绿素含量及淀粉分解转化的影响。结果表明:喷施CCC能延缓叶片叶绿素含量的下降幅度,显著提高叶片淀粉酶活性,有利于光合碳水化合物从源(叶片)向库(块茎)转移。喷施CCC 1750、2250 mg·L^(-1)及羟季铵·萘合剂(CC 225 mg·L^(-1)+NAA 20 mg·L^(-1))均可提高淮山药块茎膨大末期鲜薯ADPG焦磷酸化酶活性,有利于鲜薯淀粉合成及产量提高,相互之间有正向相关关系。

小麦灌浆期子粒淀粉合成关键酶活性对不同水氮条件的响应

在盆栽条件下,以旱地小麦品种长旱58为材料,研究了3种不同施氮条件下,灌浆期两种供水处理的小麦子粒中蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化特征。发现干旱处理有利于小麦灌浆前中期淀粉积累,干旱能提高子粒中蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)以及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)的活性,干旱处理会降低灌浆后期子粒中淀粉合成相关酶活性及淀粉积累。结果表明在中氮水平下,干旱处理提高了小麦灌浆前期子粒中淀粉合成相关酶的生理活性、进而促进了小麦子粒中淀粉的合成与积累。