菜薹镉低积累“油蔬两用”油菜品种筛选及海藻糖对其镉积累和品质的影响

为完善镉(Cd)污染农田“油蔬两用”油菜安全生产栽培调控技术,本试验以22个甘蓝型“油蔬两用”油菜品种为材料,采用盆栽试验,根据Cd积累量和地上部干质量差异,筛选Cd低积累油菜品种。并进一步研究外源海藻糖喷施时期(苗期、薹期、苗期+薹期)和浓度(10、20、40、80 mmol·L^(-1))对Cd低积累品种油菜生长发育、薹Cd积累及品质的影响。结果表明:Cd胁迫下22个油菜品种各部位Cd积累量和地上部干质量差异显著,其中安农油1号(ANY-1)和同油杂2号(TYZ-2)具有高生物量和低Cd积累的特性,较适宜油蔬两用种植。与对照(CK)相比,Cd处理导致油菜生长受阻,菜薹产量及品质下降。外源喷施10~40mmol·L^(-1)海藻糖可不同程度缓解Cd对油菜的毒害作用,降低菜薹Cd积累,提高菜薹产量和品质,其中苗期喷施20mmol·L^(-1)海藻糖为最佳喷施时期和浓度。苗期喷施20mmol·L^(-1)海藻糖缓解了2个油菜品种Cd毒害,叶绿素含量(SPAD)、地上部鲜质量、根鲜质量、根颈粗较不喷施海藻糖处理相比分别显著提高了13.4%~16.1%、59.1%~63.3%、42.1%~103.6%和30.6%~37.8%,菜薹Cd含量显著降低了61.5%~70.6%,菜薹产量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量分别提高了28.4%~34.5%、41.9%~46.0%和62.6%~76.1%。综上所述,Cd污染土壤种植菜薹Cd低积累油菜品种ANY-1和TYZ-2,结合苗期喷施20mmol·L^(-1)海藻糖,可有效降低菜薹Cd积累,保障菜薹食用安全,提高菜薹产量和品质。

不同浓度海藻糖处理对西瓜幼苗低温抗性的影响

为探讨不同浓度海藻糖处理对西瓜幼苗低温抗性的影响,以农科大五号西瓜品种为试验材料,以清水25℃/18℃(昼/夜)为常温对照(CK),用0、5、10、15、20 mmol·L^(-1)海藻糖对西瓜幼苗进行叶面喷施预处理,10℃/7°C(昼/夜)低温胁迫7 d后测定分析最大光化学效率、相对电导率、丙二醛含量、抗氧化酶活性、根系活力、干鲜质量。结果表明,与0 mmol·L^(-1)海藻糖相比,15 mmol·L^(-1)海藻糖处理可以显著提高西瓜幼苗抗氧化酶活性、根系活力、干鲜质量,降低叶片相对电导率和丙二醛含量,增强幼苗的抗冷性,其中超氧化物歧化酶(SOD)活性升高了36.29%,过氧化物酶(POD)活性升高了43.65%,根系活力提高了127.21%,地上部鲜质量增加了89.20%,地上部干质量增加了80.35%,地下部鲜质量增加了166.95%,地下部干质量增加了107.61%,叶片相对电导率降低了23.01%,丙二醛含量降低了25.32%;而5、10、20 mmol·L^(-1)海藻糖处理大多数生理指标之间没有显著差异。综上所述,叶面喷施海藻糖可以增强西瓜幼苗的低温抗性,其中15 mmol·L^(-1)海藻糖处理效果最好。

外源海藻糖对低温胁迫下玉米幼苗根系生长及生理特性的影响

以玉米品种"先玉335"为实验材料,采用盆栽培养方法,待幼苗长至三叶一心时进行根系浇注海藻糖处理,海藻糖浓度分别为3、6、9、12、15、18mmol?L^(-1),以清水为对照,在人工智能培养箱昼/夜温度14℃/5℃的低温条件下培养4d,分析低温胁迫下海藻糖对玉米幼苗根系生长、抗氧化酶活性、细胞膜稳定性及渗透调节物质含量的影响。结果显示:根系浇注海藻糖能促进低温胁迫下玉米幼苗根系生长,诱导细胞抗氧化酶活性增加,维持根系细胞膜结构和功能的稳定。与对照相比,12mmol?L^(-1)海藻糖处理的幼苗根长、根表面积和根鲜干重分别增加32.16%、15.87%、41.14%、58.33%;SOD和POD活性分别增加44.16%和62.17%;MDA含量和相对电导率分别降低50.23%和42.53%;脯氨酸和可溶性蛋白含量分别增加81.32%和87.21%。表明根系浇注适宜浓度海藻糖可有效提高玉米幼苗的抗低温能力,通过增强根系抗氧化酶活性,减轻膜损伤,进而缓解低温胁迫对幼苗生长的抑制,且12mmol?L^(-1)的海藻糖溶液根系处理效果最佳。

真菌中的海藻糖及其在低温逆境下的作用

海藻糖是一种可溶性的非还原性双糖,对真菌具有渗透调节的保护作用。温度是生物体正常生长发育的一个重要影响因素,当真菌受到低温对细胞的损伤时,会通过渗透调节作用来抵御低温逆境。本文综述了海藻糖的结构与特性、代谢调控以及在低温逆境下对真菌的作用。

低糖适应性耐冻酵母菌与普通酵母菌细胞构成成分的比较

采用气相、液相色谱法和分光光度比色法,对筛选出的低糖适应性耐冻面包酵母BY-03和FY-03与普通高糖面包酵母(PT)细胞构成成分,即胞内海藻糖含量,脂肪酸组成,麦角固醇,磷脂和氨基酸组成进行了分析与比较,进而了解其对酵母耐冻性的影响。结果表明,FY-03海藻糖含量是PT含量的1.40倍,BY-03的海藻糖含量与PT含量基本持平。从3种酵母中皆检出18种氨基酸,其中有助于提高酵母耐冻性的3种带电荷氨基酸即精氨酸,脯氨酸和谷氨酸的含量,BY-03和FY-03均高于PT。从3种酵母中检出了8种饱和与不饱和的脂肪酸,其中BY-03、FY-03的不饱和脂肪酸比例分别为79.82%和78.62%,明显高于PT64.96%,其中棕榈油酸C16∶1和油酸C18∶1的含量相差较大。麦角固醇的含量BY-03和FY-03分别为4.99mg/g和4.77mg/g显著高于PT的2.56mg/g,而三者的磷脂含量没有明显差别。

高糖胁迫下低温对酿酒酵母生理特性的影响

研究20℃下高葡萄糖发酵液对酿酒酵母活细胞数、细胞湿重、糖代谢、海藻糖的影响。结果表明:随着葡萄糖浓度的增加,细胞的渗透胁迫加剧,与对照组比较250g/L、300g/L、350g/L葡萄糖发酵液延迟细胞对数生长期,减缓葡萄糖消耗速率。但细胞湿重有所增加,海藻糖积累量明显高于对照组,说明该菌株有较高的抗高渗能力。20℃下350g/L条件下胞内海藻糖量达655.72mg/L,均高于25℃、30℃,表明酵母处于逆境中。

新型血小板添加液对血小板低温液态保存效果的实验研究

目的探讨使用改良的血小板添加液(PAS)替代70%自体血浆在低温液态条件下对血小板的保存效果。方法采集6单位单采血小板,每一单位单采血小板平均分为3组,A组加入70%PAS-ⅢM/30%血浆10℃保存;B组加入100%血浆22℃保存;C组加入100%血浆和海藻糖-85℃保存。A、B组在第1、5、7、9天取样检测,C组在20d后复苏取样检测。分别检测PLT计数、PDW、MPV、CD62p、HSR、PAgT、pH值、LDH以及GLU的变化。结果保存期内随保存时间延长,A组和B组CD62p表达增加,HSR和最大聚集率降低;A组的LDH释放、GLU消耗、CD62p表达、HSR、血小板最大聚集率与B组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。B组pH值在第5天起明显降低(P<0.05)。C组LDH释放明显较其他两组增多,但CD62p表达较少(P<0.05)。C组PDW显著升高,除与B组第5天结果相似外,均高于A、B组各时间点结果(P<0.05)。各组PLT计数相差不显著。结论改良的PAS-ⅢM能够很好的替代血浆用于血小板的保存,同时在低温条件下能够很好地保护血小板的功能,保存效果好于血浆常温保存。

低温胁迫下草菇海藻糖磷酸化酶基因表达变化研究

海藻糖是真菌抵御逆境的重要渗透调节物质之一,其合成与分解受海藻糖磷酸化酶(trehalose phosphorylase,TP)调控。以草菇低温敏感型菌株V23和耐低温型菌株VH3为试验材料,研究了低温胁迫对草菇海藻糖磷酸化酶基因的影响,并比较了海藻糖磷酸化酶基因在两个菌株中的转录表达差异。实时荧光定量RT-PCR结果显示:耐低温型菌株VH3的TP基因在低温处理2 h时表达量升高,此后逐渐下降,低温敏感型菌株V23的TP基因在整个低温处理过程中一直呈下降趋势,并且在相同低温处理时间下,该基因在VH3中的表达量下降幅度要小于V23中的。初步推测TP基因的高表达与草菇的耐低温能力相关。

低温贮藏条件下木薯种茎可溶性糖与干旱胁迫耐受性的相关性研究

【目的】研究木薯种茎在不同温度贮藏不同时间后的失水状况、可溶性糖含量以及相关糖代谢信号通路中有关酶基因表达量的变化,分析不同温度下海藻糖含量与种茎失水率的相关性。【方法】以‘木薯60444’种茎为试验材料,采后分别贮藏于低温(20±2)℃、常温(36±2)℃0~30 d,测定种茎失水率、相关可溶性糖含量,运用实时荧光定量PCR分析种茎糖代谢相关基因的表达,木薯种茎海藻糖含量和失水率的相关性分析采用Pearson法。【结果】低温贮藏组种茎失水率在10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.01)。低温与常温贮藏种茎海藻糖含量随贮藏时间的延长整体呈不同程度地提升,且低温贮藏组在10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.05);蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖含量均随贮藏时间的延长整体呈下降趋势。相关性分析表明,低温贮藏组与常温贮藏组种茎海藻糖含量与种茎失水率呈强线性相关,且2个贮藏组回归方程存在显著差异,低温贮藏组相关系数低于常温贮藏组。实时荧光定量PCR分析表明,低温贮藏不同程度地降低了糖酵解相关基因表达,低温贮藏组海藻糖–6–磷酸合成酶基因(MeTPS-1)的表达量在贮藏10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.05)。【结论】低温贮藏有助于木薯种茎保水,减缓糖酵解速度,延长贮藏时间。海藻糖与木薯种茎失水胁迫呈强相关性,海藻糖含量上升有助于提升木薯种茎的保水能力。

发菜悬浮细胞对低温胁迫的生理响应机制

以人工培养的发菜悬浮细胞为研究对象,通过分析低温胁迫下细胞的生长状态和生理特性的变化,阐释发菜在极端环境下得以生存的适应机制.结果表明:4C低温胁迫处理15天后,发菜悬浮细胞的相对生长量显著降低,而质膜相对透性和细胞活性在低温胁迫处理3天较对照有明显的变化,处理5天后细胞逐渐适应.与对照相比,低温胁迫处理5天使发菜细胞内的脯氨酸质量分数和海藻糖质量分数显著上升,同时显著抑制了光合系统Ⅱ的活性,而叶绿素a的质量分数在低温处理初期上升.由此可以发现,低温胁迫使发菜悬浮细胞的质膜完整性和光合作用受到伤害,而细胞内的脯氨酸和海藻糖迅速积累起着积极的渗透调节作用,从而使细胞逐渐适应低温,生长得以恢复.

低温胁迫下海藻糖强化厌氧氨氧化污泥活性研究

利用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器,采用实验室已经驯化好的厌氧氨氧化颗粒污泥,在低温(12℃)条件下进行连续流培养,研究低温胁迫条件下不同的海藻糖投加量对UASB反应器脱氮效能和厌氧氨氧化污泥活性的影响。结果表明,投加适宜的海藻糖可以提高厌氧氨氧化菌的活性。在投加海藻糖浓度为0.1 mmol/L时,脱氮效果最佳,NH4+-N、NO2--N、TN去除率分别为70%、73%、63%;与未投加海藻糖相比,能够使TN去除负荷提升26%左右。

低温下冬小麦与中国春的TPS基因表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶基因(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖合成途径中的关键酶基因,在植物耐寒过程中发挥着重要作用。为了分析不同耐寒性的小麦品种中TPS基因在低温处理下的表达差异,明确TPS基因在抗寒中所起的关键作用,以抗寒品种东农冬麦1号(D1)和对照品种中国春(CS)为材料,设定一系列低温处理,用qRT-PCR分析7个TPS基因的表达差异。结果表明,低温驯化初期,TPS4和TPS7在D1中大量表达。低温驯化后期,D1中TPS1、TPS2、TPS4、TPS6和TPS7基因的表达量均明显高于CS中的表达量。TPS2、TPS3、TPS5和TPS6基因在小麦低温冷冻中后期相对表达量达到最高。-16℃下D1中的TPS1、TPS6和TPS7基因相对表达量分别为同时期CS的72.8倍、308.68倍和32.83倍。D1中的TPS3基因在7个冷处理中有6个为下调表达,而TPS7基因在各处理下均为上调表达。本研究结果对高抗寒性新品种的选育具有重要意义。

外源海藻糖浸种对低温胁迫油菜种子萌发及幼苗生长的影响

为提高抗寒性,促进油菜种子发芽及幼苗生长,以甘蓝型油菜品种中油杂19为材料,研究外源海藻糖浸种对低温胁迫下油菜种子萌发及幼苗生长的影响,阐明外源海藻糖浸种的寒害缓解作用。结果表明,在低温处理下(10℃),油菜种子萌发受到抑制,发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数均显著下降,平均发芽时间显著延长;种子萌发过程中异柠檬酸裂解酶活性显著降低,可溶性糖和可溶性蛋白消耗显著降低,脯氨酸含量增加缓慢;油菜幼苗苗长、主根长及干鲜重均显著降低。而外源海藻糖浸种可以显著提高低温胁迫下油菜种子萌发速率及根系发育,促进幼苗生长,其中以10 mmol/L的海藻糖浸种处理效果最好。10 mmol/L海藻糖浸种可以促进油菜种子可溶性蛋白和可溶性糖的消耗,增加脯氨酸积累,提高异柠檬酸裂解酶的活性,使种子发芽率和发芽势分别提高19.4%和61.8%,平均发芽时间缩短21.7%;同时也可以促进幼苗根系生长,增加养分含量,提高油菜幼苗鲜重。相关分析发现浸种24 h后,可溶性糖和蛋白及脯氨酸含量与各项发芽指标显著相关。综上认为,10 mmol/L海藻糖浸种24 h,可通过促进种子能量代谢和渗透调节,缓解低温对种子萌发的抑制作用,促进油菜生产,提升其抗寒能力。

海藻糖对中式糯米糕团品质影响研究

针对传统中式糯米糕团易失水老化的缺点,通过向其中添加海藻糖以提高传统糯米糕团的保质期。研究结果表明,海藻糖对中式糯米糕团制品的保水性、口感、硬度等品质有一定提高,并可在一定程度上抑制糯米糕团制品中淀粉的回生现象,从而延长糕团制品的保质期。其最佳添加量为米粉用量的10%。此外,通过低场核磁技术研究了相关机制,初步认为海藻糖是通过提高淀粉中水分子流动性抑制了糯米糕团制品中淀粉回生现象。

弱光导致荷花花芽败育的机制探析

[目的]本研究旨在探究弱光下荷花花芽败育的成因及相关机制。[方法]以荷花种藕品种‘霞光染指’‘红盏托珠’和‘雪恋’为材料,从生理、分子遗传学角度分析弱光诱导在荷花花芽败育的成因。[结果]与对照(全光照)相比,遮阴处理使植物生长受阻,开花量显著下降,花期延迟并缩短;光合特性分析显示,3个品种光补偿点下降,其中‘雪恋’光补偿点最低;弱光下可溶性糖含量下降,且对蔗糖含量影响最大;Tunnel染色结果显示细胞凋亡是弱光引起花芽败育的主要原因。组学数据揭示引起细胞凋亡的重要基因NnSnRK1在弱光及其他胁迫,如水淹胁迫、铜胁迫、热胁迫等,与NnTPS1呈现出相反的表达模式;RT-qPCR表达量分析表明,遮阴处理下,荷花NnTPS1表达量下降,NnSnRK1表达量上升;外源施加低浓度蔗糖可以提高NnTPS1基因表达量。[结论]荷花在遮阴处理的弱光环境下,发生严重的花芽败育现象,而细胞程序性死亡是弱光引起花芽败育的主要原因;弱光下蔗糖含量降低引起NnTPS1表达量下降,减弱了对NnSnRK1的抑制可能是诱导荷花花芽败育的关键原因。

Bx–daf–2与Bx–tre–1协同调控海藻糖促进松材线虫低温抗逆

分析-5℃处理松材线虫转录组数据,筛选出低温胁迫诱导差异表达基因胰岛素样生长因子受体基因Bx-daf-2。筛选低温胁迫和Bx-daf-2 RNA干扰松材线虫共表达基因,发现海藻糖酶基因Bx-tre-1受Bx-daf-2调控。进一步研究低温胁迫下松材线虫Bx-tre-1功能,结果表明,松材线虫Bx-tre-1表达量下调,参与低温胁迫响应,从而导致海藻糖酶活性降低,海藻糖含量升高。Bx-tre-1 RNA干扰处理组松材线虫低温胁迫下海藻糖酶活性下降,海藻糖含量升高,存活率升高,说明低温胁迫条件下,海藻糖含量升高有助于提高松材线虫存活率,Bx-daf-2与Bx-tre-1协同调控海藻糖含量升高,促进松材线虫低温抗逆。

海藻糖对冷冻鱼面冻融稳定性的影响

为提高冷冻鱼面的品质,研究海藻糖对冷冻鱼面冻融稳定性的影响。采用质构仪研究了海藻糖对冻融循环过程中冷冻鱼面品质的影响,采用低场核磁共振测定了冷冻鱼面冻融过程中水分迁移、分布状态,研究了海藻糖改善冷冻鱼面冻融稳定性的机制。结果显示,添加2%海藻糖(m/m)使鱼面的拉断力从110.7 g提高到133.9 g;反复冻融4次后空白鱼面拉断力降低了35.0 g,添加2%海藻糖(m/m)鱼面的拉断力降低了21.1 g,其拉断力仍与新鲜空白对照鱼面的拉断力相当;海藻糖可以调整鱼面中水分状态,使结合水含量增加,自由水含量减少;海藻糖还能有效抑制水分从表面向鱼面芯部迁移,因此有利于保留鱼面"筋道"的口感。综上,海藻糖可显著改善冷冻鱼面的冻融稳定性,最佳添加量是2%。

茶树TPP基因家族的鉴定及其对低温胁迫的响应

[目的]本文旨在鉴定茶树海藻糖-6-磷酸磷酸酶(TPP)基因家族,并探索其在茶树抵御低温胁迫调控中的功能。[方法]利用生物信息学的方法,对茶树TPP基因家族进行进化树、保守结构域、启动子顺式元件等特性进行分析;通过茶树TPP基因家族的组织特异性表达及其对低温胁迫的响应,初步探讨CsTPP的生物学功能。[结果]从茶树基因组中鉴定到12条具有Trehalose-PPase保守结构域的CsTPP序列。系统进化树分析表明,根据与拟南芥、水稻的TPP基因同源性差异比较,可以将CsTPP分成3组。启动子顺式元件分析表明,CsTPP的启动子区含有多个胁迫响应相关元件和激素响应相关元件。基因表达分析显示,12个CsTPP基因在不同组织的表达量差异较大,具有明显的组织表达特异性。低温胁迫响应分析显示,4个CsTPP基因可能参与茶树叶片响应低温胁迫过程。[结论]CsTPP基因家族可能参与茶树响应低温胁迫的过程。

海藻糖对CRI系统低温厌氧氨氧化脱氮性能的影响研究

采用人工快渗(CRI)系统启动厌氧氨氧化,考察了不同浓度的海藻糖对低温条件下厌氧氨氧化脱氮性能的影响。结果表明,当运行温度由(30±1)℃降低到(10±1)℃时,NH^(+)_(4)-N、NO^(-)_(2)-N、TN平均去除率分别由99.1%、99.7%、90.8%降至80.4%、79.5%、69.9%。投加适量浓度(0.05~0.15 mmol/L)的海藻糖有利于低温条件下厌氧氨氧化性能的恢复,当海藻糖投加量为0.15 mmol/L时,运行12 d后NH^(+)_(4)-N、NO^(-)_(2)-N、TN平均去除率分别升高至99.1%、99.7%、91.9%,比未投加海藻糖时分别提高了19.9%、21.0%、22.8%。投加适量海藻糖可作为低温条件下保持CRI系统厌氧氨氧化高效稳定运行的强化措施。

甘油和海藻糖对低温保存精液品质的影响

为了研究低温保存下海藻糖和甘油对牛精液品质的影响,本试验选取了宁夏四正生物技术公司的健康荷斯坦种公牛的精液,在低温保存液里分别添加5%的甘油以及0.028mol/L、0.014mol/L、0.0416mol/L的精液保护剂海藻糖为试验组,以不添加试剂的低温保存精液为对照组,对保存不同时间的精液品质进行测定。结果显示添加甘油的试验组精子活力低于对照组,但差异不显著(P>0.05)。海藻糖浓度为0.0416mol/L组的精子畸形率低于对照组及其他海藻糖组,并且差异显著(P<0.05);海藻糖组与对照组精子活力相比,在24h、48h、72h时差异不显著(P>0.05);在96h、216h、240h时差异显著(P<0.05),其活力下降明显。