绿豆蛋白超声微波协同提取工艺技术研究

为综合利用绿豆资源,提高绿豆蛋白的提取效率,以绿豆为原料,采用超声微波协同萃取技术对绿豆蛋白进行提取,并筛选出最佳的提取绿豆中总蛋白的工艺参数。研究表明:采用超声微波协同萃取技术可以更好的对绿豆蛋白的提取,最优技术参数为微波功率338 W,处理温度37℃,处理时间15.6 min,液料比为17.5 mL·g^-1,绿豆蛋白的得率为19.52%±0.13%,在此提取条件下可获得最佳的提取效果,这为绿豆蛋白工业化提取以及加工利用提供了理论基础和工业化依据。

小豆锈病分子检测体系的构建及应用

由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae Barclay)引起的小豆锈病是小豆生产中危害最为严重的病害之一,建立早期分子检测技术体系对病害早期诊断和及时防控具有重要意义。本研究以豇豆单胞锈菌ITS序列为依据设计引物,结合已报道的单胞锈菌属特异检测引物,以豇豆单胞锈菌为目标菌,以茄链格孢、茄丝核菌、禾谷镰刀菌、稻瘟菌、苹果轮纹病菌、半裸镰刀菌、玉米链格孢菌、尖孢镰刀菌和禾顶囊壳等9种常见植物病原真菌为参照菌,采用CTAB法提取上述各菌株的基因组DNA,应用普通PCR技术筛选出豇豆单胞锈菌的特异性检测引物UV-ITS,在此基础上设计巢式PCR引物UV-MX,构建了基于巢式PCR的高灵敏度小豆锈病分子检测体系。该巢式PCR体系在基因组DNA浓度仅为4×10^(-6)ng·μL^(-1)时仍可实现有效扩增,其灵敏度是普通PCR的10万倍。以感病小豆品种‘宝清红’接种锈菌后不同时间的叶片为材料检验检测体系的应用效果发现,接种后12 h的小豆叶片样本即可扩增出豇豆单胞锈菌的特异性条带。本研究建立的小豆锈病分子检测体系特异性强、灵敏度高,具备对潜伏期病害进行早期诊断的应用潜力,可为小豆锈病的早期快速诊断和及时防控提供重要的技术支撑。

糜子叶片防御酶系及抗氧化物质对黑穗病菌胁迫的响应

【目的】黑穗病是威胁糜子产量的重要病害,防治黑穗病最有效的方法是种植抗病品种。本研究测定黑穗病菌胁迫对糜子叶片防御酶系活性及抗氧化物质含量的影响,筛选鉴定糜子黑穗病抗性的生理生化指标,为选育抗黑穗病的糜子品种提供理论支撑。【方法】以不同糜子资源为材料,田间种植条件下采用种子饱和接种法接种黑穗病菌,2012—2013年进行糜子黑穗病抗性鉴定,筛选不同抗性的糜子品种。2014年研究不同抗性糜子苗期(SS)、拔节期(ES)、抽穗期(HS)、灌浆期(FS)叶片防御酶系及抗氧化物质对黑穗病菌胁迫的响应,防御酶系测定苯丙氨酸解氨酶(PAL)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性,抗氧化物质测定抗坏血酸(As A)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量。【结果】经连续两年糜子黑穗病抗性鉴定,黑虼蚤(R1)、驴驼川(R2)和小麦糜子(R3)平均发病率分别为0、0和0.73%,为抗病品种;黄硬黍(S1)、宁04-262(S2)和Ym0965(S3)平均发病率分别为19.71%、19.86%和32.28%,为感病品种。接种糜子黑穗病菌后,感病品种糜子叶片PAL活性变化幅度大于抗病品种,表现在拔节期PAL活性为3 610.8 U·g^(-1) FW,显著高于抗病品种的2 520.7 U·g^(-1) FW,而灌浆期为2 425.0 U·g^(-1) FW,显著低于抗病品种的2946.0 U·g^(-1) FW。抗、感品种糜子叶片APX活性均呈先降低后升高的变化趋势,拔节期显著最低;感病品种糜子叶片APX活性在抽穗期和灌浆期(分别为461.1 U·g^(-1) FW和516.7U·g^(-1)FW)显著高于抗病品种(分别为361.5 U·g^(-1)FW和428.2 U·g^(-1)FW)。2类品种叶片GR活性变化呈先升高后降低趋势,抽穗期GR活性显著高于其他3个时期;且抽穗期感病品种叶片GR活性显著高于抗病品种,其中感病和抗病品种糜子叶片平均GR活性分别为271.9和167.4 U·g^(-1)FW。糜子受黑穗病菌胁迫后,6个品种叶片As A含量在147.7—344.8μg·g^(-1)FW范围内波动,无明显规律,且抗、感品种间无显著差异。抗病品种糜子叶片GSH含量从苗期到抽穗期显著降低后到灌浆期又显著升高,而感病品种糜子叶片GSH含量从苗期到抽穗期显著降低后到灌浆期并无显著变化,并且灌浆期抗病品种叶片GSH含量为984.7μg·g^(-1)FW,显著高于感病品种的676.0μg·g^(-1)FW。【结论】不同糜子品种对黑穗病的抗性不同,黑穗病菌胁迫可引起糜子叶片防御酶活性及抗氧化物质含量变化,拔节期和灌浆期PAL活性、抽穗期和灌浆期APX活性、抽穗期GR活性、灌浆期GSH含量在抗病品种和感病品种间存在显著差异,可作为鉴定糜子对黑穗病抗性的生理生化指标。

超高压辅助提取黑豆花青素的工艺优化研究

为了探索超高压技术在天然产物活性成分提取方面的应用,以黑豆为研究对象,考察乙醇浓度、液固比、处理压力、保压时间4个因素对黑豆花青素提取率的影响,并通过响应面分析方法对其工艺进行优化研究。结果显示:最佳工艺为乙醇浓度70%、料液比1∶40(g∶mL)、处理压力438 MPa和保压时间6 min。在此条件下,黑豆花青素的提取率为3.47 mg·g^-1。与模型预测值相比,相对误差值仅为0.03%,证明该模型可用,为超高压技术在杂粮有效成分提取方面的应用提供了新思路。

小豆VaDREB1A基因克隆及其应答锈菌侵染的表达分析

为明确小豆VaDREB1A在抗锈菌侵染过程中的作用,本研究分别从小豆基因组DNA及cDNA中克隆了该基因,测序结果表明VaDREB1A无内含子,全长660 bp编码219个氨基酸,氨基酸序列包含1个AP2结构域,序列特征及系统发育分析表明VaDREB1A属于DREB/CBF亚家族A1亚类。启动子顺式元件分析发现,VaDREB1A启动子包含乙烯、水杨酸及生物和非生物胁迫等响应元件。对该基因响应豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae)侵染的表达分析发现,与不接种对照相比,VaDREB1A在抗病品种中于接种后24 h和120 h显著下调,而在感病品种中于接种后120 h和192 h显著上调。在1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)诱导小豆抗锈病过程中,VaDREB1A的表达与其在抗病品种中的表达相似,分别于ACC处理并接种后24 h和192 h显著下调。上述结果说明VaDREB1A可能参与小豆对锈病的抗性。