科研产出
山药块茎发育过程中淀粉积累及差异蛋白分析
《华南农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确山药Dioscorea spp.块茎发育过程中淀粉积累规律,为高产优质山药栽培及育种提供理论依据。【方法】以‘GH16’为材料,测定山药块茎发育过程中淀粉积累变化,并通过石蜡切片观测块茎组织、细胞及淀粉粒变化,采用蛋白质双向电泳技术寻找与块茎物质积累相关的关键蛋白。【结果】在块茎形成初期(4—5月)未见淀粉积累;块茎膨大初期(6月)淀粉粒均匀分布于薄壁组织细胞中,随后块茎细胞、淀粉粒随着山药块茎的发育逐渐增大,淀粉迅速积累;至膨大中后期(9月后),淀粉粒大量积累于靠近维管束周围的薄壁组织细胞中;到膨大后期(11月)块茎细胞达到最大值,细胞纵径和横径分别为121.685和89.572μm,淀粉积累达到高峰,淀粉粒长径最长达27.608μm (12月),短径最长达16.450μm (11月);3个发育时期共有179个蛋白表达发生了显著变化。选取其中差异较大的52个蛋白点进行质谱鉴定,其中31个差异表达的蛋白被鉴定,这些差异蛋白主要是与糖代谢和淀粉合成相关的酶,如6–磷酸葡萄糖酸脱氢酶、果糖–1,6–二磷酸醛缩酶、ATP合成酶α亚基、UTP–葡萄糖–1–磷酸尿苷酰转移酶、磷酸甘油酸激酶1等,它们在膨大初期后表达上调。山药块茎特异蛋白Dioscorin在膨大后期大量积累。【结论】山药块茎的膨大是细胞分裂与细胞膨大及淀粉积累共同作用的结果;块茎发育过程中的主要差异蛋白在糖代谢及淀粉合成过程中起关键作用。
关键词： 山药 块茎 生长发育 淀粉积累 显微结构 蛋白组学
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利用隶属函数法对山药种质资源品质和产量进行综合评价
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】对31个山药种质资源的品质和产量进行综合评价,为山药优良品种的选育栽培和山药产业的发展提供理论参考。【方法】以所收集的31个山药种质资源为材料,测定其块茎产量、性状及可溶性蛋白、淀粉、蔗糖、还原糖等品质指标,并用隶属函数法对所得数据进行综合评价。【结果】31个山药种质资源在产量和品质方面存在较大差异,根据块茎长度可划分为长型、中型、短型3种类型;根据产量性状可划分为7类,第1类产量最高,达55 000 kg/hm~2以上,包括HZ-2和G15,第7类产量最低,为15000 kg/hm~2以下,包括湖北大、铁棍山药、湖北小和SY2。经隶属函法综合评价,品质和产量表现较优的有中、长型品种GH5、G1、GH-9、G15、HZ-2、BL-5和BL-2,短型品种PZ-1、野生种、土家白、PZ-3、BL-3、粤北2号和浙江红。【结论】综合表现较优的品种中,中、长型品种GH5、G1、GH-9、G15及HZ-2等品质和产量俱佳,适合作为高产优质育种材料或鲜食新品种的优异亲本;而短型品种野生种、土家白和浙江红等,则适合机械化种植和加工。
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山药Actin基因片段的克隆及表达分析
《生物技术通报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：通过山药Actin基因的克隆和表达分析,为研究山药生长发育中肌动蛋白的作用及其他基因的表达和调控奠定基础。根据Gen Bank中已经公布的其他植物肌动蛋白基因(Actin)的保守序列设计一对简并引物,采用RT-PCR技术从山药块茎中分离出1个Actin基因cDNA片段,命名为DoActin。片段长度为1 091 bp,编码357个氨基酸,并提交Gen Bank(登录号:KU669295)。与NCBI核酸和蛋白质数据库序列比对,该序列与其他植物Actin基因核苷酸序列的同源性均在83%以上,氨基酸序列的同源性均在97%以上。进化分析结果显示,DoActin与海枣Actin-2、木本棉Actin-7的亲缘关系最近。实时定量PCR结果显示,DoActin在山药叶片、地上茎和地下块茎以及不同发育期的块茎和叶片中表达量相对稳定,表明其适宜作为山药的内参基因。
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外源赤霉素和多效唑对山药块茎膨大和零余子形成的影响
《园艺学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以山药大薯品种‘桂淮5号’和小薯品种‘桂淮16’为材料,研究了外源赤霉素(GA3)和多效唑(PP333)对块茎膨大和零余子形成的影响。结果表明,200 mg·L-1 GA3显著增加山药块茎产量,而200 mg·L-1 PP333显著降低山药块茎产量。山药块茎生长发育进程可划分为3个时期:块茎形成期、膨大期和成熟期。与对照相比,在块茎膨大期,外源GA3显著降低‘桂淮5号’和‘桂淮16’单株块茎总质量,且显著降低定植后150 d单个块茎质量;在块茎成熟期,外源GA3显著增加单株块茎数量和单株块茎总质量。同时,GA3显著增加零余子的长度和单个零余子质量,却显著降低单株零余子产量。与GA3相比,在块茎膨大期,外源PP333显著降低单株块茎总质量和单个块茎质量,而显著增加零余子的宽度和单株零余子产量;在块茎成熟期,PP333显著减少山药单株块茎数和单株块茎总质量。
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山药热泵干燥特性及数学模型的研究
《现代食品科技 》 2014 北大核心
摘要：本文以新鲜山药为原料,研究其热泵干燥特性及数学模型。以干燥温度、切片厚度为因素,研究其对山药热泵干燥特性的影响,并通过SAS8.0软件对实验数据进行拟合得出山药热泵干燥模型,得到了山药热泵干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线。干燥温度越高、切片厚度越薄,山药的干燥速率越快,干燥时间越短。干燥温度对山药热泵干燥的速率有较大影响,而切片厚度对干燥速率的影响较小;山药热泵干燥符合Page模型,模型拟合效果很好,经验证,模型预测值与实验值比较吻合,能正确反应山药干燥规律,该模型可以用来描述山药热泵干燥过程变化过程。对热泵干燥山药产品的品质进行分析表明,与热风干燥相比,采用热泵干燥方式山药具有较好的复水性,色泽呈乳白色,感官品质良好。
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氯吡脲和多效唑配施对山药块茎淀粉合成相关酶活性的影响
《湖北农业科学 》 2012 北大核心
摘要：以山药品种桂淮2号为材料,在块茎膨大初期进行氯吡脲和多效唑不同浓度组合配施,研究氯吡脲和多效唑对山药块茎淀粉合成相关酶活性的影响。结果表明,氯吡脲和多效唑不同浓度组合配施提高了与山药块茎淀粉合成相关的ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、可溶性淀粉分支酶的活性,进而提高了山药块茎淀粉的含量;3种酶活性的动态变化均为先升高后下降,与山药块茎淀粉积累的动态变化趋势一致。氯吡脲和多效唑不同浓度组合配施对山药块茎淀粉合成相关酶活性的影响均为正效应,而氯吡脲的影响大于多效唑。最适处理浓度组合为氯吡脲30～34 mg/kg、多效唑610~630 mg/kg。
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山药块茎代谢物质含量及其相关性分析
《热带作物学报 》 2011 CSCD
摘要：采用多变量统计方法,比较3份山药材料(桂淮2号、桂淮5号、G16)采收期块茎中14个代谢产物含量及其相关性。结果表明,G16的水分、可溶性总糖、蔗糖、苹果酸、酒石酸、皂苷及可滴定酸的含量显著高于桂淮2号、5号,还原糖、可溶性蛋白质含量显著低于桂淮2号、5号。苹果酸、酒石酸、可滴定酸等酸类物质之间呈显著相关,其它物质之间相关性在品种间有差异。3个品种中14个代谢产物可由4个公因子分别反映98.15%、93.11%、94.03%的信息量,酸类物质是各品种第1公因子,其余公因子在品种间不一致。表明不同品种山药代谢产物的含量、相关性、关键因子有差异,从而形成不同品质效应,酸类物质在山药块茎物质代谢和品质形成中起关键作用。
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山药块茎发育中物质积累及相关代谢酶变化
《作物学报 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：以桂淮5号和桂淮16两个不同山药品种为材料,根据块茎生长发育特性,在山药发育进程中测定块茎的有关生理生化指标。结果表明,随着块茎发育进程的推进,块茎长度及干物质积累持续增加,淀粉酶(AMY)活性降低;多数碳水化合物、功能性物质及过氧化物酶(POD)、酸性转化酶(AI)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性先持续增加,达到峰值后下降,但峰期不同;2个品种的还原糖、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)变化不一致。t检验表明,在块茎发育全过程中,品种间的干物质(P=0.011)、淀粉(P=0.031)、皂苷(P=0.019)差异显著。可溶性糖(r5=0.97**,r16=1.00**)、AGPase(r5=-0.85*)、还原糖(r16=0.87*)与蔗糖显著相关;多糖(r5=0.95**)、Vc(r5=0.83*)、皂苷(r16=0.88**)与淀粉显著相关;干物质(r5=0.97**,r16=0.87*)、AMY(r16=-0.95**)、AGPase(r16=-0.90**)、蛋白质(r16=0.83*)与块茎伸长膨大显著相关。由此表明,蔗糖积累、SPS和AI活性在山药块茎发育中起关键调控作用,主要功能性物质彼此间密切相关。
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山药ANS基因的克隆和分子特性及其与花青素积累的关系
《园艺学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：为了阐明花青素合成酶(ANS;EC1.14.11.19)基因在山药地下块茎花青素积累过程中的功能,利用RT-PCR和RACE技术从田薯(DioscoreaalataL.)地下块茎中分离到一个ANS基因(DaANS1),并运用相关软件、Norhtern杂交和原核表达等技术分析了该基因;同时测定了ANS酶活性和花青素含量。结果显示,该基因序列大小为1387bp,最大开放阅读框(ORF)、5′端和3′端的非翻译区分别由1077bp、9bp和301bp组成,且有真核生物基因5′-和3′-末端序列的典型特征,是一个完整的全长cDNA序列;DaANS1最大ORF可编码358个氨基酸,其分子量和等电点分别为40.4kD和5.26,并含有依赖于2-酮戊二酸和Fe2+氧化的保守结构域,其中包括与2-酮戊二酸特异结合的精氨酸2个(Arg295、304)及与Fe2+结合的保守组氨酸5个(His238、243、249、276、294)和天冬氨酸3个(Asp240、260、279);DaANS1与所选被子植物ANS基因的同源性均远高于与裸子植物的同源性,而且与被子植物中双子叶旋花科植物ANS基因的亲缘关系最近,但仅能将属、种间植物合理分类;DaANS1表达丰度从初前期增至最强的盛前期后一直降至最低的后中期,到收获时又稍增强,其表达模式与ANS酶活性和花青素含量的变化具协同性。这些结果表明,DaANS1为植物ANS基因的一员,可评价属、种间植物的亲缘关系,在转录水平上受到调控而影响田薯地下块茎花青素形成。
关键词： 山药 花青素合成酶 基因克隆和分析 酶活性变化 花青素积累
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