成熟小麦种子中残留的α-淀粉酶对小麦馒头品质的影响

α-淀粉酶通过降解淀粉产生发酵糖,并改变淀粉的物化特性,进而影响小麦制品的品质,其影响与α-淀粉酶来源、含量及小麦制品种类有关.成熟小麦籽粒中残留的α-淀粉酶活性存在极大差异,为了解迟熟α-淀粉酶对馒头品质的影响,以重组自交系群体中α-淀粉酶活性极端的小麦品系为材料,比较高低酶活材料制作的馒头品质之间的差异;并依据小麦材料α-淀粉酶活性的分布范围,设定不同的外源α-淀粉酶浓度,研究外源α-淀粉酶对小麦馒头质构、感官品质及微观结构的影响.结果显示,过高的内源α-淀粉酶含量(降落值小于300 s)会导致馒头的高径比及质构参数下降,这种变化趋势与添加过多外源α-淀粉酶的效果类似;α-淀粉酶含量过高,造成淀粉糊化过度,产气过多,馒头内部结构被破坏,持气能力降低,馒头塌陷;降落值不低于300 s的材料制作的馒头品质较好.本研究表明成熟种子中残留的α-淀粉酶对馒头品质有显著影响,优质馒头品种选育时应关注小麦α-淀粉酶活性的差异.(图4表11参35)     

禾谷孢囊线虫侵染对小麦根部防御酶的影响

以抗禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae Wollenweber,cereal cyst nematode,CCN)小麦品系‘E-10’和易感材料‘中国春’为材料,通过人工接种禾谷孢囊线虫二龄幼虫,并在接种线虫后测定根部防御酶苯丙氨酸转氨酶(PAL)和脂氧合酶(LOX)活力变化,研究抗感性材料对线虫侵染后防御酶的响应,以了解作物的抗虫机制.结果发现,‘E-10’和‘中国春’防御酶活力变化存在显著差异,‘E-10’在线虫侵染后6 h,LOX酶活增强,在24 h达到最大值,酶活变化比‘中国春’迅速,暗示‘E-10’启动线虫防御反应更为有效直接.此外,发现小麦在接种线虫后会引起邻近未接种植株根部防御酶活力变化.‘E-10’在接种线虫后12 h,其接触组未接种材料根部PAL酶活增加0.9倍,LOX酶活增加1.1倍,并且‘E-10’未接种植株的酶活变化比‘中国春’更迅速,幅度更剧烈.表明可能有某些气态或挥发性物质参与了小麦防御线虫侵染过程,并且这种现象在抗感材料间差异显著.使用茉莉酸甲酯处理‘E-10’和‘中国春’,小麦根部PAL和LOX酶活并未产生与接触接种线虫材料相一致的变化,表明该气态或挥发性物质并非茉莉酸甲酯.     

青稞B-hordein基因表达载体构建及对小麦的遗传转化

利用从具有特殊B-hordein亚基组成的青藏高原青稞材料中克隆的B-hordein编码基因(SL60)和小麦高分子量谷蛋白亚基胚乳特异表达启动子PGlu1Dx构建了真核表达载体pCB2007-SL60.通过农杆菌介导对普通小麦进行遗传转化,共获得227株再生植株,经PCR鉴定和转化片段测序验证,最终获得5株阳性植株.研究为进一步分析B-hordein基因在小麦背景中的遗传和表达,以及对小麦加工特性的影响奠定了基础.图5表2参21     

水稻花药绒毡层特异表达启动子的分离与表达载体构建

从籼稻川75A(OryzasativaL.)黄化苗叶片中直接提取基因组总DNA.根据文献报道的水稻花药绒毡层特异启动子Osg6B序列设计引物,采用TouchdownPCR技术获得水稻花药绒毡层特异表达的启动子Tsp1,将该片段克隆在载体pMD18-TVector上转化到大肠杆菌JM109,并酶切和PCR验证.序列分析发现,该片段与Osg6B启动子同源性为96%,且具有真核生物启动子的多种特征序列,表明启动子Tsp1为来源于籼稻川75A中的水稻花药绒毡层特异表达的启动子.利用该启动子对本实验室保存的质粒pIB467和pIB009进行改造,构建了一个可产生新型雄性不育系的双元植物表达载体pJH401.图7参13     

抗禾谷孢囊线虫基因中核苷酸结合位点区(NBS)-亮氨酸重复序列区(LRR)的克隆与序列分析

根据源于节节麦抗禾谷孢囊线虫基因Cre3及已经克隆的NBS-LRR类植物抗病基因的NBS与LRR区保守序列分别设计特异引物,从易变山羊草基因组中PCR扩增得到两个扩增条带,它们的大小分别约为530bp和1200bp.经克隆测序发现,这两个序列分别长为532bp和1175bp,且是连续的.它们有32bp的共同序列,总长为1675bp,包含了一个NBS-LRR区和一个不完整的开放阅读框,没有起始密码子、终止密码子和内含子结构.它编码一个557个氨基酸的蛋白质,分子量(Mr)为63.537×103,含有NBS区保守模体ILDD,ESKILVTTRSK,KGSPLAARTVGG,RRC-FAYCS,EGF,以及LRR区的保守模体aXXLXXLXXL.它与Cre3的核苷酸和氨基酸同源性分别为87.8%和77%,可能是一个抗禾谷孢囊线虫基因.图6参13     

宁南霉素诱导烟草酸性病程相关蛋白的研究

研究了宁南霉素对烟草酸性病程相关蛋白的诱导表达．结果表明，宁南霉素可系统性地诱导烟草叶片中酸性病程相关蛋白的高效表达．与水杨酸相比，宁南霉素诱导酸性病程相关蛋白的表达水平较高，持续时问较长．此外，在同一品种不同形态叶片烟草植株中，宁南霉素对植物酸性病程相关蛋白的诱导存在差异．图6表3参20     

TMV或宁南霉素处理对烟草叶片及类囊体膜蛋白组成的影响

对烟草花叶病毒(TMV)侵染、宁南霉素钝化处理的烟草叶片进行了叶片全蛋白多肽组分、类囊体膜蛋白组成的分析.结果表明,TMV侵染或钝化实验的烟草叶片中均出现TMV衣壳蛋白;但是与对照相比,TMV侵染叶片中Rubisco大亚基减少、小亚基增加,类囊体膜蛋白中PsaA、PsaB和Mr=33×103蛋白含量减少.表明TMV侵染要同时影响叶片细胞核基因组和叶绿体基因组的基因表达,从而影响光合作用碳代谢和类囊体膜光系统Ⅰ和Ⅱ.宁南霉素对TMV病毒短时间内具有钝化作用,而较长时间的作用效果不同,10 min钝化样品的蛋白组分保持较为完整,而30 min钝化样品的多肽缺失较为严重.图5表1参11     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成及其对小麦烘烤品质的影响

采用SDS-PAGE方法分析了386份CIMMYT小麦材料的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,并测定了其微量SDS沉降值,同时评估了各亚基对小麦烘烤品质的贡献.电泳结果发现,供试材料所包含的亚基种类和组合非常丰富,共有14条不同亚基和25种不同的亚基组合.A组染色体编码的HMW-GS有Null、Ax1和Ax2,其频率分别为79.50%、16.32%和4.15%;B组染色体编码的亚基按频率由高到低排序为Bx7、Bx7 By9、Bx7 By8、By22、Bx20、Bx14 By15、Bx6 By8,它们的频率分别为42.75%、21.24%、17.36%、13.47%、3.89%、1.04%、0.26%;D组染色体编码的亚基为Dx5 Dy10、Dx2 Dy12、Dx5 Dy12、Dx2 Dy10,其中Dx5 Dy10和Dx2 Dy12亚基为主要类型,频率分别为76.42%和22.00%,含有Dx5 Dy12或Dx2 Dy10亚基的材料非常少,含有Dx5 Dy12亚基的仅有4份,含有Dx2 Dy10亚基的仅有2份,但它们用于研究D染色体编码的等位亚基的遗传和对小麦烘烤品质的贡献将具有重要作用.亚基组合1(Null 5 10 7)出现的频率最高,为34.20%;其次是组合3(Null 5 10 7 9),其频率为11.40%;组合16～25仅分布在1～2份材料中.各亚基对沉降值的影响结果显示,各位点编码的等位基因变异对小麦烘烤品质影响显著.Glu-A1位点上的1亚基的作用显著大于2和Null亚基,2与Null亚基间的差异不显著.Glu-B1位点上的7 8和22亚基显著优于7 9,而7、20和7 9亚基间有差异,但差异不显著,同样,7 8和22亚基间有差异,但差异不显著.5 10和2 12亚基对品质贡献与前人研究一致,5 10亚基显著优于2 12亚基.自然界十分稀少的材料———拥有2 10和5 12亚基的材料的收集对评价Glu-D1位点单个亚基或亚基联合对小麦品质的影响具有十分重要的意义.图1表8参10     

phlb基因在普通小麦与簇毛麦杂种F1中的作用

通过CS、CSph1b与Haynaldiavillosa杂交,幼胚拯救,获杂种F1,其结实率分别为6．67％（12／18）、625％（25／400）对杂种F1植株花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体行为观察发现CS×H.villosa杂种F1平均每PMC仅有1．61条染色体形成二价体和三价体,平均构型为2n＝28＝26．391＋0．79Ⅱ＋0．007Ⅲ,平均染色体交叉数为0．84;而CSph1b×H．villosa杂种F1每PMC中有14．43条染色体发生联会,形成二价体和多价体,平均约型为2n＝28＝13．551Ⅰ＋5．95Ⅱ＋0．55Ⅲ＋0．22Ⅳ,为9．72,其中56％以上的PMC具1～4个多价体（三、四价体）表明Ph1b基因强烈诱导了普通小麦与H.villosa间的部分同源染色体配对杂种F1育性极差,自交均不结实.CS×H.villosa杂种F1与CS回交结实率为6．67％（4／60）,但CSph1b×H．villosa杂种F1与CS、CSph1b回交极难,结实率仅为0．45％（6／1320）．CSph1b×H．villosa杂种已与普通小麦回交成功,为利用ph1b实现簇毛麦优良基因直接对小麦遗转移奠定了基础．     

水稻花药特异表达启动子的克隆与活性检测

植物雄性器官特异表达启动子的克隆是作物杂种优势利用分子育种的基础.根据水稻花药特异表达RA8基因序列设计引物,从水稻(Oryza sativa L.)品种日本晴中克隆得到水稻花药特异表达基因RA8启动子Tsp2,该启动子为RA8基因翻译起始位点上游828 bp的片段,具有启动子特征序列TATA盒TATAAATA和真核生物启动子特征序列CAAT框,与RA8启动子的核苷酸序列同源性为97%.利用该启动子与报告基因GFP构建植物表达载体p1304-rap,采用基因枪法转化烟草花药,通过GFP的瞬时表达证明该启动子具有花药特异启动子活性. 图5 参9