【目的】比较气孔关闭与不同气孔密度开张之间叶片分化表达蛋白质及其积累变化，揭示果胶代谢如何调控气孔开张和关闭，为深入理解气孔的环境适应功能提供依据。【方法】构建体内过量和抑制StEPF-2(EPIDERMAL PATTERNING FACTOR2 from Solanum tuberosum)表达载体，以茎段为外植体，转化马铃薯克新1号植株，获得不同气孔密度的转化株系，以黑暗条件下气孔关闭为对照，采用RNA-seq和iTRAQ分别检测不同处理和对照叶片的基因和蛋白质表达谱，比较不同气孔密度分化表达的蛋白质，并通过StEPF-2标记的pulldown和LC-MS/MS结果确认，明确不同气孔密度特异诱导表达的胞壁果胶代谢参与的蛋白质。【结果】叶片成熟过程中，随着气孔的关闭和开张，至少有14个蛋白质家族参与了保卫细胞壁果胶的代谢；黑暗条件下，气孔关闭时有5个蛋白质家族特异表达，分别是阻止HGs水解的多聚半乳糖醛酸酶抑制子（polygalacturonase inhibitor,PGI）、RG侧链合成的UDP-鼠李糖合成酶（rhamnose synthase,RHM）、半乳聚糖β-1,4半乳糖基转移酶（galactanβ-1,4-galactosyltransferase,GALS）、UDP-D-葡萄糖醛-4-异构酶（UDP-D-glucuronate 4-epimerase,GAE）和聚半乳糖4-α-半乳糖转移酶（polygalacturonate 4-α-galacturonosyltransferase,GAUT）；光照条件下，在不同气孔密度的叶片中检出4个蛋白质家族特异表达，它们分别是降解果胶C6甲酯的果胶甲基酯酶（pectinmethylesterase,PME）、内切和末端水解果胶的多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）、α-半乳糖苷酶（α-galactosidase,AGAL）和类果胶裂解酶（pectate lyase-like,PLL）。另有5个蛋白质家族同时参与了气孔的开张和关闭，它们分别是阿拉伯半乳聚糖-蛋白质（aabinogalactan-protein,AGP）、果胶乙酰酯酶（pectinacetylesterase,PAE）、β-半乳糖苷酶（β-galactosidase,BGAL）、类枯草杆菌蛋白酶（subtilase-like,SBT）和果胶甲基酯酶抑制子（pectinesterase inhibitor,PMEI）。【结论】光照条件下，PME催化果胶去甲酯，其后PG和PLL及AGAL分别内切和末端水解果胶，丧失结构的果胶在膨压下开裂，打开气孔；黑暗条件下，PGIP抑制果胶水解，RHM增强果胶侧链合成，结构完整的果胶自行膨胀，保持气孔关闭。

为提高马铃薯产量和品质,以大西洋马铃薯为材料,研究了光合强度和CO2浓度对马铃薯叶片光合作用的影响.试验结果表明:马铃薯叶片光合作用的光饱和点约为1 400μmol/(m2?s),光补偿点约为50μmol/(m2?s).在光饱和点和光补偿点之间,随着光合强度的增加,叶片的气孔导度和蒸腾速率升高,胞间CO2浓度降低;随着CO2浓度的增加,光合速率升高,其CO2的饱和点约为2 000μmol/mol.在CO2的饱和点以下,随着CO2浓度的增加,气孔导度和蒸腾速率呈下降趋势,而胞间CO2浓度持续增加.

通过在紫马铃薯皮花色苷溶液中添加0.01%抗坏血酸或10%葡萄糖并进行加热处理测定其活化能的变化,同时对紫马铃薯皮中花色苷的热降解动力学进行研究。结果表明:紫马铃薯皮花色苷热降解符合一级动力学反应,其热降解活化能在pH值3.0时为74.08kJ·mol-1,pH值增加和降低时其活化能减小。添加抗坏血酸后其活化能为原来的81.49%,其稳定性下降,而添加葡萄糖后活化能增加3.16%。因此,葡萄糖作为辅色剂提高了紫马铃薯皮花色苷的稳定性。

为评价低温胁迫下不同马铃薯品种的光合适应性,以7个马铃薯普通栽培品种和2个湖南马铃薯地方种为材料,分析低温(5、10℃,以20℃为对照)对马铃薯光合作用的影响。结果表明:马铃薯净光合速率随环境温度的降低而下降,所有供试材料表现出相同的变化趋势,但不同材料之间的下降幅度存在差异,与20℃相比,金山薯、中寨黄皮、中薯3号和中薯5号10℃时最大净光合速率的下降幅度分别为51.0%、33.4%、44.5%和42.6%,费乌瑞它和湘马铃薯1号的下降幅度均为14%～17%,以上供试材料与对照的差异均达显著水平(P<0.05),克新系列(1、3、4号)的降幅在4.5%以内,与对照的差异无统计学意义(P﹥0....

基于不同形态的氮素营养栽培试验,分析了不同氮素形态下马铃薯叶片光合色素含量的变化及其与叶绿素荧光动力学参数之间的关系。结果表明:不同形态的氮素营养对马铃薯叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量均产生了较大的影响,其中在发棵期和结薯期表现得较为明显。但不同形态的氮素营养对叶绿素a与叶绿素b含量的比值影响不大,从幼苗期至结薯期均无显著差异(P>0.05)。此外,本研究还发现,以叶绿素a、叶绿素b和类胡萝素3种光合色素的含量作为模型自变量,所建立的叶片PSⅡ光化学效率及PSⅡ潜在活性的三元回归模型具有较高的精度,各生育时期所对应的模型决定系数均在0.865以上,能够较好地反映马铃薯叶绿素荧光动力...

以8个马铃薯品种(系)为试材,进行叶片离体再生研究。结果表明,云薯501愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA 3mg/L+NAA 0.3 mg/L+GA310 mg/L,愈伤诱导率为100%,诱导不定芽分化的优化培养基为MS+6-BA 3 mg/L+GA310 mg/L,芽的分化率为86.3%;会-2的愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA 3 mg/L+NAA 0.5 mg/L+GA310 mg/L,愈伤诱导率为95.7%,诱导不定芽分化的优化培养基为MS+6-BA 3 mg/L+NAA 0.02 mg/L+GA310 mg/L,芽的分化率为65.4%。上述2个品种适宜用作马铃薯转基因...

【目的】研究水分胁迫和复水下马铃薯光合作用变化及其的响应机制，旨在为提高马铃薯抗旱性提供科学依据。【方法】以“克新1号”原种脱毒种薯为材料，进行田间试验，设置土壤相对含水量分别为40%（为田间持水率的40%，下同，T1）、55%（T2）、70%（T3）、85%（T4）和100%（T5）5个处理，播种后各处理土壤相对含水量统一控制在75%左右，从马铃薯块茎形成期（7月1日）开始控水，连续处理21 d，水分胁迫结束之后进行复水处理，保持各处理的土壤含水量均在80%以上直至块茎膨大期结束、淀粉积累期保持在65%

研究了果胶甲酯酶、果胶裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素复合酶处理烟叶,细胞壁物质降解后,烟叶中果胶的含量与结构以及中性糖比例的变化。结果显示:4种生物酶可以有效降低烟叶中细胞壁类物质的含量,最高降幅可达17.8%;果胶甲酯酶和果胶裂解酶处理后的烟样,果胶的甲酯度显著降低,多聚半乳糖醛酸酶处理后果胶甲酯度略有增大;酶处理后果胶中性糖的含量均比对照样增加,但不同种类酶处理的中性糖比例有区别。果胶裂解酶和纤维素酶处理后,烟叶中性香气物质总量(不含新植二烯)分别提高了24.4%和21.9%。

为揭示品种间质体色素降解量和中性致香物质存在差异的原因。研究了3个烤烟品种烟叶衰老过程中质体色素降解和衰老相关指标的变化规律,测定了烤后烟叶中性致香物质含量,并探讨了不同品种烟叶衰老相关指标、质体色素降解量与质体色素降解产物含量的关系,结果表明,质体色素的降解和降解产物的含量与烟叶的衰老特性有关。衰老速度快的品种,烟叶可溶性蛋白降解量大,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性低,脂氧合酶(LOX)活性高和丙二醛(MDA)含量高,类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD)基因表达量高,质体色素的总降解量大,烤后烟叶质体色素降解产物含量高,与衰老慢的品种相比差异明显。中性致...

【目的】探讨干腐病菌(Fusarium sulphureum Schlechlendahl)侵染过程中马铃薯切片组织主要细胞壁降解酶(cell wall degrading enzymes,CWDEs)活性的动态变化。【方法】陇薯3号马铃薯块茎组织切片接种F.sulphureum后,不同培养天数取样测定并比较分析主要CWDEs活性变化。【结果】F.sulphureum侵染的组织均能产生多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、纤维素酶(Cx)、β-葡萄糖苷酶、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)、果胶甲基酯酶(PME)、果胶裂解酶(PML),但P...

【目的】由黑腐果胶杆菌（Pectobacterium atrosepticum，Pa）引起的马铃薯黑胫病，是影响马铃薯产量和品质的主要病害之一。本研究旨在比较不同抗性品种对马铃薯黑胫病菌的生理反应，以期阐明马铃薯抗病品种如何调节防御酶活性及生化物质的含量来抵御病原菌的侵害。【方法】选用抗病品种青薯9号和感病品种乐薯1号为试验材料，温室中进行盆栽种植，植株生长到10～15 cm时在茎基部接种10 μL 10⁶cfu / mL浓度的病原菌Pa，分析接种后不同时间点（1、2、3、4d）时SOD、CAT、POD、PPO、PAL和β-1，3-葡聚糖酶的酶活性，以及木质素和总酚含量的变化情况。【结果】接种Pa后，在抗病品种中，CAT、SOD、PPO和PAL酶的活性，以及木质素含量与对照组相比显著升高，且明显高于感病品种。感病品种在侵染初期表现出较高的POD活性，但随着侵染时间的增加，POD活性的增长速率和峰值在2～3 d逐渐低于抗病品种。尽管，β-1，3-葡聚糖酶活性和总酚含量在不同抗性品种间未表现出显著差异，但两者在接种后1～4 d的变化趋势存在差异。【结论】SOD、CAT、POD、PPO、PAL的酶活性水平以及木质素和总酚含量在抗病和感病品种中存在显著差异，并且抗病品种在接种病原菌后部分生理指标的变化速率明显高于感病品种。

用改良刮制法观测了13个早稻品种剑叶、20个晚稻品种上三叶的气孔特性,比较了常规稻与杂交稻气孔差异,并对气孔密度、长度与宽度之间的相关性进行了分析.结果表明,气孔密度变幅大于气孔长度与宽度;早稻杂交稻剑叶气孔密度、长度与宽度大于常规稻;剑叶气孔长度与宽度呈显著正相关,但长度、宽度与密度相关性不显著;晚稻杂交稻剑叶气孑L密度大于常规稻,倒二叶、倒三叶均要小于常规稻;而杂交稻上三片功能叶气孔长度均大于常规稻;杂交稻倒三叶气孔宽度大于常规稻,其他2叶均比常规稻小;上三片功能叶气孔长度与密度、气孔宽度与密度均表现为显著负相关关系,而气孔长度与宽度呈显著正相关.

【目的】气孔是叶片和外界环境进行气体和水分交换的重要通道,探讨不同株型玉米冠层叶片气孔特性的差异变化,对深入研究气孔特性与光合和蒸腾等重要生理过程的关系具有重要意义。【方法】以株型分别为平展型、中间型和紧凑型的玉米品种陕单9号、农大108和陕单902 3个夏玉米品种为试材,采用盆栽试验研究不同生育期及不同冠层叶片气孔密度等特性的差异和变化规律。【结果】全生育期内,各夏玉米品种叶片气孔特性存在显著差异(P<0.05):随生育期推进,叶片气孔密度逐渐上升,气孔面积显著下降,气孔长度和气孔宽度先增加后降低。不同株型玉米品种间叶片气孔密度、气孔长度和气孔宽度均以紧凑型品种高于其他株型品种,平均分别为1...

利用气孔性状差异明显的粳稻和籼稻品种构建的Sasanishiki/Habataki//Sasanishiki///Sasanishiki回交重组自交系群体为试验材料,根据已有遗传连锁图谱选定236个RFLP分子标记,对水稻齐穗剑叶气孔性状进行QTL分析。共检测到4个气孔性状相关的QTL,包括3个控制气孔密度的QTL(qSD2、qSD4和qSD12),分布在第2、4和12号染色体上,贡献率分别为13.11%,11.76%,22.70%;1个控制气孔宽度的QTL(qSW3),位于第3号染色体上,贡献率为10.04%。气孔密度和气孔宽度的增效等位基因分别来源于粳稻和籼稻。气孔密度与气孔长度存在极显著...

［目的］构建适用于极端干旱荒漠区灰胡杨叶片气孔导度对环境因子响应的数学模型，为准确定量探讨灰胡杨叶片气孔调节和构建干旱荒漠区的水碳循环耦合机制模型奠定基础。［方法］以塔里木河流域荒漠河岸林建群种灰胡杨为研究对象，利用ＬＩ－６４００光合测定仪于２０１２年７—９月、２０１３年６—９月测定灰胡杨叶片气体交换参数与环境因子的日变化，利用逐步回归方法分析灰胡杨叶片气孔导度（Ｇ＿ｓ）对环境因子的响应，并应用国际上２类构建机制不同的代表性气孔导度模型对其气孔导度变化进行模拟及验证比较。［结果］不同年份生长季各月灰胡杨叶片Ｇ＿ｓ的日变化均呈单峰曲线，峰值大小、出现时间与变幅不同，其中以９月峰值出现时间最早，日．．．