跳过主要内容gydF4y2Ba

叶硒酸钠诱导芳香稻产量形成,粒度特征和2-乙酰基-1-吡咯啉生物合成的调节gydF4y2Ba

抽象的gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

硒(SE)是更高植物和哺乳动物必需品的有益元素。为研究叶硒酸钠对芳烃酸钠的影响,在中国广东省进行了一个锅实验。在初始航展阶段,一次性叶酸亚硒酸钠,浓度为0,10,20,30,40和50μmol·LgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba(分别名为CK,SE1,SE2,SE3,SE4和SE5)是在两种芳香的水稻品种上涂抹的叶面,'gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba' 和 'gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba'。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

初期阶段的硒酸盐应用不仅通过提高种子凝固率和粒重而改善了香米的籽粒产率,而且还通过增加粗蛋白质含量并降低粉碎米率来促进粒度。此外,通过增加前体的含量,Se应用通过增加前体的含量增强了2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)的生物合成(gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯啉,脯氨酸和吡咯啉-5-羧酸(P5C))和酶活性(脯氨酸脱氢酶(PRODH),gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸氨基转移酶(OAT)。叶面喷施硒酸钠通过提高过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量,增强了抗氧化系统。实时荧光定量PCR分析表明,叶面施用硒酸盐可上调植株的生长发育gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba那gydF4y2BaGPX4.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba记录。较高的抗氧化酶活性可能增强了香稻在非生物胁迫下的抗逆性,以保证产量的稳定。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

抽穗期叶面喷施硒酸钠可提高籽粒2-AP含量,提高籽粒生物合成相关酶和前体含量。施用硒酸盐也提高了香稻的产量和品质。叶面施硒可促进POD、SOD和CAT等酶的活性,上调基因的表达gydF4y2BaGPX4.gydF4y2Ba那gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba.gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

香米是一种人们所希望的特种水稻,因为它的味道良好和特殊的香气[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba].独特的香气是香米最显著的特点。之前的研究表明,香味中的挥发性化合物非常复杂,而在仪器分析中检测到的挥发性化合物超过200种[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba].Maraval [gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba[进一步指出,2-乙酰基-1-吡咯啉主要负责香米的芳族特征,最近世界广泛接受。在过去的几十年中,芳香稻米的价格在市场上大大增加,就像对芳烃的需求一样[gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba因此,由于益处良好,香米产量从农民和专家带来更多的利益。gydF4y2Ba

作为香味的关键成分,香米的2-AP生物合成是一种非常复杂的现象。早期研究显示了2-AP生物合成的途径中的一些前体和酶。例如,1993年,Seitz [gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba证明脯氨酸是2-AP形成最重要的前体,可能直接参与2-AP的形成。先前的研究也表明gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸氨基转移酶(OAT)与2-AP具有正相关,而吡咯啉-5-羧酸(P5C)也参与芳烃中的2-AP生物合成[gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba].一些早期的研究甚至指出了香稻2-AP生物合成的几个重要步骤,图中描述了2-AP生物合成的可能途径。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba[gydF4y2Ba7.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba8.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba9.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

图。1gydF4y2Ba
图1gydF4y2Ba

香饭中2-AP形成的可能机制gydF4y2Ba

最近,许多研究发现了一些农艺策略,管理层可以改善芳香米饭中的2 AP浓度。邓的研究[gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba[谷物灌装相期间,水管理和额外氮应用的相互作用显着增加了芳香水稻中的晶粒2-AP含量。宝[gydF4y2Ba8.gydF4y2Ba结果表明,灌浆期干湿交替水分管理显著提高了香稻2-AP含量的生物合成。此外,密苏里州(gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba]和李[gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba表示S硅(Si)和锰(Mn)也可以分别在香米的2-AP生物合成中诱导调节。因此,微量元素的叶面施用可以是改善香米中的2-AP含量的新方法。gydF4y2Ba

硒不仅是人类和动物的必需元素,而且是高等植物的有益元素。早期研究表明,硒是人体必需的化学元素,而缺乏硒会导致免疫功能低下、死亡风险增加和认知能力下降[gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba].Vinceti的研究[gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba]透露,冠心病,高血压,磷酸甘肽 - 贝克病等疾病均与硒缺乏有关,而低硒环境是这些疾病发生的主要因素之一。以前的研究已经表明,SE对许多作物的生长和发展具有积极影响。例如,他的研究[gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba[揭示在破裂阶段的亚硒矿应用在水稻的籽粒产率下显着增加了叶片中过氧化物酶(POD),超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(猫)的活性。莱[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba表明外源硒处理可通过调节水稻光合作用提高水稻产量。此外,王(gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]表明,下硒治疗可激活抗氧化系统并增强光合作用,而较高的SE治疗受损的光合作用装置并抑制光合作用。因此,SE有可能成为芬芳水稻生产中的外源调节剂。gydF4y2Ba

到目前为止,仍然没有关于Se对抗氧化系统和2-AP生物合成效果的任何报告。因此,本研究在广东省(南方主要大米生产省)进行了假设,即硒酸钠可用于调节芬芳水稻中的2-AP生物合成和其他生理特性。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

谷物中的2-AP含量gydF4y2Ba

如图所示。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba叶面施硒酸钠显著影响籽粒2-AP含量。为了gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2BaSe2、Se3、Se4和Se5籽粒2-AP含量分别比对照高15.27、29.25、52.03和24.07%。为了gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba,与CK,SE2,SE3,SE4和SE5相比,分别将2-AP含量增加18.94,28.54,33.63和15.84%。gydF4y2Ba

图2gydF4y2Ba
figure2gydF4y2Ba

硒酸钠对籽粒2-AP含量的影响gydF4y2Ba

表示在(gydF4y2BaPgydF4y2Ba≤0.05)。同下gydF4y2Ba

谷物中2-AP生物合成的合成前体和酶gydF4y2Ba

叶面施硒酸钠对2-AP的生物合成有显著影响gydF4y2Ba△gydF4y2Ba晶粒中的1-吡咯啉,脯氨酸,PRODH,P5C,P5C和OAT活性(图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).与CK,SE2,SE3,SE4和SE5相比显着增加了gydF4y2Ba△gydF4y2Ba籽粒1-吡咯啉含量均以Se4最高。籽粒脯氨酸含量Se3、Se4和Se5均高于CKgydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba.与对照相比,硒处理还显著提高了12.18 ~ 29.48%的PRODH活性gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba并达到2.93-37.09%gydF4y2Ba襄祥广州,gydF4y2Ba虽然在SE4中录制了最高活动的两种品种。另外,SE2,SE3,SE4和SE5处理显着改善P5C含量,并且在SE4中将最高的P5C含量记录在SE4中。燕麦和P5CS活动观察了类似的趋势。gydF4y2Ba

图3.gydF4y2Ba
图3gydF4y2Ba

硒酸钠对籽粒2-AP合成前体及2-AP生物合成酶活性的影响gydF4y2Ba

2-AP和相关前体和酶的相关分析gydF4y2Ba

如图所示。gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba,因为gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba, 这gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯啉含量,脯氨酸含量,产品,燕麦活性,P5Cs活性和P5C含量均与2 AP浓度具有显着的正相关性。为了gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba, 2-AP含量与土壤含水量呈极显著正相关gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯含量。晶粒中的2-AP含量也与ProDH活性,燕麦活性和P5C含量具有类似的关系。然而,与2-AP含量和P5CS活性相似,2-AP含量与脯氨酸含量之间没有显着相关性。gydF4y2Ba

图4.gydF4y2Ba
装具gydF4y2Ba

在2-AP生物合成中涉及前体和酶的2-AP含量的相关性gydF4y2BaMeixiang-2gydF4y2Ba(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BafgydF4y2Ba) 和gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba(gydF4y2BaggydF4y2Ba-gydF4y2BalgydF4y2Ba)gydF4y2Ba

MDA内容物,渗透液体保护剂和叶片的抗氧化反应gydF4y2Ba

硒酸钠的叶面应用影响了SOD,POD和CAT方面的抗氧化酶活性(图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba).值得注意的是,在SE1,SE2,SE3,SE4和SE5中记录9.14,11.62,28.30,23.70和8.72%比CK记录在SE1,SE2,SE3,SE4和SE5中。gydF4y2Ba美乡广州 - 2,gydF4y2BaSe1、Se2、Se3、Se4和Se5的POD活性分别比对照高8.58、14.14、26.60、23.97和8.97%gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba.SOD活性在CK、Se1、Se2和Se5之间无显著差异,而Se3和Se4的SOD活性显著高于CK。CAT活性排序如下:Se4 = Se3 > Se2 > = Se1 > = Se5 > CK forgydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba和SE4 = SE3> SE2> SE1 = SE5> CKgydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba.此外,与CK相比,SE3和SE4治疗对于两种品种显着降低了叶片中的MDA含量。gydF4y2Ba

图5.gydF4y2Ba
figure5gydF4y2Ba

硒酸钠对荚,SOD和猫活动的影响及叶片中的MDA含量gydF4y2Ba

基因的表达与抗氧化酶活性相对应gydF4y2Ba

实时PCR分析描绘了级别的gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba那gydF4y2BaGPX4.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba硒处理的转录本较高(图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba).与对照相比,叶面施硒显著提高了基因的表达gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba那gydF4y2BaGPX4.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba分别为9.64-31.28%、8.75-28.12%和7.63-27.85%。而CK、Se1、Se2、Se3、Se4、Se5间无显著差异gydF4y2Ba卡萨gydF4y2Ba成绩单。gydF4y2Ba

图6.gydF4y2Ba
figure6gydF4y2Ba

分析转录水平gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba那gydF4y2BaGPX4.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba卡萨gydF4y2Ba和gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba

谷物和叶子中的含量gydF4y2Ba

如图所示。gydF4y2Ba7.gydF4y2Ba叶面施硒酸钠显著提高了两个香稻品种叶片和籽粒硒含量。为了gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba与对照相比,Se1、Se2、Se3、Se4和Se5处理籽粒硒含量分别提高了58、110、136、150和145%,叶片硒含量分别提高了91、154、185、202和196%。为了gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba与对照相比,Se1、Se2、Se3、Se4和Se5籽粒硒含量分别提高了36、80、79、117和113%,叶片硒含量分别提高了65、117、116、162、158和196%。gydF4y2Ba

图7.gydF4y2Ba
figure7gydF4y2Ba

亚硒酸钠对叶片叶片含量的影响gydF4y2BaMeixiang-2gydF4y2Ba(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BabgydF4y2Ba) 和gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba(gydF4y2BacgydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba)gydF4y2Ba

粮食产量gydF4y2Ba

如表所示gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,因为gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba穗数和粒数在CK、Se1、Se2、Se3和Se5之间无显著差异。但与CK相比,Se3处理显著提高了结实率,千粒重表现为:Se3 > Se4 = Se1 > Se5 = CK。粮食产量也出现了类似的趋势。为了gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba,在SE2和SE3中记录更高的种子设定率而不是CK。与CK相比,SE1,SE2,SE3和SE4治疗均显着增加了1000粒重和谷物产量,而在SE2和SE3中记录了最高粒重和产率。此外,CK,SE1,SE2,SE3和SE5治疗中没有显着差异,在穗数或晶粒数中。gydF4y2Ba

表1硒酸钠对芳米籽粒产量的影响gydF4y2Ba

粮食质量gydF4y2Ba

如表所示gydF4y2Ba2gydF4y2Ba叶硒酸钠的叶面应用显着影响了香米的籽粒质量属性。为了gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba, Se2、Se3和Se4的粗蛋白质含量均高于CK。与对照相比,Se2和Se3显著降低了水稻垩白率和垩白度,其中Se3垩白率和垩白度最低。为了gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba,与对照相比,Se1、Se2、Se3、Se4和Se5处理均显著提高了粗蛋白质含量。Se2和Se3垩白率较低,Se2垩白率最低。两品种的糙米率、精米率和整米率在CK和Se处理间无显著差异。gydF4y2Ba

表2亚硒酸钠对香稻品质性状的影响gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

2-AP在香稻中的生物合成是一个复杂而重要的现象,受多种因素的影响。有研究人员进行了施肥和微量元素对香稻2-AP含量的影响试验。例如,任的研究[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba结果表明,不同的水分管理和施氮量对香稻2-AP和脯氨酸含量有显著影响。李(gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba[证明Mn肥料通过影响一些酶活性,如燕麦和刺激,Mn肥料可以调节芳米粒中的2-AP含量。而且,宝[gydF4y2Ba8.gydF4y2Ba甚至揭示了干湿交替环境下香稻中2-AP含量增加的分子基础。目前,有两种管理方法可以提高籽粒2-AP浓度。一种是创造一些胁迫环境,如干旱胁迫,以刺激脯氨酸的生物合成,脯氨酸是2-AP形成的重要前体[gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba].另一个是应用更多的营养元素,例如氮,硅(Si)和Mn,以促进香米的生长和发育,从而增强2-AP生物合成[gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba18gydF4y2Ba].此外,对Mo的研究[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]甚至揭示填充阶段期间的阴影均可改善香米中的2-AP含量,并表明途径之间存在一些连接,导致芬芳的水稻中的2-AP和GABA产生。gydF4y2Ba

我们的研究表明了硒酸钠对香米2-AP形成的显着影响。与CK相比,大多数SE应用增加了晶粒中的2-AP含量,并且在SE4处理中记录了最高含量。该结果可以通过与2-AP生物合成相关的PRODH,P5C和OAT活性的增强来解释[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba].ProDH,P5CS和OAT的2-AP和活性之间的显着正相关性与早期研究芬芳稻中的2-AP生物合成过程一致[gydF4y2Ba9.gydF4y2Ba].此外,我们观察到更高的脯氨酸和gydF4y2Ba△gydF4y2Ba在SE治疗中记录了晶粒中的1-吡咯啉含量,并且在它们之间也存在显着的正相关性gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯和2-AP含量。这一结果与Poonlaphdecha的研究结果一致[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]谁表示gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯啉含量是香稻2-AP生物合成的限制因素。因此,叶面喷施硒酸钠可提高香稻中PRODH和OAT等酶的活性,从而促进2-AP的生物合成。gydF4y2Ba

施用硒对香稻的产量也有影响。硒酸钠(Se2, Se3和Se)的一些叶面应用gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba, Se1, Se2, Se3和Se4表示gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba)显着增加了富味的谷物产量。这些增量可以通过叶硒酸钠的叶面施加而改善谷粒重量和种子设定率。我们的结果同意Yong的研究[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba谁证明了叶硒肥料的叶面施用可以提高水稻产量和营养浓度。此外,粮食质量是农民经济回报的决定因素,通常通过铸造,外观和营养品质的股份特征评估[gydF4y2Ba23gydF4y2Ba].研究表明,叶面施用硒酸钠可使香米粗蛋白质含量增加,垩白率降低,从而从外观和营养品质方面调控香米品质。gydF4y2Ba

此外,叶面喷施硒酸钠可调节灌浆期POD、CAT和SOD抗氧化酶活性,降低脂质过氧化(MDA)浓度。POD、SOD和CAT是抑制活性氧、维持细胞结构和功能的关键酶[gydF4y2Ba23gydF4y2Ba那gydF4y2Ba24gydF4y2Ba].目前研究中的豆荚,草皮和猫活动的改善与刁的研究同意[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba[揭示硒可以通过增强叶绿体抗氧化防御系统来促进盐胁迫下番茄幼苗的性能。Ríos报告了类似的结果[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba研究发现,低剂量施用亚硒酸盐可使HgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba,尤其是谷胱甘肽(GSH)过氧化物酶和SOD。SOD,豆荚和猫是关键抗氧化酶,其有助于细胞去除有害氧。抗氧化酶活性的增量可能归因于转录表达的上调gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba那gydF4y2BaGPX4.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba.之前的研究表明gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba和gydF4y2BaGPX4.gydF4y2Ba参与生物和非生物应激反应,并具有调节抗氧化酶如荚和SOD的活性的分子功能(GO:0004601)[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba那gydF4y2Ba28gydF4y2Ba].张的研究[gydF4y2Ba29gydF4y2Ba]发现水稻叶片中CAT酶的模式与gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba同种型酶表达并制定了一个假设,即稻壳中的主要猫酶是由含有的同源寡聚体组成gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba同种型。本研究结果表明,硒酸钠可提高芳米胁迫性抗性,并有助于确保芳香水稻生产的稳定性。gydF4y2Ba

在我们的研究中,在裂缝施用硒治疗中记录了谷物中的粒子的更高内容。SE2,SE3,SE4和SE5处理中的谷物SE含量超过40μgkggydF4y2Ba−1gydF4y2Ba达到了我国富硒水稻标准(GB/T 22499-2008)。水稻籽粒硒含量随叶面施硒浓度的增加而增加,但不同浓度的硒对香稻的响应不同。叶面喷施硒酸钠的正效应在高浓度(Se5)下逐渐减弱。与其他微量元素一样,只有适当浓度的硒才能给植物带来效益。的研究gydF4y2BaKhaliqgydF4y2Baet al。gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba表明高硒酸盐水平抑制水稻萌发。我们的研究结果与gydF4y2Ba杜gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba31gydF4y2Ba据据证明,低浓度的SE增强了水稻幼苗的生长和发展,而高浓度会降低幼苗的干物质重量。考虑了产量性能,粒度和2 AP浓度,SE3是芳香稻田实际应用中的推荐集中。然而,由于土壤类型和植物物种,这项建议可能不同。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

抽穗期叶面喷施硒酸钠可提高籽粒2-AP浓度,增强PRODH、OAT和P5CS活性,提高脯氨酸含量。gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-pyrroline P5C。粮食yield of fragrant rice increased due to selenate application just like grain protein content. The Se application also reduced the chalky rice rate and chalkiness. Furthermore, foliar applications of sodium selenate induced the regulation in the anti-oxidative enzymatic system in terms of SOD, POD, CAT activities and expression of geneGPX4.gydF4y2Ba那gydF4y2BaGPX1.gydF4y2Ba和gydF4y2BaCATCgydF4y2Ba.30μmollgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba硒酸钠在本研究中是最佳的应用浓度。gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

植物材料和生长条件gydF4y2Ba

两种香水种子的种子,'gydF4y2Ba襄祥广州gydF4y2Ba' 和 'gydF4y2Ba美乡广州2gydF4y2Ba’,在中国广东省广泛种植,由中国广州华南农业大学农学院提供。2018年7 - 11月,在中国广州华南农业大学农学院试验研究农场温室(北纬23°16′,东经113°23′,海拔11 m)进行盆栽试验。每盆填土9 kg,土壤为砂壤土,有机质15.06 g/kg,全氮1.18 g/kg,速效氮54.69 mg/kg,全磷1.16 g/kg,速效磷18.06 mg/kg,全钾12.55 mg/kg,速效钾127.14 mg/kg,土壤pH为6.60。将22日龄左右的秧苗移栽到灌土盆中,每盆5丘,每丘3苗。每盆施尿素1.9 g,五氧化二磷0.9 g,氧化钾0.9 g,基肥60%,分蘖期40%。实验期间,温室温度在23 ~ 29℃之间。gydF4y2Ba

治疗和植物采样gydF4y2Ba

6个处理分别为架空喷施0、10、20、30、40和50 μmol·LgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba抽穗期硒酸钠;这些处理分别为CK、Se1、Se2、Se3、Se4和Se5。在抽穗期后十五天,新鲜的叶子和谷物分离和收集的水稻在每个治疗,重蒸馏的水清洗和储存在−physio-biochemical分析80°C(谷物用于2-AP合成前体的测定和酶参与2-AP生物合成;采用qPCR法测定丙二醛(MDA)、抗氧化剂、渗透保护剂含量。成熟时,从水稻植株中分离并收集新鲜谷物,在−80°C下储存以测定2-AP。gydF4y2Ba

估计2-乙酰基 -gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯啉(2-AP)粒子中的浓度gydF4y2Ba

颗粒中2-AP浓度按Du [gydF4y2Ba7.gydF4y2Ba],采用频率为每分钟200次的振荡仪(HZS-H,中国)对新鲜颗粒进行处理。采用同步蒸馏法(SDE)结合日本岛津株式会社(Shimadzu Corporation, Japan)的gcms - qp2010 Plus计算2-AP含量,以ug kg表示gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

的测量gydF4y2Ba△gydF4y2Ba籽粒1-吡咯啉、脯氨酸和吡咯啉-5-羧酸(P5C)含量gydF4y2Ba

粮食gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯啉含量采用Hill [gydF4y2Ba32gydF4y2Ba].在30℃下用1,4-二氨基丁烷反应30分钟后,含量gydF4y2Ba△gydF4y2Ba测量1-吡咯啉,在室温下30分钟。用贝茨的方法测量晶粒中脯氨酸含量[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba].与茚三酮反应后,在520nm下读取吸光度。根据WU描述的方法确定谷物P5C含量[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba].与三氯乙酸(TCA)和2-氨基苯甲醛反应后,在440 nm处读取吸光度。gydF4y2Ba

脯氨酸脱氢酶活性的测定(PRODH),gydF4y2Ba△gydF4y2Ba△gydF4y2Ba谷物中的1-吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸氨基转移酶(OAT)gydF4y2Ba

根据NCUBE的方法测量PRODH活性[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba].反应后在440nm读取吸光度。P5CS活性由张的方法确定[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba].将0.5mL酶提取物加入到反应体系中含有50mM Tris-HCl缓冲液,20.0mM MgCl 2,50mM谷氨酸钠,10mM ATP,100mM羟胺-HCl。燕麦的活性在chou的方法后测定[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba].反应结束后,在440 nm处读取吸光度,用消光系数2.68 mM计算活性gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba厘米gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

叶片丙二醛、抗氧化剂和渗透保护剂含量的测定gydF4y2Ba

根据本孔描述的方法确定MDA和POD,草皮和猫的活动的含量[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba].与硫代巴比妥酸(TBA)反应,测定丙二醛(MDA)含量,分别在532 nm、600 nm、450 nm处读取吸光度,以μmol/g FW表示。用酶提液、0.3% H2O2、0.2%愈创木酚和50 mM l溶液反应后,测定过氧化物酶(POD EC1.11.1.7)活性gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba磷酸钠缓冲液(pH 7.0)和酶活性的一个POD单位表达为U ggydF4y2Ba−1gydF4y2Ba min−1gydF4y2BaFW)。通过使用硝基蓝四唑(NBT)测量超氧化物(SOD,EC 1.15.1.1)活性。将酶提取物加入到含有磷酸钠缓冲剂(pH7.8)的反应混合物中,130mM甲硫氨酸缓冲液,750μmolLgydF4y2Ba−1gydF4y2BaNBT缓冲液,100μmolgydF4y2Ba−1gydF4y2BaEDTA-NagydF4y2Ba2gydF4y2Ba缓冲器和20μmolLgydF4y2Ba−1gydF4y2Ba乳叶嘧啶。反应后,在560nm读取吸光度。一种单位的SOD活性等于使50%抑制颜色反应(U g-1 min-1 fw)所需的提取物的体积。通过向含0.3%H的反应溶液中添加等份的酶提取物来确定过氧化氢酶(CAT,EC1.11.1.6)活性。gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba和磷酸钠缓冲液。在240 nm处读取吸光度,CAT活性用U g表示gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba min−1gydF4y2Ba弗兰克-威廉姆斯。gydF4y2Ba

估计产量及其相关特征gydF4y2Ba

在成熟时,从每种处理中随机收获六个罐并通过机器脱粒。然后,将收获的晶粒晒干并加重,以确定籽粒产率。同时,分别收集来自每种治疗的四个盆的水稻植物,以估计每山的平均有效穗,每穗,种子设定率和1000粒重量。gydF4y2Ba

谷物品质属性的测量gydF4y2Ba

谷物晒干后,在室温下贮存至少一个月,以测定其品质成分。从每个处理中提取约1.0 kg的稻谷,使用砻谷机(中国江苏)估算糙米率,使用精米试验稻米分级机(中国浙江)计算精米和整米回收率。采用SDE-A灯箱(中国广州)测定垩白度和垩白度,采用Infratec-1241谷物分析仪(fos - tecator)测定蛋白质含量。gydF4y2Ba

实时定量RT-PCRgydF4y2Ba

取新鲜叶片(0.03 g)提取总RNA。用HiPure Plant RNA Mini Kit(中国广州马根)提取总RNA。RNA的质量和数量由Nanodrop 2000进行评估。利用Hiscript II QRT SuperMix for qPCR (+gDNA wiper) (Vazyme, Nanjing, China)从500 ng总RNA中合成cDNA。在qPCR管中制备了4.4 μl cDNA,正反引物各0.2 μl, 2*chamQ SYBR qPCR Master MiX 5 μl, ROX reference Dye 1, ddH2O 0.2 μl至20 μl (Vazyme,中国南京)。采用CFX96 Real-time PCR系统(Bio-Rad, Hercules, CA, USA)进行实时定量RTPCR (qRT-PCR)。每个RNA样本进行3个重复。阴性对照均不含cDNA模板。用于qRT-PCR的引物列于表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba.所有引物均采用Primer 5软件工具设计gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

表3水稻籽粒2-AP合成相关酶基因引物序列gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

StatiSTIX 8.1(分析软件,Tallahassee,FL,USA)用于分析实验数据,而通过在5%概率水平下使用最低有显着差异(LSD)测试来分离差异。通过Sigma Plot 14.0(Systat Software Inc.,California,USA)进行图形表示。gydF4y2Ba

数据和材料的可用性gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

缩写gydF4y2Ba

2-AP:gydF4y2Ba

2-乙酰基 -gydF4y2Ba△gydF4y2Ba1-吡咯gydF4y2Ba

猫:gydF4y2Ba

过氧化氢酶gydF4y2Ba

MDA:gydF4y2Ba

丙二醛gydF4y2Ba

燕麦:gydF4y2Ba

鸟氨酸氨基转移酶gydF4y2Ba

P5C:gydF4y2Ba

吡咯啉-5-羧酸gydF4y2Ba

P5CS:gydF4y2Ba

△gydF4y2Ba1-吡咯啉-5-羧酸合成酶gydF4y2Ba

圆荚体:gydF4y2Ba

过氧化物酶gydF4y2Ba

PRODH:gydF4y2Ba

脯氨酸脱氢酶gydF4y2Ba

SE:gydF4y2Ba

硒gydF4y2Ba

草皮:gydF4y2Ba

超氧化物歧化酶gydF4y2Ba

参考gydF4y2Ba

  1. 1。gydF4y2Ba

    Ren Y.灌溉和氮气管理措施影响芳族水稻中的籽粒产率和2-乙酰基-1-吡咯烷含量。申请ECOL ENV RES。2017; 15(4):1447-60。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  2. 2.gydF4y2Ba

    通过代谢谱和感官评价了解水稻茉莉表型。代谢组学。2016; 12(4): 63。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  3. 3.gydF4y2Ba

    Maraval I,Mestres C,Pernin K,Ribeyre F,Boulanger R,Guichard E,Gunata Z.来自CAMARGUE(法国)的熟稻品种中的气味活性化合物,通过GC-O和GC-MS分析。JAgric Food Chem。2008; 56(13):5291。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  4. 4.gydF4y2Ba

    Ashraf U,Kanu As,Deng Q,Mo Z,Pan S,Tian H,Tang X.铅(PB)毒性;物理化学机制,粮食产量,质量和PB分布量表在香水稻中。前植物SCI。2017; 8。gydF4y2Ba

  5. 5.gydF4y2Ba

    Seitz LM, Wright RL, Waniska RD, Rooney LW。2-乙酰-1-吡咯啉对湿磨珍珠粟气味的贡献。农业食品化学学报1993;41(6):955-8。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  6. 6。gydF4y2Ba

    Hien Dt,Jacobs M,Angenon G,Hermans C,THU TT,van Son Le R.脯氨酸积累和Δ1-吡咯啉-5-羧酸盐合成酶基因特性在盐度和干旱耐受性不同的三种水稻品种中。植物SCI。2003; 165(5):1059-68。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  7. 7。gydF4y2Ba

    Du P,Luo H,Hu J,Mao T,Du B,Hu L.不同耕作在直接播种的香米中诱导2-乙酰基-1-吡咯啉生物合成的调节。BMC植物BIOL。2019; 19:1。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  8. 8。gydF4y2Ba

    包国刚,王超,何玲,魏旭,郑安,莫震,唐晓霞。干湿交替条件下香稻2-乙酰基-1-吡咯啉含量增加的分子基础。植物杂志BIOCH。2018; 133:149-57。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  9. 9。gydF4y2Ba

    2-乙酰-1-吡咯啉(2-乙酰-1-吡咯啉)是香米中的一种主要芳香化合物。中国食品科学。2017;97(2):384-95。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  10. 10。gydF4y2Ba

    邓qq,阿什拉夫u,程sr,萨比尔sr,莫志伟,潘sg,田华,段美,唐小荣。灌浆期轻度干旱与施氮互作对香稻2 -乙酰-1-吡咯啉生物合成和产量的影响。应用生态环境学报2018;16(6):7741-58。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  11. 11.gydF4y2Ba

    Mo Z,Lei S,Ashraf U,Khan I,Li Y,Pan S,Duan M,Tian H,Tang X.硅施肥调节2-乙酰基-1-吡咯啉含量,产率形成和芳族水稻的籽粒品质。j麦片sci。2017; 75:17-24。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  12. 12.gydF4y2Ba

    李米,阿什拉夫U,天H,Mo Z,Pan S,Anjum SA,段M,唐X.锰诱导的生长,产量形成,品质人物,稻香气和酶中涉及2-乙酰基-1-吡咯啉的酶芬芳米中的生物合成。植物杂志BIOCH。2016; 103:167-75。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  13. 13.gydF4y2Ba

    Gladyshev VN,Martín-Romero FJ,Xu XM,Kumaraswamy E,Carlson Ba,Hatfield DL,Lee BJ。硒的分子生物学及其在癌症中的作用。艾滋病和其他人类疾病。1999; 1。gydF4y2Ba

  14. 14.gydF4y2Ba

    Vinceti M, Filippini T, Wise LA。环境硒与人类健康:最新进展。当前环境卫生报告。2018; 5(4): 464 - 85。gydF4y2Ba

    PubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  15. 15.gydF4y2Ba

    他lx,郑斧,杜b,罗hw,路鲁,杜p,陈yl,张tt,赖射,唐xr。低浓度硒化岩应用改善了填充阶段水稻的抗氧化性。申请ECOL ENV RES。2019; 17(1):989-98。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  16. 16.gydF4y2Ba

    赖雷,张tt,高耶,陆龙,刘毅,郑斧,ashraf u,风扇ps,du b,luo hw等。EDTA-SE在芳纶稻(Oryza Sativa L)的光合作用浓度的影响。申请ECOL ENV RES。2019; 17(2):3293-303。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  17. 17。gydF4y2Ba

    王yd,王x,黄ys。蛋白质组学分析揭示了对水稻中硒的多种调节机制。J蛋白质组。2012; 75(6):1849-66。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  18. 18。gydF4y2Ba

    关键词:水稻,孕穗期,施氮量,2-乙酰基-1-吡罗啉,脯氨酸,全氮中国科学(d辑:地球科学)2018;gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  19. 19。gydF4y2Ba

    Mo Z,Li W,Pan S,Fitzgerald T1,Xiao F,唐Y,王Y,段M,Tian H,唐X.籽粒灌装期间的遮蔽在香米中增加了2-乙酰基-1-吡咯烷含量。白饭。2015; 8:1。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  20. 20。gydF4y2Ba

    Mo Z,Huang J,Xiao D,Ashraf U,Duan M,Pan S,Tian H,Xiao L,Zhong K,Tang X.补充2-AP,Zn和La,改善了2-乙酰基-1-吡咯啉浓度在分离中体外芳族果皮。Plos一个。2016; 11(2):E149523。gydF4y2Ba

    谷歌学术gydF4y2Ba

  21. 21。gydF4y2Ba

    Poonlaphdecha J,Gantet P,Maraval I,Sauvage F,Menut C,MorèreA,Boulanger R,WüstM,Gunata Z.2-乙酰基-1-吡咯啉的生物合成,在水稻Calli培养物中的2-乙酰基-1-吡咯:1-吡咯啉作为限制基板的证明.食品化学。2016; 197:965-71。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  22. 22。gydF4y2Ba

    冯勇,林伟,徐志宏,张丽艳,安欣欣,黄秋辉。叶面施锌、硒和铁对水稻籽粒营养成分及产量的影响。中国农业科学。2008;56(6):2079-84。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  23. 23。gydF4y2Ba

    韩yp,徐ml,刘xy,yan cj,korban ss,陈xl,顾mh。编码淀粉分支酶的基因是蜡质水稻(Oryza Sativa L.)中淀粉粘度特性的主要贡献者。植物SCI。2004; 166(2):357-64。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  24. 24.gydF4y2Ba

    罗HW,杜B,郑斧,赖雷,你zs,王m,王zm,他lx,张tt,唐xr。洪水处理限制志愿水稻萌发和幼苗生长。申请ECOL ENV RES。2018; 16(5):7231-42。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  25. 25.gydF4y2Ba

    关键词:硒,盐胁迫,番茄,叶绿体抗氧化防御系统,生长发育,光合作用植物生长规律。2014;33(3):671-82。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  26. 26.gydF4y2Ba

    Ríos JJ, Blasco B, Cervilla LM, Rosales MA, Sanchezrodriguez E, Romero L, Ruiz JM。硒对莴苣中H2O2的产生和解毒作用。安:生物。154(1): 107 - 2009; 16。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  27. 27.gydF4y2Ba

    Passaia G,Caverzan A,Fonini Ls,Carvalho Fel,Silveira Jag,Margis-Pinheiro M.叶片和线粒体GPX基因在水稻开发中发挥着关键作用。Biol platarum。2014; 58(2):375-8。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  28. 28.gydF4y2Ba

    Lima-Melo Y,Carvalho Fel,Martins Mo,Passaia G,Sousa Rhv,Lima Neto MC,Margis-Pinheiro M,Silveira Jag。线粒体GPX1沉默触发差分光合作用损伤,以应对水稻植物的盐度。J Intent Plant Biol。2016; 58(8):737-48。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  29. 29。gydF4y2Ba

    张Z,徐Y,谢Z,李X,肝,彭X.乙酸盐氧化酶与水稻过氧化氢酶的结合 - 调节细胞内H2O2水平的潜在开关。莫尔植物。2016; 9(5):737-48。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  30. 30.gydF4y2Ba

    Khaliq A, Aslam F, Matloob A, Hussain S, Geng M, Wahid A, Rehman HU。硒对水稻出苗、幼苗生长和生化特性的影响。中国生物医学工程学报。2015;66(2):236-44。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  31. 31.gydF4y2Ba

    杜波,罗华,何丽,张丽,刘艳,莫震,潘松,田华,段敏,唐欣。硒酸钠对水稻种子萌发、幼苗生长及生化特性的影响。SCI REP-UK。2019; 9:1。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  32. 32。gydF4y2Ba

    山杰姆。过氧化物酶和1,5-二氨基甲烷豌豆幼苗二胺氧化酶的灭活。Biochem J. 1967; 104(3):1048。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Bapmed中央gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  33. 33。gydF4y2Ba

    贝茨LS,Waldren RP,Hinde ID。快速测定水应激研究的游离脯氨酸。植物土壤。1973; 39(1):205-7。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  34. 34。gydF4y2Ba

    吴ml,chou kl,wu cr,陈杰,黄tc。芳族植物大豆(Glycine Max L.)中2-乙酰基-1-吡咯的表征及可能形成机制。J Food Sci。2009; 74(5):S192-7。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  35. 35。gydF4y2Ba

    Ncube B, Finnie JF, Staden JV。解剖体外再生Cyrtanthus的应激代谢变化。植物生理生化学报。2013;65(6):102-10。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  36. 36.gydF4y2Ba

    张c,qin l,verma dps。去除反馈抑制Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶,一种双官能酶催化植物中脯氨酸生物合成的前两个步骤。J Biol Chem。1995年; 270(35):20491-6。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  37. 37.gydF4y2Ba

    Chou It,Chen Ct,Kao Ch。分离稻叶中脯氨酸积累的调节。植物SCI。1990; 70(1):43-8。gydF4y2Ba

    CASgydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

  38. 38.gydF4y2Ba

    孔林,程胜,田华,潘胜,唐晓霞。灌浆前期短期水分管理对高温胁迫下早稻产量的影响。Eur J Agron. 2017; 90:117-26。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

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不适用。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

本研究由国家自然科学基金项目(no . 31971843)、广东省现代农业产业技术体系项目(no . 2017 LM1098)和世界银行贷款广东省农业污染控制项目(no . 0724-1510A08N3684)资助。gydF4y2Ba

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HL和BD计划并设计了研究;LH和AZ进行了实验;HL写了第一版稿件。SP和XT在实验和纸质写作期间提供了指导。所有作者都已经阅读并赞成最终的手稿。gydF4y2Ba

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对应于gydF4y2BaXiangru唐gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

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罗,H.,Du,B.,他,L.gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba叶硒酸钠的叶面施用在香米中屈服形成,粒度特征和2-乙酰基-1-吡咯啉生物合成的调节。gydF4y2BaBMC植物杂志gydF4y2Ba19,gydF4y2Ba502(2019)。https://doi.org/10.1186/s12870-019-2104-4gydF4y2Ba

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