摘要：本研究以菊芋品种南芋一号（NY-1）为试验材料，通过分析菊芋块茎在20℃条件下生长萌芽过程中几种糖分含量以及糖代谢相关基因表达，研究菊芋萌发过程中果聚糖代谢相关糖类及基因的表达调控机制。最后得出两个结论：1。菊芋块茎中果聚糖降低时，控制果聚糖合成酶的基因表达量略有升高；2。块茎发芽后三种1-FEH的表达量都有所升高，说明在块茎发芽的时候需要将休眠时储存的大量高聚合度的果聚糖转化为低聚合度的糖。82397

关键词：菊芋；块茎萌发；糖；果聚糖水解酶；基因的转录水平

Physiological and biochemical changes during the dormancy of Jerusalem artichoke tuber

Abstract： The study focus on the Jerusalem artichoke ( Helianthus tuberosus L。) varieties Nanyu No。 1 (NY-1) through the analysis of sugar content of Jerusalem artichoke tubers and expression of sugar metabolism related genes under the condition of 20℃ in the process of germination。 Finally, two conclusions were drawn: 1。 fructans content of tubers were reduced while gene expression levels of fructan synthase were increased slightly; 2。 after germination, expression of three1-FEHs were increased, indicating a large number of high DP fructan were degraded into a low degree of polymerization sugar。

Key words: Jerusalem artichoke; tuber germination;sugar;1-FEH;gene transcription level

目  录

摘要1

关键词1

Abstract1

Key words1

引言1

1研究背景与目的1

2研究内容2

2。1植物果聚糖代谢与相关酶2

2。2果聚糖代谢的基因表达调控2

3材料与方法2

3。1植物材料及放置条件2

3。2测定参数及方法3

3。2。1糖分的测定3

3。2。2基因的转录水平测定3

3。2。2。1提取总RNA3

3。2。2。2设计并合成引物3

3。2。2。3合成cDNA与高保真PCR3

3。2。2。4构建基因表达载体与菌落PCR3

3。2。2。5实时荧光定量PCR4

3。3数据统计及分析4

4结果与分析4

4。1菊芋萌发过程中的糖分变化4

4。1。1菊芋块茎的糖分含量变化4

4。1。2菊芋块茎芽的糖分含量变化5

4。2菊芋萌发过程中的基因转录水平变化6

5讨论7

5。1萌发期间菊芋糖含量变化趋势7

5。2菊芋块茎芽生长阶段1-FEH的调控7

5。3蔗糖转化与蔗糖转化酶INV的作用7

致谢8

参考文献8

菊芋块茎休眠过程中的生理生化变化

引言  天然的果聚糖目前主要来源于菊苣的主根和菊芋的块茎，也叫菊糖或菊粉，是工业上菊芋块茎产业所需的主要物质。菊芋( Helianthus tuberosus L。)，又名洋姜，是菊科向日葵属多年生宿根植物，具有极强耐旱、耐寒、耐贫瘠、耐盐碱能力，原产地北美洲。菊芋全生育期较长，其块茎在成熟采挖后进入休眠状态，工业生产中往往在其休眠时贮藏，一般情况下块茎在贮藏过程中会大量损耗其储存的碳水化合物。块茎内果聚糖含量大量损耗，使产品的经济价值严重降低，阻碍了菊芋块茎加工产业的发展。本实验通过研究菊芋块茎在恒温20℃培养箱的糖分含量、基因转录水平等休眠过程中的生理生化指标与过程，有助于找到更高效廉价的贮藏菊芋块茎的方法，对菊芋块茎的生产技术的改进和提高有重要意义。

1  研究背景与目的

果聚糖( fructan) 是一种多聚体，由果糖等糖类聚合组成，有线型或和分支型，是一部分被子植物体内贮藏碳水化合物的重要物质[1]。果聚糖因甜度较葡萄糖高并且热值较葡萄糖低而一种成为重要的食用甜味添加剂和食品原料，有助于治疗糖尿病和肥胖症。低聚合度的果聚糖是一种不易被肠道消化吸收的粗纤维，既可以调节肠胃菌群，又可防止产生蛀牙和增胖等；高聚合度的果聚糖具有优良的理化性能，既可应用于果冻、冰激凌和酸奶等作为营养食品的添加剂又可以作为其他的非食物原料。由于果聚糖的这些优良的生理特性，引起了生理学，生物技术，食品科技等领域的广泛兴趣[2]。