甜菜氮素同化与蔗糖代谢的关键酶及相关性研究

试验以甜菜高糖品种甜研7号为试材,采用框栽方法,进行各生育时期氮素同化酶与蔗糖代谢关键酶的测定。研究表明,在甜菜幼苗期和叶丛形成期,叶片硝酸还原酶（NR）活性分别与根中蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性和蔗糖合成酶（SS）分解方向活性呈显著和极显著关系,叶片NR活性与根中SS合成方向活性关系虽呈正相关但未达到显著水平;在甜菜块根增长初期,根中谷氨酰胺合成酶（GS）活性与根中SPS活性呈正相关但未达显著水平、分别与根中SS合成与分解方向活性呈显著和极显著关系。可见根中氮素同化和蔗糖代谢存在既相互联系又相互制约的关系。     

甜菜氮素同化与蔗糖代谢的关键酶及相关性研究

试验以甜菜高糖品种甜研7号为试材,采用框栽方法,进行各生育时期氮素同化酶与蔗糖代谢关键酶的测定。研究表明,在甜菜幼苗期和叶丛形成期,叶片硝酸还原酶(NR)活性分别与根中蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和蔗糖合成酶(SS)分解方向活性呈显著和极显著关系,叶片NR活性与根中SS合成方向活性关系虽呈正相关但未达到显著水平;在甜菜块根增长初期,根中谷氨酰胺合成酶(GS)活性与根中SPS活性呈正相关但未达显著水平、分别与根中SS合成与分解方向活性呈显著和极显著关系。可见根中氮素同化和蔗糖代谢存在既相互联系又相互制约的关系。     

不同品种春玉米籽粒蔗糖积累规律的研究

试验以高淀粉玉米(四单19)、普通玉米(东农250)、优质蛋白玉米(丰禾10)为材料,研究氮素用量对春玉米籽粒蔗糖合成的影响,揭示蔗糖合成过程中蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的调节作用。结果表明,氮素用量适当有利于提高玉米籽粒中蔗糖含量、蔗糖合成酶(SS)合成方向活性和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,并且证实了蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)能促进春玉米籽粒蔗糖积累。     

‘KRS’芒果发育过程中糖积累与代谢相关酶活性的关系

[目的]探讨芒果果实糖积累和转化的生理机制。[方法]以‘KRS’芒为试材,研究芒果果实生长发育和成熟过程中的淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量变化,与淀粉酶、蔗糖代谢相关酶——酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性的相关性。[结果]果实发育前期‘KRS’主要积累淀粉、葡萄糖和果糖,成熟时淀粉酶活性降至最低,淀粉水解快速积累蔗糖。在整个发育过程中AI活性维持最高,完熟时降低,SPS在果实发育中期略有降低,完熟时升至最高,SS和NI一直很低且较稳定。相关性分析表明淀粉含量与酸性转化酶活性呈显著正相关;蔗糖、葡萄糖含量与SPS、SS呈极显著正相关;果糖含量与SS、AI均呈极显著正相关。[结论]芒果成熟时淀粉分解、AI活性降低和SPS、SS活性的增加是引起‘KRS’果实蔗糖积累的主要因子。     

3个脐橙品种果实内糖代谢相关酶的活性分析

【目的】研究3个脐橙品种果实发育过程中糖含量及相关代谢酶活性的变化,探讨影响脐橙品种间糖含量差异的关键酶及其作用时期,为脐橙果实品质的改进提供理论依据。【方法】以罗伯逊脐橙(以下简称罗脐)、纽荷尔脐橙和丰脐为试材,从花后60d开始,每隔15d取1次果实样品,共取样11次,测定其发育过程中糖含量变化及中性转化酶(Neutral invertase,NI)、酸性转化酶(Acid invertase,AI)、蔗糖合成酶(Sucrose synthase,SS)、蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)活性的变化,比较品种间各指标的差异。【结果】不同脐橙品种果实糖含量存在显著差异,纽荷尔脐橙和丰脐果实糖含量分别极显著和显著高于罗脐,主要是由于花后90d后,纽荷尔脐橙和丰脐果实中糖积累的速度比罗脐要快。3个脐橙品种间AI、NI、SS(分解方向)酶活性在果实整个发育过程中差异不显著;花后90d后,纽荷尔脐橙和丰脐果实内SPS和SS(合成方向)的活性分别极显著和显著高于罗脐。【结论】SPS和SS(合成方向)是引起不同脐橙品种果实糖含量差异的关键酶,它们分别在果实发育的中、后期促进糖合成,使脐橙品种间糖含量产生差异。     

南果梨果实糖积累过程中相关酶的作用

以南果梨为试材,测定了不同发育时期果实中的果糖、葡萄糖、蔗糖和淀粉含量以及相关酶的活性-酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和淀粉酶的活性,并对果实中糖积累与酶活性的关系进行了分析。结果表明:南果梨果实发育呈单S曲线;幼果期和迅速生长中期,果糖和葡萄糖积累较多,蔗糖无积累,与此期高活性的蔗糖转化酶有关;酸性转化酶、中性转化酶前期活性高,后期活性低;蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的活性变化相似,呈V形变化趋势。果实成熟前蔗糖开始快速积累,蔗糖的积累是多种酶共同作用的结果,酸性转化酶、中性转化酶的活性降低是蔗糖积累的必要前提,当酸性转化酶、中性转化酶活性的消失和SS、SPS活性升高时,开始积累蔗糖;淀粉酶的活性随着果实的迅速生长而上升,果实成熟前活性开始下降。     

冬枣和骏枣果实发育过程中糖组分及代谢酶活性变化的研究

为深入研究果实糖积累机制,以冬枣、骏枣果实为试验材料,测定并分析枣果实发育过程中糖组分及其含量以及相关代谢酶活性的变化规律。结果表明:冬枣、骏枣果实均为蔗糖积累型,生长发育早期以积累葡萄糖和果糖为主,后期以快速积累蔗糖为主,且蔗糖含量的积累均表现前期缓慢-后期快速增加趋势,而果糖和葡萄糖含量变化趋势不同;骏枣和冬枣坐果初期果实中蔗糖转化酶活性表现为发育前期急剧下降-后期缓降、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和蔗糖合成酶(SS)合成方向活性总体升高、SS分解方向活性总体下降的趋势。两个品种果实SS合成方向活性在8月26日前均小于分解方向,但之后则相反。SS分解方向活性则以冬枣始终大于骏枣,SPS活性以骏枣总体大于冬枣;结合骏枣和冬枣果实糖积累与代谢酶活性变化的关系分析,4种酶共同影响枣果实的糖积累,蔗糖积累受SS调控为主,葡萄糖、果糖积累受转化酶调控为主。     

光照强度对厚皮甜瓜糖分积累与蔗糖代谢相关酶的影响

【目的】研究不同光照强度对厚皮甜瓜中3种糖分积累与4种蔗糖代谢相关酶活性的影响,以期找到适合秋冬茬甜瓜生长的光照强度。【方法】以"一品天下108"厚皮甜瓜品种为试材,在温度相同的日光温室隔间中,分别设置自然光照、自然光照+补光50μmol/(m2.s)和自然光照+补光100μmol/(m2.s)3个处理,分别于花后7,14,21,28,35,42 d采摘甜瓜果实,研究不同光照强度对甜瓜果实磷酸蔗糖合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(AI)活性及蔗糖、果糖、可溶性糖积累的影响。【结果】光照越强的处理,厚皮甜瓜果实中果糖、可溶性糖含量和2个转化酶活性越高;在花后7~21 d,光照越强的处理,厚皮甜瓜果实中蔗糖含量越低,但在花后28~42 d,光照最强的处理,果实中蔗糖含量却最高;SPS活性在厚皮甜瓜果实发育过程中呈波动变化,光照最强处理的果实中SPS活性随果实的成熟总体呈升高趋势;自然光照处理中,SS活性在果实发育过程中呈波动变化,2个补光处理果实中的SS活性变化趋势较一致,即在花后7~21 d活性较低,花后28~42 d活性明显升高。【结论】补光程度达到某一阈值后,才会对甜瓜果实糖分积累和蔗糖酶活性的变化有较大影响。就本试验而言,冬季补光50μmol/(m2.s)的效果不明显,补光100μmol/(m2.s)即可获得较为明显的效果。     

果实中糖酸积累机理研究进展

果实中糖、酸含量和糖酸比是决定果实风味最重要的指标。其中,糖类物质的形成及其代谢机理研究的较深入,蔗糖合成酶（sucrose synthase,SS）、蔗糖磷酸合成酶（sucrose phosphate synthase,SPS）和转化酶（invertase,IVR）是果实糖代谢的关键酶。酸的积累与柠檬酸合成酶（CS）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）等有关。     

不同产地南丰蜜桔果实品质和蔗糖代谢相关酶研究

[目的]探索不同产地南丰蜜桔果实品质的差异及其与蔗糖代谢相关酶活性的关系,为指导南丰蜜橘的适度生产、保持地域产品声誉以及科学发展名贵稀有物种提供参考依据。[方法]研究分析了6个不同产地南丰蜜桔果实的主要品质特性和蔗糖代谢相关酶活性特征。[结果]南丰原产地的南丰蜜桔中总糖含量、尤其还原糖含量、糖酸比、固酸比均优于其他产地的果品,故体现出品质优异;不同产地南丰蜜桔中积累的可溶性糖种类含量存在差异;通过对蔗糖中性转化酶(NI)活性与还原糖含量、蔗糖合成酶(SS)活性和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性与蔗糖含量的相关性分析发现,还原糖与NI活性存在极显著正相关,蔗糖含量与SPS和SS活性之和存在显著相关性。[结论]该研究结果为南丰蜜桔引种种植范围的界定及品质的保证提供了参考依据。     

地表覆膜对柑橘果实糖积累及蔗糖代谢酶活性的影响

【目的】研究地表覆膜（plastic film mulching,PFM）促进柑橘果实糖分积累增加的调控机制,丰富柑橘果实优质品质的形成理论知识。【方法】以鄂柑1号椪柑为材料,比较柑橘果实成熟期覆膜和对照之间叶片中可溶性总糖和淀粉含量、果实糖分积累以及蔗糖相关代谢酶活性的差异。【结果】与对照相比,覆膜处理使土壤水势降低,最终叶片中的可溶性总糖含量、果肉囊瓣皮和汁胞中可溶性糖含量显著增高;处理中囊瓣皮中的酸性转化酶和蔗糖合酶分解活性比对照显著增加,而汁胞中蔗糖合酶的分解活性降低,合成活性增加。【结论】覆膜使土壤产生了一定的水分胁迫,水分亏缺胁迫下诱发的渗透调节机制,使果实中糖分含量增加。其中蔗糖合酶是在覆膜情况下提高果肉库强,促进果实糖分积累增加的关键酶。     

外源激动素与2,4-表油菜素内酯对元宝枫叶片和翅果碳水化合物代谢的影响

以17年生元宝枫人工林为试验材料，研究叶面喷施激动素和2，4-表油菜素内酯对其叶绿素含量、叶片和翅果中糖含量（可溶性糖、蔗糖、淀粉）、蔗糖代谢酶（蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶分解方向、蔗糖合成酶合成方向）活性的影响，分析外源激素调控元宝枫叶片和翅果碳水化合物代谢的作用机理，为元宝枫的丰产稳产提供理论指导。结果表明，元宝枫叶面喷施激动素和2，4-表油菜素内酯可以提高叶绿素含量，增强光合作用，促进光合产物的积累，叶片中可溶性糖含量和蔗糖含量升高，蔗糖磷酸合成酶活性显著增强，叶片源强提高，促进光合产物向翅果运输；翅果中可溶性糖含量、蔗糖含量与淀粉含量均得到提高，蔗糖合成酶分解活性增强，蔗糖磷酸合成酶活性和蔗糖合成酶合成活性减弱，促进翅果中蔗糖的分解转化，有利于翅果的生长发育以及品质产量的提高。     

环剥对灰枣果实中糖积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响

【目的】研究环剥后枣果实发育过程中糖分含量的变化与蔗糖代谢相关酶活性之间的关系,改善枣果实品质提供理论依据。【方法】以5a生灰枣为对象,测定环剥后果实发育过程中糖分含量的变化和蔗糖代谢相关酶活性。【结果】(1)灰枣环剥和对照的果实在整个发育过程中,果糖、葡萄糖和蔗糖的含量变化基本一致,其积累随着果实的发育总体呈上升趋势。环剥明显提高了灰枣果实果糖、葡萄糖和果实发育后期的蔗糖含量。果实成熟期蔗糖显著高于果糖和葡萄糖的含量,灰枣果实以积累蔗糖为主。(2)环剥有助于提高环剥口愈合前(7月15日)果实内中性转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶的活性。果实全红期至实成熟,环剥处理果实的蔗糖合成酶合成方向(SSs)活性显著高于对照,是环剥处理果实蔗糖含量高与对照的主要原因。【结论】环剥有利于果实果糖、葡萄糖和蔗糖的积累,SSs活性对环剥处理果实的蔗糖代谢起主要调节作用。     

人工疏果对‘爱媛28’橘橙果实糖酸含量及代谢基因表达的影响

背景 ‘爱媛28’橘橙是杂交柑橘品种（Citrus nanko × C. amakusa），因其优良的果实品质，受到人们的青睐。疏果是农业生产过程中常用的一种提高果实品质的技术，不仅能使果实体积明显增大，而且还能够增加果实可溶性固形物含量。但是，疏果增加果实可溶性固形物含量的具体机制仍然不清楚。目的 本研究以枳（Poncirus trifoliata）为基砧、椪柑（Citrus reticulata）为中间砧的4年生‘爱媛28’橘橙作为试验材料，探索疏果影响果实糖酸含量变化的具体机制。 方法 在‘爱媛28’果实幼果期进行疏果，每隔半个月左右测定疏果果实与未疏果果实的横纵茎，采样并测量单果重与糖酸含量，选择糖酸含量差异明显的时期测定糖酸代谢相关酶的活性及其对应编码基因的相对表达量。结果 疏果显著增加‘爱媛28’果实在生长中后期的横纵茎和单果重，显著加快果实柠檬酸含量的降解速度，但并未影响果实成熟时最终的柠檬酸含量；显著增加了果实的葡萄糖和蔗糖含量，但对果糖含量没有显著影响。疏果显著增强蔗糖代谢过程中的蔗糖合成酶SSⅡ（合成方向）、蔗糖合成酶SSⅠ（分解方向）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和柠檬酸分解代谢过程中的胞质顺乌头酸酶（Cyt-ACO）、胞浆异柠檬酸脱氢酶（ICDH）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性。疏果显著促进蔗糖代谢过程中CitSS3在早期的相对表达量和CitSPSs在所有时期的相对表达量，以及柠檬酸分解代谢过程中CitACO3、CitNADP-IDH1、CitACLα1/β、CitGAD1和CitGSs在早中期的相对表达量。结论 人工疏果主要通过增强蔗糖合成代谢过程中蔗糖磷酸合成酶的酶活来促进果实可溶性糖的积累，提高柠檬酸分解代谢过程中相关酶的活性和基因表达水平，加快柠檬酸降解，从而在提升果实品质中发挥重要作用。     

不同海拔和栽培模式对巨峰葡萄果实糖含量及酶活性的影响

为研究巨峰葡萄在不同海拔地区最有效的栽培模式,提高葡萄果实品质,增加南方葡萄产业经济效益,以390m和1 150m钢架避雨栽培和露地栽培的巨峰葡萄为试验材料,研究不同海拔和栽培模式对巨峰葡萄果实可溶性糖及相关糖代谢酶活性的影响。结果表明:成熟的巨峰葡萄果实中的可溶性糖为葡萄糖、果糖和蔗糖,葡萄糖和果糖为主,蔗糖含量少,酸性转化酶(AI)和蔗糖合成酶分解方向(SSI、SSc)活性较高,而中性转化酶(NI)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶合成方向(SSII、SSs)酶活性较低。高海拔(1 150m)地区和钢架避雨栽培模式均可以提高巨峰果实中可溶性糖的含量和相关糖代谢酶活性,提高葡萄果实品质。     

扁桃蔗糖合成酶对幼果生理脱落的响应研究

【目的】为扁桃蔗糖合成酶基因功能与幼果生理落果的关系。【方法】以新疆主栽品种纸皮扁桃生理落果期的正常果和即将脱落果实为试材,采用qRT-PCR法分析SuSy基因的表达模式,测定糖组分浓度和蔗糖合成酶活性。【结果】扁桃果实SuSy基因在不同发育期均有表达,且均在快速落果期(盛花后7~22 d)的高峰期(盛花后17 d)表达量达低值,而后逐渐升高;果实中葡萄糖浓度﹥果糖浓度﹥蔗糖蔗糖浓度,正常果的葡萄糖和果糖浓度均大于即将脱落果且与SuSy分解方向酶活性变化趋势一致,即将脱落果的蔗糖浓度始终大于正常果,即将脱落果中的蔗糖代谢出现异常;在落果高峰期(盛花后17 d),SuSy分解方向酶活性达峰值,之后随着营养竞争缓和而逐步降低,且正常果酶活性始终大于即将脱落果;SuSy合成方向酶活性在正常果中持续走低,直至落果后期库源竞争趋于缓和后缓慢升高,而即将脱落果的合成方向酶活性却在落果高峰期达峰值。【结论】扁桃幼果生理落果期SuSy酶主要在分解方向上起作用,其活性变化异常造成部分果实糖代谢紊乱导致脱落。     

钠钾离子替代对椰苗叶片糖类及其代谢酶活性的影响

对沙培环境中的椰子苗进行钠替代钾试验,结果表明:在Na+和K+总浓度为4mmol·L-1的情况下,25%和50%的钠替代钾处理中,蔗糖含量、可溶性糖含量以及蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)的酶活性变化趋势与对照相似,试验后期均趋于平稳且差异不显著(P>0.05);而在75%和100%的钠替代钾处理中,除蔗糖磷酸合成酶(SPS)的酶活性变化趋势与对照基本一致外,蔗糖含量、可溶性糖含量以及蔗糖合成酶(SS)活性均呈逐步下降的趋势。     

花生荚果干物质积累与蔗糖代谢的相关性研究

【目的】探讨花生荚果产量和籽仁营养成分含量与种子蔗糖代谢的关系。【方法】选用种子发育正常的大花生品系(05D610)及其种子皱缩变异品系(05D677)为材料,测定了果针入土后6—72d的荚果干重、果针入土后30—72d籽仁可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉、蛋白质、脂肪含量等,以及果针入土后30—66d籽仁中与蔗糖代谢相关酶活力的动态变化。【结果】果针入土后24—54d是荚果干重的快速积累时期,是决定荚果干重的关键时期,期间05D610干物质积累速率是05D677的2.4倍。收获期05D610和05D677的荚果干重分别是2.06g和1.28g,差异极显著。果针入土后30—72d时期内,05D610籽仁中己糖/蔗糖比值、脂肪含量显著高于05D677,蛋白质含量显著低于05D677,两品系淀粉含量差异不显著。果针入土后30—66d时期内,蔗糖合成酶(SS)合成方向的酶活力显著高于蔗糖磷酸合成酶(SPS),是合成蔗糖的主要酶;蔗糖合成酶裂解方向的酶活力显著高于酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI),是裂解蔗糖的主要酶。蔗糖合成酶在花生种子有机物贮藏阶段的蔗糖代谢中占主导作用。两品系间蔗糖合成酶合成方向的酶活力差异不显著,05D610蔗糖磷酸合成酶活力显著高于05D677,05D610蔗糖合成酶裂解方向的酶活力明显低于05D677。【结论】在花生果针入土后24—54d是干物质积累的关键时期。蔗糖合成酶(裂解方向)是影响有机物积累的关键酶。籽仁中己糖/蔗糖比值、蔗糖磷酸合成酶活力、蔗糖合成酶裂解方向酶活力的差异可能是造成正常品系(05D610)和种子皱缩变异品系(05D677)间荚果干物质积累速率、荚果干重、营养成分出现差异的原因。