杏果实发育过程中有机酸积累与相关代谢酶的关系

以新世纪杏为试材,测定了果实发育过程中有机酸质量分数及相关代谢酶—柠檬酸合成酶(CS)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、乌头酸酶(ACO)和苹果酸脱氢酶(MDH)的活性,并对果实中有机酸积累与酶活性的关系进行了分析。结果表明,杏果实有机酸主要有苹果酸和柠檬酸,成熟果实中苹果酸占总酸量的95%以上,在果实发育过程中,有机酸质量分数缓慢上升,花后51d达最大值,之后逐渐下降。相关分析表明,苹果酸质量分数与MDH活性呈正相关,与CS活性及ACO活性呈负相关。柠檬酸质量分数与CS活性呈正相关,与MDH活性呈显著负相关,相关系数为-0.8675*。研究认为,CS、MDH和ACO是杏果实有机酸积累的主要酶,PEPC的作用不大。     

脐橙果实发育过程中有机酸合成代谢酶活性的变化

 以红桔砧10 年生罗伯逊脐橙为试材, 研究了果实发育过程中有机酸代谢相关酶活性的变化及其与有机酸积累的关系。结果表明: 在整个果实发育过程中, 柠檬酸合成酶(CS) 和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC) 活性与有机酸含量呈极显著正相关。这不仅证明脐橙果实中存在通过CO₂ 固定合成有机酸的途径, 还说明CS、PEPC 是有机酸合成的关键酶, 抑制CS 的活性能降低果实中有机酸的生成量。     

琯溪蜜柚果实采后有机酸代谢

以琯溪蜜柚果实为材料,测定了果实采后贮藏过程中的有机酸含量及相关代谢酶——柠檬酸合成酶(CS)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)与细胞质乌头酸酶和NAD-异柠檬酸脱氢酶复合酶(NAD-IDH/Cyto-Aconitase)的活性,并探讨它们之间的相关性及有机酸的代谢机理。结果表明,1)琯溪蜜柚果实采后室温贮藏,果肉出现酸化,主要表现为柠檬酸含量大幅度增加,采后70 d达最高值,之后逐渐下降。相关分析表明,果实中的柠檬酸含量与CS活性呈极显著正相关,且与NAD-IDH/Cyto-Aconitase活性呈显著负相关。2)果实采后低温(6℃)贮藏,果实中的柠檬酸含量总体呈下降趋势,柠檬酸含量与PEPC活性呈极显著正相关。研究认为,CS、PEPC和NAD-IDH/Cyto-Aconitase是琯溪蜜柚果实采后有机酸积累的关键酶;果实采后低温(6℃)贮藏,可以较好地克服果实采后酸化的问题。     

‘蜂糖李’果实发育过程中有机酸含量变化及其与苹果酸代谢相关酶的关系

【目的】明确‘蜂糖李’果实有机酸组成与含量特点,揭示其发育过程中有机酸含量的变化规律及其与苹果酸代谢相关酶的关系,阐明有机酸积累的关键时期和关键酶。【方法】以‘蜂糖李’及对照‘四月李’为材料,采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatograph,HPLC)分析测试李果实发育过程中有机酸组分及含量,并测定苹果酸代谢相关酶的活性。【结果】利用高效液相色谱分析李果实中有机酸组分及含量,发现‘蜂糖李’果实成熟时总酸含量(ω,后同)为5.94 mg·g-1,包括苹果酸、酒石酸、柠檬酸、草酸、莽草酸和琥珀酸6种,其中以苹果酸含量最高(占总酸含量的88%),‘四月李’果实中有机酸组分与‘蜂糖李’一致,均属于苹果酸型。2个李品种果实中总酸含量的差异主要是由苹果酸含量的差异所致。通过分析李果实发育过程中有机酸含量的变化,发现‘蜂糖李’果实中苹果酸含量大量积累的关键时期在果实发育前期,整体呈先增加后降低的趋势,草酸、酒石酸含量逐渐降低,而柠檬酸含量逐渐升高。与‘四月李’相比,‘蜂糖李’果实中苹果酸、草酸、酒石酸及总酸含量的变化趋势与之一致,且苹果酸及总酸含量在整个过程中均显著低于‘四月李’,而柠檬酸含量的变化趋势与之相反。最后通过分析苹果酸含量与相关代谢酶活性之间的相关性,表明‘蜂糖李’果实中苹果酸在果实发育前期大量积累主要是该时期磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性增强促进了苹果酸的大量合成以及NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性降低减少苹果酸的分解,与NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)关系不大,而‘四月李’苹果酸积累的关键酶是NAD-MDH。在果实发育后期,‘蜂糖李’及‘四月李’NADP-ME活性迅速升高,前者PEPC活性减弱,后者NAD-MDH活性下降,使得2者果实中苹果酸的降解大于合成而呈降低趋势。【结论】‘蜂糖李’是以苹果酸为主要有机酸的低酸型李品种,其果实中苹果酸积累的关键时期为果实发育前期,苹果酸含量的变化由PEPC和NADP-ME协同调控,而对照‘四月李’由NAD-MDH和NADP-ME起主要的调控作用。     

日光温室不同结果枝类型对柑橘果实有机酸含量的影响

【目的】探明日光温室中柑橘结果枝类型对果实中有机酸含量的影响,为温室柑橘结果枝组的培养提供理论依据。【方法】以枳[Poncirus trifoliate(L.)Raf.]砧‘南丰蜜橘’(Citrus reticulate Blanco‘Kinokuni’)有叶结果枝和无叶结果枝果实为试材,对其糖酸含量、有机酸代谢相关酶活性以及基因表达量进行分析。【结果】‘南丰蜜橘’果实发育过程中蔗糖含量呈上升趋势,奎宁酸含量呈下降趋势,葡萄糖和果糖含量为先降后升,柠檬酸含量在果实成熟时与发育初期相近;无叶果和有叶果的糖酸含量变化趋势基本一致,但花后30 d无叶果苹果酸含量显著高于有叶果;2类果实中柠檬酸合成酶(citrate synthase,CS)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)、乌头酸酶(aconitate hydratase,ACO)和苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)4种重要酶活性变化趋势基本一致;2类果实多数基因的表达量都存在显著性差异,然而酶活性以及有机酸含量则未出现相应的显著性变化。【结论】‘南丰蜜橘’果实中糖酸含量以及有机酸代谢相关重要酶活性不受结果枝组类型的影响,因此,在日光温室中进行柑橘树体枝组修剪时,只需考虑果实产量即可,不必过多考虑其对果实糖酸等内在品质的影响。     

软枣猕猴桃果实发育过程中糖酸合成相关酶活性变化

以七年生"桓优1号"和"魁绿"及五年生优系"蛟河08-03"软枣猕猴桃为试验材料,采用分光光度计法,研究了果实发育过程中糖酸合成相关酶活性变化,以期探明软枣猕猴桃果实糖酸合成机制.结果 表明:果实内蔗糖的积累主要与蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate,SPS)和蔗糖合成酶(sucrose synthase,SS)活性相关,但是SPS贡献最大,SS次之,而酸性转化酶(acid invertase,AI)和中性或碱性转化酶(neutral invertase,NI)对蔗糖的积累影响不大,所以总体而言果实内蔗糖含量不断提高.3个品种(系)的软枣猕猕猴均属于柠檬酸优势型果实,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carbxylase,PEPC)、柠檬酸合成酶(citroyl synthetase,CS)、苹果酸脱氢酶(malic dehydrogenase,NAD-MDH)及细胞质顺乌头酸酶(cytoplasmic cisplatin enzyme,Cyt-ACO)共同促进了柠檬酸的累积,但是CS贡献最大,而线粒体顺乌头酸酶(mitochondrial aconitase,Mit-ACO)和异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,NAD-IDH)不利于柠檬酸的积累.     

树盘铺反光膜降低枇杷果实酸度

以15年生‘解放钟’枇杷为材料,研究了树盘铺反光膜对枇杷果实生长发育过程中果肉可滴定酸（TA）、有机酸含量与酸代谢酶活性及成熟果肉可溶性固形物（TSS）含量的影响。铺反光膜处理可显著提高成熟果肉TSS含量,降低TA。铺反光膜处理,在果实发育前期果肉TA和苹果酸含量比对照上升快,且高于对照;在果实发育后期比对照下降快,成熟果肉均比对照低。苹果酸是决定成熟果肉酸度的主要有机酸,铺反光膜处理下成熟枇杷果肉酸度下降主要是苹果酸含量下降所致。在果实发育前期,铺反光膜处理果肉磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）和NAD–苹果酸脱氢酶（NAD-MDH）活性增加的速度和NADP–苹果酸酶（NADP-ME）活性下降的速度均比对照快,处理果肉有较高的PEPC和NAD-MDH活性及较低的NADP-ME活性;在果实发育后期,处理果肉的PEPC和NAD-MDH活性下降的速度及NADP-ME上升的速度均比对照快,处理果肉有较低的PEPC和NAD-MDH活性及较高的NADP- ME活性。铺反光膜处理下成熟果肉苹果酸含量下降可能是苹果酸合成减少和降解增加所致。     

苹果果实中苹果酸代谢关键酶与苹果酸和可溶性糖积累的关系

以‘东光’ב富士’苹果杂交后代为试材,研究苹果果实中苹果酸代谢关键酶与苹果酸和可溶性糖积累的关系。结果表明,负责苹果酸合成的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、细胞质NAD依赖的苹果酸脱氢酶(cyMDH)和负责苹果酸跨膜运输的H+-焦磷酸酶(VHP)在高、低酸苹果果实成熟过程中活性没有明显差异,而负责苹果酸跨膜运输的H+-ATPase酶(VHA)在高酸果实中有较高的活性,负责苹果酸降解的细胞质NADP依赖的苹果酸酶(cyME)和ATP依赖的磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PEP-CK)则在低酸果实中有较高的活性。还从苹果酸向可溶性糖转化的角度探讨了苹果酸代谢关键酶对可溶性糖积累的影响。     

番茄果实不同发育时期有机酸组分及含量分析

以基因型纯合番茄品种0-33-1、耐运2000、尖黄、青熟和满田206为试材,采用高效液相色谱法(HPLC)和气相色谱法测定番茄果实不同发育时期(绿熟期、转色期和成熟期)柠檬酸、苹果酸、草酸、琥珀酸、酒石酸和乙酸含量的变化。结果表明:5个番茄品种果实有机酸组分含量在果实发育过程中的变化规律不同,其中柠檬酸含量最高,变化范围为0.814~1.470 g·kg-1,占总酸比例的21.19%~40.64%;乙酸含量最低,变化范围为0.046~0.130 g·kg-1,占总酸比例的1.25%~4.40%。从有机酸组分来看,番茄属于柠檬酸型果实;在果实发育过程中,总酸含量总体呈下降趋势,柠檬酸含量总体呈上升趋势。     

‘山梨,果实和叶片发育期有机酸含量的变化及其相关性研究

以‘山梨’果实和叶片为试材,测定分析了其发育过程中主要有机酸含量变化及二者有机酸含量变化间的关系。结果表明:果实发育过程中,苹果酸、草酸和乳酸总体呈增加趋势,奎尼酸、莽草酸、柠檬酸、乙酸、琥珀酸和有机酸总量总体呈下降趋势;叶片发育过程中,苹果酸、奎尼酸、乳酸、琥珀酸和有机酸总量总体呈增加趋势,草酸和柠檬酸总体呈下降趋势,莽草酸和乙酸变化极小;果实和叶片发育过程中有机酸含量变化的相关性分析表明,二者在苹果酸之间、奎尼酸之间、草酸之间、莽草酸之间以及乳酸之间的含量变化都呈正相关,柠檬酸之间以及琥珀酸之间、有机酸总量之间含量变化都呈负相关,但相关性都没有达到显著水平;说明果实和叶片中7种有机酸以及有机酸总量的积累机制不同。     

Changes in organic acids and acid metabolism enzymes in melon fruit during development

A novel melon cultivar (‘Flavor No. 3’) containing high acid concentration as well as high sugar content in the mature fruit was successfully bred out. The aim of this study is to determine the main organic acids present in this novel melon and to clarify the mechanisms of acid accumulation. Fruit development and acid accumulation patterns in ‘Flavor No. 3’ were compared with those of a conventional low-acid melon, ‘Xuelihong’. The titratable acidity (TA) and organic acids in fruits were measured at different developmental stages. There is a positive correlation between TA and citric acid content in ‘Flavor No. 3’, indicating that citric acid is the predominant organic acid present throughout the fruit development. The activities of the enzymes involved in citric acid metabolism, including phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), citrate synthase (CS), aconitase (ACO), isocitrate dehydrogenase (IDH), malate dehydrogenase (MDH), and malic enzyme (ME), were determined. Although no single enzyme was responsible for citric acid accumulation throughout the fruit development, the activities of ACO and ME were positively correlated with citric acid concentration in the two cultivars from 5 to 25 days after pollination (DAP). Moreover, ACO and ME activities in ‘Flavor No. 3’ increased over time and were higher than those in ‘Xuelihong’, resulting in citric acid accumulation in the fruits of ‘Flavor No. 3’. Although a sharp decrease in ACO activity took place after 25 DAP in the fruits of ‘Flavor No. 3’, the earlier accumulation of citric acid was sufficient enough to maintain the high acid concentration until the melon fruits became mature.     

罗伯逊脐橙在不同生境下果实有机酸代谢相关酶的研究

以罗伯逊脐橙为试材,研究了四川3个生态型区5个代表性园片中的果实有机酸代谢相关酶的活性,以及它们的变化动态与果实有机酸积累关系,旨在探讨引起不同生境下果实有机酸含量差异的主要酶。结果表明,PEPC和CS是影响果实有机酸合成的重要酶,而影响有机酸分解的重要酶则是IDH;在不同生境下,果实整个生长发育过程中CS、MDH和线粒体ACO活性差异不明显,而IDH活性的差异则达到极显著水平,然而花后120d后,果实内PEPC和细胞质ACO活性差异极显著,说明IDH才是引起不同生境下脐橙果实有机酸含量差异的主要酶,而PEPC和细胞质ACO则起一定作用。     

蔗糖代谢相关酶在卡因菠萝果实糖积累中的作用

以菠萝品种卡因为材料,测定了不同发育时期果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖代谢相关酶-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)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,卡因果实的发育呈单"S型"曲线,在幼果期到果实迅速生长期,果糖和葡萄糖积累较多,蔗糖积累缓慢,此期蔗糖积累较少与高活性蔗糖转化酶有关;进入成熟期,果实中蔗糖迅速积累,而己糖略有上升,果实蔗糖的显著增加主要与SS和SPS活性有关.酸性转化酶和中性转化酶前期活性很强,后期降低;蔗糖合成酶(合成方向)和蔗糖磷酸合成酶的活性变化趋势相似,前期弱后期强.经过相关性分析:果实中蔗糖含量与SS和SPS活性存在极显著的正相关性(相关系数分别为r=0.97273**和r=-0.91004**),而与NI活性呈极显著负相关(r=-0.76419**),与AI的活性呈显著负相关(r=-0.60594*).     

脐橙果实糖酸比及代谢相关酶活性变化研究

以罗伯逊脐橙为试材,研究了脐橙果实糖酸比及其代谢相关酶的活性变化动态,旨在探索影响脐橙果实糖酸比的重要酶.结果表明:SS合成活性在果实膨大期与糖酸比大小呈显著正相关;花后120 d后,IDH的活性与糖酸比呈极显著正相关;SPS和细胞质ACO也对糖酸比有一定的作用;虽然CS和PEPC是有机酸合成的重要酶,但它对果实糖酸比的影响小.因而可认为脐橙果实糖酸比是SS合成、SPS、IDH和细胞质ACO综合作用的结果,但SS合成和IDH的作用更大.     

Identification of organic acid-related genes and their expression profiles in two pear (Pyrus pyrifolia) cultivars with difference in predominant acid type at fruit ripening stage

‘Yandangxueli’ is a pear cultivar with predominant citric acid in the ripe fruit, different from most of pear cultivars such as ‘Gengtouqing’ in which malic acid is the predominant acid type. It was found that ‘Yandangxueli’ accumulated citric acid for three times against that in ‘Gengtouqing’ at fruit ripening stage. To investigate the mechanism of citric acid accumulation in ‘Yandangxueli’, organic acids content, gene expression and enzyme activity were studied in both cultivars. Five genes, Pp:mtCs, Pp:cyAco, Pp:cyIdh, Pp:mtMdh and Pp:cyMe which encoded citric synthase (CS), cytosolic aconitase (cyACO), NADP-dependent isocitrate dehydrogenase (NADP-IDH), NAD-dependent malate dehydrogenase (NAD-MDH) and NADP-dependent malic enzyme (NADP-ME) respectively, were identified from pear fruit. Their expression profiles and the corresponding enzyme activities were determined throughout fruit development in both cultivars. Results from these enzymes indicated that there were no strict relationship between gene expression, enzyme activity and citric acid accumulation. Expression analysis for two Py:vVAtp genes encoding vacuolar H⁺-ATPase A subunit and one Py:vVpp gene encoding Vacuolar H⁺-pyrophosphatase showed that they were all with up-regulated expression at the later development stage of ‘Yandangxueli’ but with down-regulated expression in ‘Gengtouqing’. Therefore, it is concluded that the different ability in citric acid transportation and storage might be involved in the high citric acid content in ‘Yandangxueli’.     

枣果实糖酸组分特点及不同发育阶段含量的变化

以20个枣品种为试材,采用超高效液相色谱法对枣果实中的主要糖和有机酸组分进行了测定分析,比较了不同品种间的差异并揭示其动态变化规律。结果表明:枣果实中主要的可溶性糖为蔗糖、果糖和葡萄糖,其中蔗糖含量最高,其次是果糖和葡萄糖,属蔗糖积累型;总糖及各组分糖的含量在不同品种果实间存在显著差异,所测品种中‘新郑灰枣’总糖含量最高;随着果实的发育,果糖、葡萄糖和蔗糖含量不断积累,在果实发育前期主要是果糖、葡萄糖的积累,白熟期之后以蔗糖积累为主。枣果实中的有机酸主要是苹果酸、奎宁酸和琥珀酸,其中苹果酸含量最高,属苹果酸优势型;总酸及各组分酸的含量在不同品种间存在极显著差异,‘彬县晋枣’总酸含量最高;随着果实的发育成熟,总酸及苹果酸、奎宁酸和酒石酸含量不断增长,柠檬酸含量在不同发育时期间无显著差异,琥珀酸含量在白熟期低,且与脆熟期和完熟期差异极显著,而脆熟期和完熟期之间无显著差异。糖、酸相关性分析表明,总酸与苹果酸和奎宁酸,总糖与蔗糖,果糖与葡萄糖,苹果酸与总糖和蔗糖之间都呈极显著正相关。柠檬酸与果糖和葡萄糖之间存在显著负相关,总酸与果糖、酒石酸与熊果酸之间存在显著正相关。     

枇杷果实成熟和贮藏过程中有机酸的代谢

以高效液相色谱法测定解放钟和早钟六号枇杷成熟过程中及其在8-10℃低温保鲜与MAP保鲜过程中有机酸成分的变化。结果表明:枇杷鲜果中有机酸有苹果酸、乳酸、草酸、酒石酸、富马酸、柠檬酸、丙酮酸等,其中主要有机酸为苹果酸(约占85%),其次为乳酸(约占10%),草酸、酒石酸的含量较低,富马酸微量,不含乙酸和琥珀酸。随着采收成熟度的提高与贮藏时间的延长,有机酸的种类增加,总酸含量下降,有机酸代谢消耗主要是苹果酸的代谢消耗。MAP保鲜主要是通过抑制苹果酸的代谢来减少有机酸在贮藏过程中的消耗。