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。     

脐橙在不同生境下果实蔗糖代谢相关酶的研究

 研究了四川3 个生态型区5 个代表性果园中的脐橙果实蔗糖合成酶(SS) 和蔗糖磷酸合成酶(SPS) 的活性变化及其与果实糖积累的关系。结果表明: SPS 是影响果实膨大期糖积累的重要酶, 而成熟期的关键酶则是SS 合成方向; 在不同生境下, 果实内SPS 和SS 分解方向活性差异不明显, 而SS 合成方向活性的差异则达到极显著水平, 说明虽然SS 分解方向和合成方向都通过调节果实库强而影响糖的运输和积累, 但SS 合成方向才是引起不同生境下脐橙果实含糖量差异的关键酶。     

钾肥处理对草莓果实糖积累及相关酶活性的影响

以以色列品种“S3”草莓为试材,研究了不同钾肥处理对草莓蔗糖、果糖、葡萄糖含量及相关代谢酶的影响。结果表明:钾肥的施用可以促进草莓果实蔗糖、果糖、葡萄糖含量的增加,蔗糖是构成草莓可溶性糖的主要成分,果糖和葡萄糖含量基本相当,随着钾肥施用量的增大,施钾量为360kg·hm-2时,可溶性糖含量最高;在花后42d蔗糖合成酶(SS)活性最高,适量钾肥显著提高了草莓发育后期蔗糖合成酶的活性,其活性在草莓果实发育中后期与蔗糖、葡萄糖积累呈显著正相关,在果实发育前期与果糖积累呈负相关;蔗糖磷酸合成酶(SPS)在蔗糖合成积累中起着重要的作用,草莓成熟过程中,SPS活性总体呈上升趋势,与蔗糖含量呈极显著正相关;在草莓果实成熟过程中酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)活性变化较大,总体在果实成熟过程中呈先下降后上升的趋势,且与果实中蔗糖含量呈负相关。钾离子对蔗糖代谢的相关酶具有重要的调节作用,适量的钾肥处理提高了蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)活性,从而提高生长期果实中蔗糖、果糖和葡萄糖积累量。     

桃果实和叶片中糖分的季节变化及其与碳代谢酶活性的关系研究

以晚熟的艳丰一号桃为试材,研究了果实和叶片中可溶性糖、淀粉及相关酶活性的变化。结果表明,在果实生长发育早期,果实和叶片中的可溶性糖主要是还原糖,中后期,还原糖维持在相对较低的水平上,非还原糖大量积累;在整个果实生长发育期间,果实中蔗糖、葡萄糖、果糖含量显著地高于叶片,而叶片中山梨醇和淀粉含量则显著地高于果实;叶片中蔗糖、葡萄糖、果糖含量和果实中山梨醇含量较稳定,在整个生长季节中差异较小;在整个生长发育期间蔗糖在果实中持续积累,尤其是在成熟前急剧增加,果实内葡萄糖和果糖含量在生长发育前期总体呈下降趋势,中后期维持在一个相对较低的水平上;叶片中山梨醇含量在生长前期下降,之后维持在相对稳定状态。在整个果实生长发育期间果实中果糖含量与NI、SS和SDH活性及葡萄糖含量与SS和SDH活性呈显著正相关;叶片中葡萄糖含量与SDH活性呈显著正相关且果糖含量与SS和ADPGPPase活性呈显著负相关,此外叶片中蔗糖含量与SPS活性呈显著正相关,但果实中蔗糖含量与SPS不存在任何相关性。因此认为各主要糖的合成与转化在叶片和果实中可能存在着不同的酶调控机制。     

番茄果实发育过程中糖的变化与相关酶活性的关系

 在日光温室内以普通栽培番茄(Lycopersicon esculentum Mill. ) ‘辽园多丽’为试材, 在番茄开花后不同天数, 分别取果柄维管束、萼片、果肉、果胶质和胎座、心室隔壁和果实维管束, 分别测定各部位糖的组成和含量以及糖代谢相关酶的活性。结果表明, 在番茄果实发育过程中, 果肉中葡萄糖和果糖的含量与蔗糖合成酶( SS) 活性呈显著和极显著负相关, 相关系数分别为-0.9497^*和-0.9598^**, 两者与转化酶的活性在果实整个发育期达到显著正相关; 而蔗糖的含量与酸性转化酶及中性转化酶活性均达到极显著负相关, 相关系数分别为-0.9706^**和-0.9669^**, 与SS活性呈显著正相关, 相关系数为0.8886^*。在果实整个发育期, 3种糖的含量均与蔗糖磷酸合成酶( SPS) 无显著相关, 说明番茄果实中各种糖的积累与代谢主要受SS和转化酶活性的调控, 与SPS活性关系不大。果实中淀粉的积累只与SS呈显著正相关, 与其它3种酶活性关系不大。所以转化酶与蔗糖合成酶( SS) 的共同作用是影响普通栽培型番茄果实中糖积累的重要因子。     

设施栽培中‘春捷’桃糖积累与相关酶活性的变化

 以设施栽培中‘春捷’桃为试材, 研究了其果实发育过程中糖积累与蔗糖代谢相关酶- 酸性转化酶(A I) 、中性转化酶(N I) 、蔗糖合成酶( SS) 及蔗糖磷酸合成酶( SPS) 活性的关系。结果表明:果实发育早期, 果实中的可溶性糖主要是还原糖; 中后期, 还原糖维持在相对较低的水平, 非还原糖大量积累。在整个发育过程中, 蔗糖持续积累, 尤其在成熟期急剧增加, 而果糖和葡萄糖含量在果实发育前期呈下降趋势, 中后期维持在一个相对较低的水平。A I、N I在果实发育前期活性最强, 之后迅速下降, 中后期维持在较低水平; SS在果实发育前期分解方向活性很强, 后期以合成方向为主, 并在果实成熟期保持较高水平; 在果实发育过程中SPS活性呈上升趋势, 但上升幅度较小。葡萄糖含量与A I、N I、SS-h活性显著正相关; 果糖含量与A I、SS-h显著正相关; 蔗糖含量与SS-s活性显著正相关, 与SPS不相关。     

板栗果实糖和淀粉积累及相关酶活性关系的研究

 以6年生板栗‘3113’为试材,采用比色法对果实发育过程中可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量及相关酶活性的相互关系进行了研究。结果表明：果实横、纵径生长规律呈双“S”型,单苞质量呈“S”型曲线。可溶性总糖含量呈上升趋势,蔗糖含量呈下降趋势;淀粉含量呈单峰曲线。蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性在花后60 d达到峰值,之后趋于下降,与蔗糖含量变化趋势吻合;ADPG焦磷酸化酶（AGPPase）、水溶性淀粉合成酶（SSS）、颗粒结合型淀粉合成酶（GBSS）的活性均呈单峰曲线,但最高峰的时间略有差异。相关分析表明,可溶性淀粉与可溶性总糖呈极显著的正相关,相关系数为0.978;SS和SPS活性与蔗糖存在极显著正相关,相关系数分别为0.905和0.892;可溶性淀粉含量与SSS活性呈显著正相关,与GBSS活性呈极显著正相关,相关系数分别为0.764和0.883。     

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*).     

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.     

纽荷尔脐橙果肉糖分积累和蔗糖代谢相关酶活性的变化

在纽荷尔脐橙果实不同发育时期测定了果肉中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖代谢相关酶的活性。结果表明:在果实膨大期,可溶性糖积累以蔗糖积累为主,3种可溶性糖含量积累同步上升,果实膨大期结束时是可溶性糖积累的关键时期;在成熟期,3种可溶性糖含量维持膨大期时的最高含量。9月前,果肉蔗糖转化酶(Ivr)活性明显下降,9月后,活性差异不显著;蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性在8月最高,然后下降,成熟期又明显上升;蔗糖合成酶(SS)在果实膨大初期和成熟期分解活性高于合成活性,在果实膨大中、后期反之;蔗糖代谢酶类总活性和净活性变化与果实生长发育进程和果肉蔗糖含量的变化特点一致。     

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。     

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.     

菠萝果实发育过程中有机酸含量及相关代谢酶活性的变化

以菠萝品种卡因为试验材料,测定了不同发育时期果实中有机酸含量及其有机酸代谢相关酶—磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、柠檬酸合成酶(CS)的活性变化,并对果实中酸积累与酶活性的关系进行了分析。结果表明,卡因菠萝果实中所含有机酸有柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、草酸、马来酸,其中主要有机酸为柠檬酸(约占62%)、其次为苹果酸(约占14%)、酒石酸、乙酸和草酸的含量较低,马来酸微量。随着果实的发育,柠檬酸含量呈低-高-低的变化趋势,苹果酸、草酸、乙酸、酒石酸含量均呈下降趋势,柠檬酸在果实成熟时占主要优势,是果实主要的有机酸。在幼果期到果实迅速生长后期(花后10～70d),柠檬酸合成酶(CS)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性与柠檬酸含量呈显著正相关。进入果实青熟期(花后90d)后,果实柠檬酸含量变化与PEPC和CS活性并无明显联系,此期酸积累不仅仅依赖这些酶的活性水平,还与其他因素有关。     

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。     

不同时期采收的草莓果实糖含量差异的代谢机理

 以促成栽培的‘枥乙女’草莓为试材，分析了不同月份采收的果实糖含量和蔗糖代谢相关酶活性的变化。结果表明，不同时期采收的草莓果实糖含量有差异，成熟果实的总糖和蔗糖含量以2月份采收的最高，1月份次之，4月份最低；不同月份果实糖含量不同主要由蔗糖含量的差异引起。2月份果实的蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)合成方向活性显著高于1月份，而转化酶活性显著低于1月份，这样有利于2月份成熟果实的蔗糖积累。4月份成熟果实的SS(合成方向)、SPS和酸性转化酶(AI)活性水平均与2月份相近，但此时果实仍不能积累蔗糖，表明4月份草莓果实不能积累蔗糖与糖代谢关系不密切。     

甜瓜果实发育过程中糖积累与蔗糖代谢相关酶的关系

以伊丽莎白和乌引1号2个厚皮甜瓜品种为试材,测定了不同发育时期果实中的糖、淀粉含量以及蔗糖代谢相关酶—酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)的活性变化等,并对甜瓜果实糖积累的生理机制进行了系统分析。结果表明:(1)2个品种果实中糖积累动态十分相似,即成熟期之前,糖积累缓慢,特别是蔗糖几乎很少积累;进入成熟期,果实中蔗糖迅速积累,而单糖略有下降。(2)AI、NI的活性变化对2种甜瓜果实中糖的积累和构成具有重要影响,SS对2种甜瓜果实中糖积累的作用较小,SPS活性升高与成熟期伊丽莎白果实中蔗糖的积累相一致。(3)果实中糖的积累与淀粉含量变化无明显关系。     

根域限制对‘巨玫瑰’葡萄果实可溶性糖含量及相关代谢酶活性的影响

 以‘巨玫瑰’葡萄（Vitis vinifera L. × V. labrusca L.）为试材,从始熟期开始研究了根域限制栽培对果实可溶性糖积累及相关代谢酶活性的影响。结果表明：‘巨玫瑰’葡萄果实中主要以葡萄糖和果糖积累为主。从始熟期开始果实中的葡萄糖和果糖含量持续增加,与此同时,酸性转化酶（AI）的活性也随果实发育进程而逐步增强。AI活性与果实中含量最多的葡萄糖和果糖含量显著相关。中性转化酶（NI）和蔗糖合成酶（SS）的分解方向的活性只是在始熟期3周后开始增加,且活性低于AI。蔗糖合成酶（SS）的合成方向和蔗糖磷酸合成酶（SPS）的活性在始熟期开始后稍有增加,此后保持平稳,且活性远远低于蔗糖分解相关酶AI、NI和SS的分解方向活性。根域限制栽培可以显著提高‘巨玫瑰’果实中可溶性糖的含量、糖积累期间的AI活性和成熟时的NI活性,但对其他酶活性影响不显著。由此推断AI是葡萄果实糖积累的最重要的调节因子,也是根域限制提高果实糖含量的关键代谢酶。