骏枣果实糖分积累及相关代谢酶活性变化的研究

糖分积累是果实品质形成的关键,蔗糖代谢是果实糖分积累的重要过程。本研究以骏枣为试材,测定和研究了骏枣果实发育过程中糖组分及含量的变化和蔗糖代谢相关酶的活性变化。结果表明:(1)骏枣果实发育早期主要积累果糖和葡萄糖,后期蔗糖含量快速增加,果实成熟时主要积累蔗糖,属于蔗糖积累型果实。(2)在果实的整个发育期,酸性转化酶(AI)在前期活性很高,之后随着果实发育其活性迅速降低直至果实成熟,中性转化酶(NI)活性总体变化趋势为先下降后升高;蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性呈先高后低的下降趋势;蔗糖合成酶(SS)果实发育中后期则主要以合成方向酶活性(SS-s)为主,分解方向酶活性(SS-c)随果实发育而下降,而合成方向酶活性则随果实发育而逐步增强。(3)果实在发育过程中,AI、NI和SS共同参与蔗糖的分解代谢,果实发育后期,AI和NI是蔗糖合成的重要酶。AI和NI在骏枣果实的糖代谢中起主要的调控作用。     

菜用大豆籽粒不同部位蔗糖积累及关键酶活性研究

田间种植可溶性糖含量不同的3个菜用大豆品种,在R5.5、R6、R6.2、R6.5和R7期取样,分析籽粒种皮、子叶和胚轴中蔗糖含量及4种关键酶活性动态,结果表明,籽粒不同部位蔗糖积累呈先增加后下降的趋势,R6.2期是高峰期,此时期品种台292、中科毛豆1号和品系121的胚轴蔗糖含量比子叶分别高57.6%、53.6%和44.2%;比种皮分别高71.6%、75.3%和73.6%。由于子叶干重占整粒重90%以上,因此整个籽粒的蔗糖含量主要由子叶决定。子叶的蔗糖磷酸合酶(SPS)活性高于胚轴和种皮,在R6.2期表现更加明显,且蔗糖含量高的品系121子叶中SPS活性高于另外2个品种;蔗糖合酶(SS)在籽粒形成期活性变化呈前期高于后期的趋势,最高值出现在灌浆前期R5.5期胚轴中;两种转化酶活性变化差异较大,中性转化酶(NI)活性一直呈不断下降趋势;籽粒不同部位NI活性无明显差异,而酸性转化酶(AI)活性差异较大;胚轴和子叶中AI活性明显低于种皮,且种皮中AI活性与种皮中蔗糖积累显著负相关(r=–0.59)。蔗糖积累与4种关键酶活性的相关分析发现,籽粒中蔗糖的含量并非受某一种酶绝对调控,SPS活性与SS+AI+NI活性总和之差与籽粒中蔗糖的积累显著正相关(r=0.53^**)。     

光照胁迫对滇黄精多糖代谢酶活性的影响

为分析光照胁迫对滇黄精根茎多糖含量及代谢酶相关活性的影响,本研究以滇黄精为试材,利用遮阳网形成不同的光照梯度种植滇黄精。采用分光光度法测定滇黄精根茎多糖含量和蔗糖代谢相关酶(蔗糖合成酶SS,蔗糖磷酸合成酶SPS,蔗糖中性转化酶NI,蔗糖酸性转化酶AI,尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶UGP)活性。结果表明,不同的光照胁迫对蔗糖代谢酶活性的影响不同,其中在20%透光率光照条件NI和AI活性最高,100%透光率强光照下SS、SPS和UGP活性最高。随着光照强度的增加,SS、SPS与UGP活性升高,NI和AI活性降低。通过光照强度与5种酶活性的相关性分析发现,光照强度与SS活性呈正相关。本研究表明光照能影响蔗糖代谢酶的活性,适度的光照强度有利于滇黄精根茎多糖的积累,合理调控光照强度对滇黄精多糖的积累和提高滇黄精药材的质量有指导意义。本研究可为滇黄精拟境栽培和仿野生栽培提供了基础数据和理论依据。     

甜菜蔗糖代谢相关酶活性与糖积累关系的研究

在甜菜不同生育时期同步测定了块根和叶片中的可溶性总糖、果糖和蔗糖含量及蔗糖代谢相关酶-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,并对糖积累与酶活性的关系进行了分析.结果表明,甜菜蔗糖代谢的相关酶对块根的糖积累的影响要高于叶片;甜菜块根和叶片中的合成和分解酶类是协同作用进行糖积累过程,并非哪类酶在单独发挥作用;整个生育期甜菜块根的可溶性总糖、果糖和蔗糖含量均大于叶片,苗期块根中果糖是块根糖积累的主要产物,叶丛形成期块根中蔗糖是块根糖积累的主要产物.     

水稻不同耐冷品种碳代谢有关酶活性对冷害的响应

测定了低温下水稻（Oryza sativa L.）品种湘糯1号（耐冷品种）和IR50（冷敏感品种）光合碳同化过程的关键酶二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）/加氧酶(RuBPOase)、果糖-1,6-二磷酸酯酶（FBPase）以及糖代谢的蔗糖合酶（SS）和蔗糖磷酸合酶（SPS）活性和可溶性糖含量的变化。耐冷品种的RuBPCase、RuBPOase和羧化/加氧比以及FBPase活性受低温影响较小,而冷敏感品种的这些参数在低温下降低。两品种的SS和SPS活性低温下均提高,且耐冷品种的酶活性高于冷敏感品种。低温下2个品种的可溶性糖含量变化与SS和SPS活性的变化类似。水稻不同耐冷品种低温下碳代谢酶活性变化与其耐冷性相一致。     

强、弱筋小麦籽粒形成期蔗糖、淀粉合成相关酶活性及其与氮代谢的关系

2005—2006年生长季, 以小麦强筋品种藁城8901和弱筋品种豫麦50为材料, 研究了灌浆期籽粒和旗叶氮代谢底物含量与相关酶活性变化、蔗糖淀粉合成相关酶活性及籽粒淀粉积累特征, 分析了氮代谢与籽粒淀粉积累的关系。结果表明, 旗叶蔗糖合酶(SS)和磷酸蔗糖合酶(SPS)、籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性均呈单峰曲线变化。两品种比较, 除AGPP活性峰值豫麦50低于藁城8901外, 其他酶活性峰值均是豫麦50高于藁城8901。相关分析表明, 藁城8901支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP和SBE活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.9377**、0.8857**、0.6489**和0.5980**; 直链淀粉积累速率与SS、SPS活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.7616**和0.7750**。豫麦50支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP、GBSS和SBE活性呈极显著或显著正相关, 相关系数分别为0.8182**、0.6762**、0.7028**、0.8749**和0.5433*; 直链淀粉积累速率与SS、SPS和SBE活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.8528**、0.8428**和0.8603**。两品种硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性在开花后逐渐降低, 且藁城8901的NR活性一直高于豫麦50。硝态氮和氨态氮含量与NR、GS活性呈极显著正相关; 藁城8901的NR、GS活性与SS、SPS活性呈显著负相关, 而豫麦50只有GS与SPS达显著负相关(r = -0.5212*)。上述结果表明, 不同品质类型小麦籽粒淀粉合成积累受氮代谢相关酶活性的影响, 藁城8901较高的NR活性抑制与蔗糖合成有关酶SS、SPS的活性, 导致淀粉合成积累速率降低。由此可见, SPS/NR比值对淀粉合成具有重要调节作用。     

番茄果实生长发育过程中糖的代谢

通过测定番茄果实生长发育过程中蔗糖、果糖、可溶性总糖、淀粉的含量和糖代谢中涉及到的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶、中性转化酶的活性,研究了番茄果实生长发育过程中糖的代谢过程。根据番茄果实的生长发育曲线和相对日生长率,可以将番茄的生长发育过程按开花后39 d作为分界点分为2个阶段,39 d之前为产量形成期,之后为品质形成期。在产量形成期内,果糖和可溶性总糖含量逐渐升高,淀粉含量逐渐下降,蔗糖含量先升高后下降,变化不剧烈,以积累淀粉为主。同期AI和NI的活性较低,SS和SPS的活性较高。在品质形成期,果糖含量升高,淀粉含量下降,蔗糖和可溶性总糖变化不明显,以积累果糖为主。AI和NI的活性急剧升高,SS和SPS的活性很低。统计分析表明,番茄果实单果重量与淀粉含量、淀粉含量与NI活性呈显著负相关,可以参考淀粉的含量和NI的活性进行番茄高产研究。果糖含量与淀粉含量呈显著负相关,与SS和AI,NI的活性均为显著正相关;番茄果实中的可溶性总糖与淀粉含量呈显著负相关,与SS的活性呈显著正相关,可以参考SS和AI,NI的活性进行高果糖含量的品质研究。     

己糖激酶调控‘赤霞珠’酿酒葡萄蔗糖分解代谢

以酿酒葡萄(Vitis viniferaL.)‘赤霞珠’果实为试材,研究己糖激酶与蔗糖分解代谢关键酶[可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶(分解方向)]在果实发育过程中的关系,以期为己糖激酶对蔗糖分解代谢的调控提供知识。利用高效液相色谱(HPLC)分析了发育期‘赤霞珠’葡萄果实中蔗糖、葡萄糖和果糖的含量,测定了其己糖激酶、酸性转化酶和蔗糖合酶活性变化趋势。研究表明,果实整个发育过程中,蔗糖含量极微,己糖激酶表现出与葡萄糖、果糖相反的梯度变化;葡萄糖和果糖含量低时,可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶的活性开始上升;葡萄糖和果糖含量高时,可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶的活性降低。相关性分析表明,蔗糖含量与葡萄糖含量、果糖含量显著相关,葡萄糖和果糖含量与可溶性酸性转化酶、蔗糖合酶活性负相关,己糖激酶活性与所有因子负相关,但无显著相关。讨论后得出己糖激酶可能通过其催化活性调控葡萄糖和果糖的积累并反馈调节可溶性酸性转化酶和蔗糖合酶。     

小麦灌浆期蔗糖的合成、降解及与淀粉积累的关系

试验选用了山农12和偃展4110两个小麦品种,研究了小麦灌浆期旗叶磷酸蔗糖合酶(SPS)活性、籽粒蔗糖合酶(SS)活性变化与籽粒淀粉积累.结果表明,旗叶SPS活性在花后14 d内保持较高的水平,籽粒SS活性在灌浆期呈单峰曲线.山农12 SPS、SS的最大与平均酶活性均显著高于偃展4110,而两个酶较高活性持续期品种间无...     

小麦灌浆期蔗糖代谢关键酶活性变化及其与籽粒淀粉积累的关系

在池栽条件下,研究了藁城8901(强筋品种)、豫麦49(中筋品种)和洛麦1号(弱筋品种)小麦灌浆期旗叶、叶鞘、穗茎、籽粒蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)活性变化及其与淀粉及组分积累的关系。结果表明,其SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49旗叶、旗叶鞘和籽粒中及洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49的旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中SS活性高于其他两品种,表明豫麦49和洛麦1号营养器官和籽粒中蔗糖合成和降解代谢比较活跃。相关分析表明,豫麦49和洛麦1号籽粒中淀粉和支链淀粉积累对SPS催化的蔗糖合成过程具有较强的反馈调节作用。豫麦49和洛麦1号籽粒中SS活性均与总淀粉与支链淀粉积累速率极显著正相关,而在藁城8901中无此相关性。     

间作花生对木薯碳氮代谢产物及关键酶活性的影响

通过设置不同的间作行距（30、40、50 cm）和根系分隔处理,研究间作花生对木薯叶片的碳氮代谢产物及相关酶活性的影响。结果表明,40 cm行距间作花生可提高木薯的蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）活性及可溶性糖含量;间作花生后,木薯的氨基酸和可溶性蛋白质含量随着行距变窄而降低;相反,硝酸还原酶（NR）活性则显著增强。相同行距处理下,无根隔处理的氨基酸、蛋白质含量及SPS、SS、谷氨酰胺合成酶（GS）活性均高于根隔处理,说明木薯和花生的根系之间存在一定的相互作用。总体而言,适宜的间作行距可以提高碳氮代谢酶活性,从而促进碳水化合物和蛋白质的积累与运转,对提高木薯的产量和品质具有重要意义。     

花铃期渍水对棉铃对位叶蔗糖代谢及铃重的影响

试验以新棉33B为材料,于2007年和2009年在江苏南京(32º02′N,118º50′E)江苏省农业科学院防雨棚的水泥池中进行。以正常灌水(土壤相对含水量为75%±5%)为对照,于棉花中部(6~8)果枝开花时进行渍水7 d和14 d (保持地面2~3 cm的水层)处理。研究花铃期渍水对棉铃对位叶蔗糖代谢及铃重形成的影响。结果表明,花铃期渍水条件下棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖、淀粉含量增加,蔗糖/淀粉比值下降,且随渍水持续期的延长变化幅度增大,表明花铃期渍水致使叶片蔗糖外运受阻且随渍水时间的延长外运受阻加重;棉铃对位叶蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶和酸性转化酶活性增强,且随渍水持续期的延长和果枝部位的上升而增大;棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖和淀粉含量与蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶及酸性转化酶活性显著正相关(P<0.05),表明渍水条件下蔗糖代谢被激活但并未促进叶片蔗糖的外运,铃重随果枝部位上升和渍水持续期的延长下降幅度增大。这是渍水条件下铃重下降的重要原因。     

甜高粱与粒用高粱茎秆生长过程中糖及其代谢相关酶活性的比较

以粒用高粱和甜高粱为材料,对甜高粱与粒用高梁不同时期茎秆的可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量及SS、SPS酶活力进行比较,结果表明:茎秆中的可溶性糖含量、果糖含量在完熟期甜高粱高于粒用高粱,乳熟期茎秆中蔗糖含量甜高粱高于粒用高粱;两种高粱类型的SPS酶活力变化趋势基本相似,从乳熟期到完熟期粒用高粱茎秆中的SPS酶活力明显增高,SS酶活力在粒用高粱茎秆中随生育期呈上升趋势,甜高粱茎秆中SS酶活力到乳熟期达到最大,明显高于粒用高粱.对糖含量与其相关代谢酶活力的相关性分析表明:甜高粱茎秆中利用SPS酶合成蔗糖的效率要高于粒用高粱;两种类型高粱的SS酶活力与其茎秆中的果糖含量存在明显差异,SS的作用模式不同.     

曙光油桃果实发育过程中蔗糖积累与相关酶的关系

以曙光油桃为试材,研究了发育过程中蔗糖积累与相关酶活性的关系。结果表明：发育早期,曙光油桃果实的果糖和葡萄糖含量相对较高,随着果实的发育,果糖和葡萄糖含量逐渐降低,而蔗糖含量急剧上升并成为主要可溶性糖。相关分析结果表明：在整个发育过程中,细胞壁酸性转化酶、可溶性中性转化酶与曙光油桃果实的蔗糖含量呈显著的负相关,蔗糖合酶与蔗糖含量呈极显著的正相关。由此表明,曙光油桃果实的蔗糖积累主要受到转化酶和蔗糖合酶的调控。     

脱落酸与赤霉素对瓜尔豆蔗糖代谢酶类的影响

研究了脱落酸与赤霉素对瓜尔豆叶片和种子发育过程中糖代谢相关酶活性的影响。结果表明,脱落酸与赤霉素处理均能降低酸性转化酶活性,赤霉素(500mg/L)对中性转化酶与酸性转化酶活性降低程度最大。赤霉素(500mg/L及750mg/L)在整个生育期增加叶片蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,脱落酸(2.64mg/L,1.32mg/L及3.96mg/L)及赤霉素(250mg/L)均不同程度地降低蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性。各处理间差异达到显著水平。低浓度的脱落酸(1.32mg/L)降低种子中性转化酶和蔗糖磷酸合成酶活性;高浓度的脱落酸(2.64mg/L及3.96mg/L)能提高种子的中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性。低浓度的赤霉素(250mg/L)能相对降低瓜尔豆种子内的中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,而高浓度的赤霉素(500mg/L及750mg/L)则明显地升高中性转化酶、酸性转化酶、蔗糖合成酶与蔗糖磷酸合成酶活性,表现出较强的蔗糖合成与分解能力。 ;     

Seed Priming Increases Crop Yield Possibly by Modulating Enzymes of Sucrose Metabolism in Chickpea

The number of seeds and seed yield per plant were higher in chickpea crops raised from water and mannitol (4 %) primed seeds in comparison with the control non-primed crops. In primed plants, an enhanced acid invertase activity in the apical part of the main stem and the part immediately below it at 100 and 130 days after sowing (DAS) might result in an increased availability of hexoses to these plant parts. In addition, decreased acid invertase activity at the point of initiation of branches and in the internodes of stem observed in primed plants indicated restricted hydrolysis of sucrose during its transport through the stem, resulting in its more supply to the actively growing sinks. The activities of sucrose-cleaving enzymes, i.e. invertase and sucrose synthase (SS) in podwall of primed plants were higher at 110 DAS. At 140 DAS, a stage of rapid seed filling, increased activities of SS and sucrose phosphate synthase (SPS) were observed in seeds of primed plants. Increased SPS activity in seeds of primed crop could meet the increased assimilate requirements of the developing seeds. Higher activity of SS in seeds of primed crop may facilitate seed filling. These data suggest that enzymes of sucrose metabolism play an important role in increasing the yield of chickpea crops raised from primed seeds.     

瓜尔豆发育过程中碳水化合物含量的变化

研究了瓜尔豆生长发育过程中叶片、种荚及籽粒中蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性的变化、糖类物质的组成及其含量的动态变化,以揭示可溶性糖的合成对瓜尔豆胚乳中半乳甘露聚糖和淀粉积累的影响。结果表明,进入开花期（播种后45 d）后,叶片、种荚和籽粒中SS和SPS活性均呈降低趋势。籽粒中的SS和SPS活性呈正相关,且显著高于叶片和种荚中相应酶活性。叶片中葡萄糖（Glc）含量高于蔗糖（Suc）。种荚中可溶性糖含量与Suc含量均呈单峰曲线,在籽粒直径5 mm时达峰值,两者呈正相关。Suc是种荚中暂存含量最多的可溶性糖,但其含量与SS和SPS活性无显著相关性,它主要来自叶片。种荚中Suc含量与籽粒碳水化合物总量（可溶性糖+多糖）呈负相关,它是籽粒碳水化合物合成的重要物质来源,还与籽粒库的建成有关。随种子发育,籽粒可溶性糖含量呈逐步下降趋势。籽粒发育前期,叶片同化物以Suc的形式运输并大量积累在种荚中,当籽粒直径达5 mm后迅速由种荚卸载至籽粒。但卸载期籽粒Suc含量较低,且显著低于种荚,说明籽粒Suc迅速转化为其他可溶性糖,并进一步用于多糖合成。籽粒直径为4 mm至5 mm时是种荚由“源”到“库”转换的临界期,这时籽粒中淀粉积累较迅速,半乳甘露聚糖在籽粒直径达5 mm后进入迅速积累期。     

补光时间和光质对温室甜椒叶片生长、碳代谢的影响

为探究发光二极管(LED)补光对温室甜椒叶片生长及碳代谢的影响,以甜椒品种‘奥黛丽’为试材,设置红光(R)和蓝光(B)组合2:1(2R1B)、4:1(4R1B)、8:1(8R1B)3种光质,2 h(18:00—20:00)、4 h(18:00—22:00)和8 h(18:00—次日02:00)3个补光时间,以不补光为对照(CK),研究补光时间及光质对甜椒叶片生长、元素含量、糖含量及碳代谢关键酶活性的影响。结果表明,光质与补光时间能显著影响甜椒叶片的生长及碳代谢,且两者之间存在交互作用。与CK相比,光质2R1B处理的比叶重、钾、果糖、淀粉含量显著降低;而光质4R1B和8R1B处理的叶片数、总叶面积、叶绿素总量、生物量净积累速率(NAR)、总糖含量及酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)和蔗糖合成酶(SS)活性显著高于CK,且8R1B处理略优于4R1B处理,说明红光比例增大有利于叶片生长和碳代谢;光质对甜椒叶片氮、磷、钾、镁元素的含量影响不显著。除光质2R1B处理外,在同一光质下,随着补光时间的延长,甜椒的叶片数、比叶重、叶面积指数(LAI)、NAR、总糖、果糖、淀粉含量及AI、NI、SS...