蔗糖代谢相关酶对果实糖积累影响的研究进展

[目的]报道蔗糖代谢相关酶对果实糖积累影响的研究进展情况。[方法]通过文献调研方式综述了国内外学者在蔗糖代谢转化酶、合成酶和磷酸合成酶的酶学特性及其对果实糖积累的影响作用,并对今后的研究作进一步设想。[结果]蔗糖转化酶与植物体内形成蔗糖浓度相关,液胞中的转化酶可以调节蔗糖和己糖的贮存,在成熟组织中,中性转化酶对蔗糖水解更为重要;蔗糖合成酶通过影响果实的库强来影响果实的糖积累,汁胞中合成酶在某些果实汁胞糖代谢中起重要作用;许多果实成熟过程中蔗糖积累与蔗糖磷酸合成酶活性的升高密切相关,蔗糖磷酸合成酶参与控制蔗糖长途运输与库组织蔗糖代谢。[结论]蔗糖代谢相关酶在高等植物蔗糖代谢中起着关键的作用。     

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。     

果实中糖分的运输和积累相关研究进展

研究表明,控制糖分积累的关键步骤是位于正在发育的果实内部,而不是源叶输出光合产物的能力或者韧皮部路径的运输效率.果实库细胞中韧皮部后糖分运输效率、糖代谢酶的种类与活力和糖的跨膜运输能力等因素决定了果实糖分的积累.根据对糖分进入果实的细胞途径、糖代谢酶的成分和活力、糖运输蛋白、激素水平的变化及其调节机理等的研究进展进行综述,以进一步揭示果实中糖分的积累机理,为提高果实品质提供理论参考.     

柑橘品种间糖积累差异的生理基础

 测定了本地早、柑、香柠檬和宫川汁囊中蔗糖、葡萄糖、果糖、可滴定酸以及ABA的含量 ,分析了酸性转化酶 (AI)的活性 ,并模拟汁囊条件对蔗糖的酸水解进行了研究。结果表明 ,不同品种的糖含量和构成比例、酸含量、ABA含量以及AI活性都存在明显差异。在果实发育后期 ,汁囊中的ABA与糖含量都明显升高 ,呈极显著相关 ,表明ABA对糖的积累具有重要影响。本地早和宫川以积累蔗糖为主 ,香柠檬以积累己糖为主 ,柑介于二者之间。在酸度较高的香柠檬中 ,蔗糖的酸水解是影响汁囊中糖分构成的主要因素。在酸度较低的本地早、宫川和柑中 ,果实发育后期汁囊中的AI活性对糖分构成具有重要影响。     

骏枣果实生长发育过程中糖积累规律的研究

[目的]研究骏枣果实发育过程中糖积累的规律.[方法]以3年生骏枣为试材,测定果实的动态生长指标以及果实中总糖、葡萄糖、果糖、蔗糖的含量.[结果]骏枣果实生长曲线呈不明显的双“S”型.骏枣果实早期以积累葡萄糖和果糖为主,果实膨大期迅速积累蔗糖,到果实成熟时主要积累蔗糖.[结论]该研究结果为骏枣果实糖积累调控提供理论依据.     

矮化李树果实膨大、新梢旺长期光合产物与磷素吸收分配的~(14)C、~(32)P示踪研究

本研究以~(14)C和~(32)P标记矮化李树,观察其果实膨大与新梢旺长期的光合产物的分配与磷的吸收。结果表明:光合产物及磷的吸收首先运输到生长旺盛部位,并随生长的减慢运输也减慢终止。正在生长的嫩叶、嫩梢的光合产物不供给其它组织和部位。停长叶的光合产物首先满足本枝,而后才运向侧枝。光合产物与磷素的吸收随着时问的延长逐渐向根部转移和积累。矮化李果实中吸收~(14)C和~(32)P的量均明显超过乔化李果实。     

两个厚皮甜瓜品种不同时期的光合作用和糖分积累比较

【目的】探索厚皮甜瓜果实光合产物分配和果实糖分积累的内在生理机制,为厚皮甜瓜生产提供科学理论依据。【方法】以厚皮甜瓜品种丰蜜二号和好运52为试验材料,在授粉期至果成熟期测定叶片光合参数及果实可溶性糖含量。【结果】两个厚皮甜瓜在果实膨大初期（4月20日）蔗糖和还原糖的含量都很低,而光合速率和蒸腾速率较高,5月12日后蔗糖迅速积累,到6月5日和8日,丰蜜二号和好运52可溶性总糖含量分别达最高,分别为13.89%和10.37%,而此期厚皮甜瓜叶片光合速率和蒸腾速率呈下降趋势。【结论】丰蜜二号和好运52蔗糖积累的转折点是在授粉后22 d,但随着蔗糖积累和果实的成熟,厚皮甜瓜叶片光合速率和蒸腾速率逐渐下降;丰蜜二号适宜收获期为授粉后45 d左右,此时果实内可溶性总糖含量达到最高,为13.89%,风味最佳;而好运52最佳收获期在授粉后48 d,其可溶性总糖达最高,为10.37%。     

两个厚皮甜瓜品种不同时期的光合作用和糖分积累比较

【目的】探索厚皮甜瓜果实光合产物分配和果实糖分积累的内在生理机制,为厚皮甜瓜生产提供科学理论依据。【方法】以厚皮甜瓜品种丰蜜二号和好运52为试验材料,在授粉期至果成熟期测定叶片光合参数及果实可溶性糖含量。【结果】两个厚皮甜瓜在果实膨大初期（4月20日）蔗糖和还原糖的含量都很低,而光合速率和蒸腾速率较高,5月12日后蔗糖迅速积累,到6月5日和8日,丰蜜二号和好运52可溶性总糖含量分别达最高,分别为13．89％和10．37％,而此期厚皮甜瓜叶片光合速率和蒸腾速率呈下降趋势。【结论】丰蜜二号和好运52蔗糖积累的转折点是在授粉后22d,但随着蔗糖积累和果实的成熟,厚皮甜瓜叶片光合速率和蒸腾速率逐渐下降;丰蜜二号适宜收获期为授粉后45d左右,此时果实内可溶性总糖含量达到最高,为13．89％,风味最佳;而好运52最佳收获期在授粉后48d,其可溶性总糖达最高,为10．37％。     

柑橘果实发育成熟中果肉游离糖、 肌肌醇及钾含量的变化

以龟井(无籽)温州蜜柑和鄂柑1号(有籽)橘为试材,对果实发育成熟过程中果肉游离糖(果糖、葡萄糖和蔗糖)、肌肌醇及钾含量变化进行了测定。结果表明:(1)果实增大初期鄂柑1号果肉果糖和葡萄糖含量明显上升,蔗糖变化小,肌肌醇却趋下降,进入果实增大中后期,蔗糖含量显著上升,其它变化小;而龟井的果糖、葡萄糖和蔗糖均于果实增大初期和中期出现明显积累,肌肌醇除在增大中期出现一峰值外趋于平稳;采前果实发育期两品种总糖含量变化趋势均与各自的蔗糖较一致;(2)采后贮藏期内两品种果肉总糖和肌肌醇含量均趋于稳定,而二者的果糖、葡萄糖和蔗糖含量变化趋势却均趋相反;(3)两品种果肉钾含量均在果实增大期内出现明显上升并居相对较高水平。     

疏果对设施栽培草莓"枥乙女"单果重、糖代谢与积累的影响

在设施栽培的条件下，研究了疏果处理对草莓“枥乙女”果实单果重、各种糖含量、蔗糖代谢酶（转化酶、蔗糖合酶和蔗糖磷酸合酶）和己糖代谢酶（己糖激酶和果糖激酶）的影响。结果表明，疏果提高果实单果重和果实糖含量。疏果处理降低了成熟果实蔗糖合酶、转化酶、己糖激酶和果糖激酶的活力，而对蔗糖磷酸合酶的活力略有上升。疏果处理减少了蔗糖和己糖的代谢消耗、有利于草莓糖的积累。     

The Physiological Mechanism of Postphloem Sugar Transport in Citrus Fruit

The dynamics of translocation and partitioning of 14C-phothsynthates, the concentration of sucrose in fruit tissues and the effects of the membrane carrier- and ATPase-specific inhibitors on 14C-sucrose uptake by juice sacs of the satsuma mandarin (Citrus unshiu Marc. cv. Miyagawa wase) fruit were examined at the stage of fruit enlargement and fruit full ripe. Kinetic data of 14C-photosynthate translocation indicated that the rate of photosynthate transport into juice sacs decreased with fruit maturation and sugar accumulation. Along the photosynthate translocation path, i.e. from vascular bundles to segment epidermis then to juice sacs, a descending sugar gradient was observed. With fruit maturation and sugar accumulation in juice sacs, the 14C photosynthate gradient increased, whereas the static sucrose concentration gradient decreased with fruit maturation and sugar accumulation. The higher gradient of specific 14C radioactivity was considered to favor diffusion and sugar transport into juice sacs at the later stage of fruit development. The rate of uptake 14C-sucrose by juice sacs of satsuma mandarin fruit was markedly reduced by PCMBS, EB, DNP and NO-3 treatment. The above results suggested the participation of a carrier-mediated, energy-dependent sugar active transport process in juice sacs of satsuma mandarin fruit.     

Physiological Mechanism on the Difference of Sugar Accumulation in Four Citrus Varieties

The concentration of sucrose,glucose,fructose,titratable acid,ABA and the activity of acid invertase(AI)were measured injuice sacs of Bendizao mandarin(Citrus succosa Hort),Ponkan(Citrus reticulata Blanco),Miyagawa wase(Citrus unshiu Marc)and Meyer lemon(Citrus,meyeri Y).The acid hydrolysis of sucrose in vitro was also studied.The results showed that the sugar content,the ratio of different sugars,titratable acidity,ABA content and the activity of AI were obviously different in four citrus varieties.The sugar content inj uice sacs of citrus fruit was related to that of ABA at the late stage of fruit development.The result suggested that ABA played an important role in sugar accumulation in juice sacs of citrus fruit.Bendizao mandarin and Miyagawa wase mainly accumulated sucrose inj uice sacs of citrus fruit.Meyer lemon accumulated hexose,and Ponkan citrus was the sucrose-hexose accumulating type variety.In Meyer lemon with high acid degree,the composition of sugar inj uice sacs was determined by acid-hydrolysis of sucrose.In Bendizao mandarin,Ponkan citrus and Miyagawa wase with low acid degree,the composition of sugars at the late stage of fruit development was obviously affected by the AI activity.     

脐橙果实发育中糖分积累与SPS活性研究

分析研究了脐橙果实生长和成熟过程中汁泡,果实维管束和果皮内糖分含量与SPS活性变化动态,研究结果表明：无论是汁泡还是果实维管束和果皮,它们的还原糖含量高于蔗糖的含量;在果实细胞膨大初期,果皮中的总糖分含量高于汁泡;在果实细胞膨大后期和成熟前期,汁泡中的总糖分含量高于果皮,但是与维管束的总糖含量接近;而到成熟采收时,3个组织的总糖含量则相互接近,而且都以葡萄糖含量占优,SPS参与了脐橙果实蔗糖的贮藏和运输过程,汁泡中的SPS活性在果实成熟前变化较小,在果实的成熟和糖分的积累时期,其活性急骤上升,至成熟期,远高于其他两个组织中的SPS活性;而果皮中的SPS活性在果皮糖分含量增加时活性持续下降,维管束中的SPS活性则基本上随着果实成熟而缓慢下降,至成熟期,活性处于较低水平。     

水分胁迫对温州蜜柑果实品质及柠檬酸代谢相关基因表达的影响

以5年生盆栽枳砧‘山下红’温州蜜柑为试材,于2012年7月5日至11月15日进行控水试验,以正常浇水为对照,研究40%土壤水分胁迫处理对温州蜜柑果实品质及柠檬酸代谢过程中3个相关酶基因表达的影响。结果表明:处理组成熟果实单果重、果皮重、横径与纵径分别比对照组减小了59.0%、61.7%、25.2%和21.7%,与对照组间的差异均达极显著水平;处理组果实中果汁与维生素C含量减少,而可溶性固形物含量增加;处理组果肉中的蔗糖、葡萄糖、果糖与总糖含量较对照分别增加了33.3%、72.3%、65.0%和48.9%,而单果蔗糖、葡萄糖、果糖与总糖含量分别减少了42.1%、25.1%、28.3%和37.8%;处理组果肉中的柠檬酸和总有机酸含量分别比对照组高66.3%和60.4%,单果柠檬酸和有机酸含量比对照组高11.3%和50.6%,与对照间的差异均达极显著水平;基因表达结果显示,在水分胁迫下,CitCS的表达量增加,而CitIDH的表达量减少,CitACO表达量在果实发育后期有一定的增加。总体而言,水分胁迫明显抑制了温州蜜柑果实生长,单果柠檬酸含量增加,而糖分含量减少,糖酸比下降,果实品质下降。CitCS表达量增加及CitACO表达量下降可能是柠檬酸积累的原因之一。     

复合营养液处理对完熟采收'宫川'温州蜜柑果实品质与浮皮的影响

以露地栽培的早熟温州蜜柑‘宫川'为试材,研究了高钙与全营养两种复合营养液叶面喷施对果实品质及浮皮的影响.结果表明,在果实着色之前,果皮占果实的比率随着果实的发育而下降,而汁囊占果实的比率则随果实发育呈上升趋势;在着色期内,果皮占果实的比率略有上升,而汁囊占果实的比率略有下降;至完熟采收时,果皮鲜重占果实的比率下降至最低,而汁囊鲜重占果实的比率达到最高.两种复合营养液应用降低了采收时果皮占果实的比率及果皮厚度,相应地增加汁囊部分的比率;增加了汁囊的可溶性固形物、葡萄糖、果糖和蔗糖含量,但对可滴定酸含量的影响不明显.高钙和全营养复合营养液处理还显著降低了果实的浮皮指数,处理果的浮皮指数分别比对照下降18和13个百分点.以上研究表明,复合营养液应用有利于提高完熟栽培‘宫川'温州蜜柑果实的品质并抑制浮皮的发生,增加营养液中钙的含量对控制浮皮效果较好.     

冬枣和临猗梨枣果实发育期主要营养成分变化

为探究鲜食枣品种的营养品质形成规律,以碘量滴定法,酸碱中和滴定法以及2,6-二氯酚靛酚滴定法测定了冬枣、临猗梨枣果实发育过程中可溶性糖,可滴定酸以及维生素C的含量。结果显示:在冬枣和临猗梨枣果实的发育过程中,可溶性总糖含量的变化趋势为前期变化不明显,近成熟迅速积累至最高;可溶性糖组分在果实发育前期为果糖>葡萄糖>蔗糖,成熟时为蔗糖>果糖>葡萄糖。可滴定酸含量前期较高,随果实生长呈下降的趋势,果实成熟时略有升高。维生素C含量变化总体上低-高-低的变化趋势。     

国庆1号温州蜜柑果实成熟过程中极性代谢物的变化

【目的】研究不同成熟阶段的国庆1号温州蜜柑（Citrus unshiu Marc.cv.Guoqing No.1）果实极性代谢物的变化,为客观评价柑橘果实成熟度和果实品质提供科学理论依据。【方法】采用气相色谱质谱联用技术（GC-MS）,初步建立柑橘果实初生代谢产物的提取和分析方法,检测绿熟期、转色期和完熟期温州蜜柑果实有色层和果肉组织的极性代谢物,并对其进行主成分分析。【结果】共鉴定出代谢物37种。随温州蜜柑果实不断转黄,其有色层中的果糖、甘露糖和大部分氨基酸（尤其是GABA和脯氨酸）含量逐渐增加,在完熟期达最高。相反地,柠檬酸和一些不饱和脂肪酸的含量则逐渐降低。与有色层相比,果肉中显著变化的初级代谢物较少。其中甘露糖、阿拉伯糖、草酸、磷酸、琥珀酸、2 - 酮戊二酸、十六碳烷酸、9,12-十八碳二烯酸、十八碳烷酸、十四碳烷酸等在绿熟期含量最高,随着果实不断转黄其含量逐渐降低,而蔗糖,GABA以及多种有机酸则大量积累。PCA结果显示,不同组织和不同发育时期的代谢物均很好的分离,且不同发育时期代谢物的差异小于不同组织间代谢物的差异。【结论】找到一些可以作为评价果实成熟度指标的代谢物。此外,发现果实成熟过程中有色层和果肉中多种极性代谢物发生剧烈的变化,且表现出很强的组织特异性,尤其是糖类和有机酸类物质。     

兴津温州、脐橙果实发育研究初报 Ⅱ、果实成熟过程中的生理生化变化

兴津温州和华盛顿脐橙单果的呼吸强度从幼果至膨大期是急剧上升,而单位重量的呼吸强度则是幼果期最高,以后迅速下降。游离酸总量在果实膨大前期达最大值。果汁中可溶性固形物与总糖含量变化动态一致,到成熟前仍在持续上升。结果表明,在低温地区提高果实品质的途径,以增加果汁含糖量较降酸更为有效。