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.     

植物中糖转运途径、糖转运蛋白及其生理功能

植物源叶进行光合作用而固定大气中的CO2，为汇组织或器官提供了能源和碳源。碳从源到汇的转运以糖的形式尤其是蔗糖进行的。糖在韧皮部中的运输是由糖转运蛋白完成的，糖转运蛋白具有双重功能，即糖载体和糖传感。糖在植物体内的转运直接影响到植物的生理活动，如光合作用和碳分配。如何使光合作用所固定的碳朝人们所希望的方向转运是研究糖在植物体内转运及糖转运蛋白的生理功能的根本目的，因此，这些研究对于提高农作物和林木的生产力具有重大意义。     

柑橘果实韧皮部后糖的运输生理机制研究

 以膨大期和完熟期的温州蜜柑宫川 (CitrusunshiuMarc .cv .Miyagawawase)果实为试材 ,研究了14C光合产物在果实内的运输分配动态 ,测定了果实各组织的蔗糖浓度 ,分析了载体和ATP酶抑制剂对汁囊吸收14C 蔗糖的影响。结果表明 ,光合产物运入汁囊积累的速率随着果实成熟和糖积累呈下降趋势。沿维管束到囊瓣皮再到汁囊的光合产物运输路径存在由高到低的糖梯度。其中 ,组织间运输态的14C放射性比活度的梯度随果实成熟和糖积累而加大 ,而静态的蔗糖梯度则趋缓 ,表明14C放射性比活度梯度的形成有利于后期糖积累。载体抑制剂PCMBS和ATP酶抑制剂DNP、EB、NO3- 处理明显抑制了汁囊对14C 蔗糖的吸收。由此可见 ,糖在温州蜜柑果实汁囊中的运输存在一个需要载体并与ATP酶相偶联的主动运输过程     

不同杨树品系还原糖含量与青杨天牛危害的关系

利用3,5-二硝基水杨酸比色法测定迎春5号、1344、银中杨、小黑14和施×斯韧皮部和木质部的还原糖含量。结果表明:不同杨树品系韧皮部还原糖含量之间的差异性不显著(P0.05),而木质部还原糖含量在健康和被害两种情况下的差异性都显著(P0.05)。被害韧皮部的还原糖含量与被害率有较强正相关性。     

韧皮部同化物和水分运输相关关系的中踪动力学研究

将＾１４Ｃ－糖和＾３Ｈ－水分别引入到棉茎韧皮部和木质部，结果表明，同化物在韧皮部中运输时，必须有木质部水分的参与，和木质部分离的韧皮部不能单独履行运输同化和的功能；同化物在韧皮部中以液流形式运输，液流中的水主要来自木质部。同化物向韧皮部的装载，是不伴随水的主动装载过程。韧皮部同化物运输和木质部水分密切相关。     

韧皮部同化物和水分运输相关关系的示踪动力学研究

将１４Ｃ－糖和３Ｈ－水分别引入到棉茎韧皮部和木质部，结果表明，同化物在韧皮部中运输时，必须有木质部水分的参与，和木质部分离的韧皮部不能单独履行运输同化物的功能；同化物在韧皮部中以液流形式运输，液流中的水主要来自木质部。同化物向韧皮部的装载，是不伴随水的主动装载过程。韧皮部同化物运输和木质部水分密切相关。     

不同杨树品系还原糖含量与青杨天牛危害的关系

利用3,5-二硝基水杨酸比色法测定迎春5号、1344、银中杨、小黑14和施×斯韧皮部和木质部的还原糖含量.结果表明:不同杨树品系韧皮部还原糖含量之间的差异性不显著(P>0.05),而木质部还原糖含量在健康和被害两种情况下的差异性都显著(P<0.05).被害韧皮部的还原糖含量与被害率有较强正相关性.     

不同杨树品系还原糖含量与青杨脊虎天牛危害的关系

利用3,5-二硝基水杨酸比色法测定小青杨、小青×黑杨、小黑杨、香杨、27年生和40年生小叶杨韧皮部和木质部的还原糖含量。结果表明:各杨树品系木质部的还原糖含量远远低于韧皮部的含量,且韧皮部的还原糖含量差异显著。不同杨树品系韧皮部和木质部的还原糖含量与被害株率没有相关性。在27年生同一品系小叶杨树中,虽然不同高度的还原糖含量差异不显著,却与被害株率呈现紧密负相关。     

湘南梨根与枝中可溶性糖及淀粉的相关研究

以湘南梨为试材,对根与枝木质部和韧皮部中可溶性糖和淀粉含量的相关性进行了研究。结果表明,枝和根系的木质部及韧皮部中可溶性糖和淀粉含量的相关性均达到极显著或显著水平。     

湘南梨根与枝中可溶性糖及淀粉的相关研究

以湘南梨为试材,对根与枝木质部和韧皮部中可溶性糖和淀粉含量的相关性进行了研究.结果表明,枝和根系的木质部及韧皮部中可溶性糖和淀粉含量的相关性均达到极显著或显著水平.     

细胞膜糖转运系统的蛋白质互作调节研究进展

研究表明,在生物体中,糖的跨膜转运是由糖转运系统介导的,该系统由糖转运蛋白家族蛋白或非糖转运蛋白家族蛋白构成.细胞膜的糖转运不仅受构成转运系统的蛋白基因表达的调节,还受蛋白质互作调节.糖转运蛋白家族成员能够形成同源寡聚体、异源寡聚体,还能与一些非糖转运蛋白发生互作.     

Genome-wide identification,expression and functional analysis of sugar transporters in sorghum (Sorghum bicolor L.)

Sugar transporters are essential for osmotic process regulation, various signaling pathways and plant growth and development. Currently, few studies are available on the function of sugar transporters in sorghum (Sorghum bicolor L.). In this study, we performed a genome-wide survey of sugar transporters in sorghum. In total, 98 sorghum sugar transporters (SSTs) were identified via BLASTP. These SSTs were classified into three families based on the phylogenetic and conserved domain analysis, including six sucrose transporters (SUTs), 23 sugars will eventually be exported transporters (SWEETs), and 69 monosaccharide transporters (MSTs). The sorghum MSTs were further divided into seven subfamilies, including 24 STPs, 23 PLTs, two VGTs, four INTs, three pGlcT/SBG1s, five TMTs, and eight ERDs. Chromosomal localization of the SST genes showed that they were randomly distributed on 10 chromosomes, and substantial clustering was evident on the specific chromosomes. Twenty-seven SST genes from the families of SWEET, ERD, STP, and PLT were found to cluster in eight tandem repeat event regions. In total, 22 SSTs comprising 11 paralogous pairs and accounting for 22.4% of all the genes were located on the duplicated blocks. The different subfamilies of SST proteins possessed the same conserved domain, but there were some differences in features of the motif and transmembrane helices (TMH). The publicly-accessible RNA-sequencing data and real-time PCR revealed that the SST genes exhibited distinctive tissue specific patterns. Functional studies showed that seven SSTs were mainly located on the cell membrane and membrane organelles, and 14 of the SSTs could transport different types of monosaccharides in yeast. These findings will help us to further elucidate their roles in the sorghum sugar transport and sugar signaling pathways.     

Functional analysis of MdSUT2.1, a plasma membrane sucrose transporter from apple

Sugar content is a determinant of apple(Malus×domestica Borkh.) sweetness. However, the molecular mechanism underlying sucrose accumulation in apple fruit remains elusive. Herein, this study reported the role of the sucrose transporter MdSUT2.1 in the regulation of sucrose accumulation in apples. The MdSUT2.1 gene encoded a protein with 612 amino acid residues that could be localized at the plasma membrane when expressed in tobacco leaf protoplasts.MdSUT2.1 was highly expressed in fruit and was ...     

蔗糖转运蛋白VvSUC11和VvSUC12累加作用对提高转基因甜菜含糖量的影响

【目的】甜菜是重要的糖料作物,块根中的蔗糖含量是其品质的决定因子。利用基因工程技术将葡萄蔗糖转运蛋白基因（VvSUC11和VvSUC12）导入甜菜块根中,以了解蔗糖转运蛋白是否能提高甜菜的含糖量。【方法】利用葡萄蔗糖转运蛋白基因VvSUC11和VvSUC12构建的根特异性表达植物双价表达载体（pCAMBIA2301-SP1-VvSUC11-SP2-VvSUC12）,通过农杆菌介导法转化到甜菜（Beta vulgaris L.）品种KWS-9103中。利用PCR和RT-PCR技术检测目的基因是否整合到甜菜中并表达。将获得的转基因甜菜和对照甜菜生根后移栽大田,对其叶片性状、相关的生理指标、块根重和含糖量进行测定。【结果】通过PCR和RT-PCR检测,获得13株转基因甜菜。测得转基因植株叶长、叶宽、叶柄长和叶片数量平均分别为25.16 cm、19.31 cm、29.17 cm和38.33个,与对照相比,叶宽增加31.81%,叶柄缩短16.61%,叶片数目增加17.04%,都存在极显著差异,而叶长增加1.68%,无显著差异;叶绿素a含量（1.31 mg•g-1）、叶绿素b含量（0.562 mg•g-1）和叶绿素总含量（1.87 mg•g-1）与对照无显著差异;叶中可溶性糖含量（14.59 mg•g-1）降低13.04%,与对照（16.51 mg•g-1）存在极显著差异,叶柄中可溶性糖含量（21.90 mg•g-1）增加3.36%,但与对照（21.6 mg•g-1）差异不显著;单株转基因甜菜的块根重和含糖量分别平均为3.067 kg和183.2 g•kg-1,与对照（2.894 kg）相比,块根增重5.91%,差异不显著,含糖量增加9.41%,与对照（167.5 g•kg-1）存在显著差异。说明转基因甜菜叶面积和叶片数的增加,扩大了其光合叶面积,同时叶柄缩短有利于提高糖分子从源叶到库的转运,促进甜菜块根的形成和加快糖分的积累。【结论】利用蔗糖转运蛋白VvSUC11、VvSUC12能够有效地提高转基因甜菜的含糖量。     

嫁接西瓜果实发育过程中蔗糖代谢及相关酶调控的研究

以自根西瓜为对照,研究了嫁接西瓜果实的蔗糖积累特性及相关代谢酶的调控作用.结果表明:嫁接与自根西瓜果实的果肉组织均以积累蔗糖为主,果皮以积累已糖为主,嫁接西瓜果实的糖含量显著低于自根西瓜.在果实发育过程中,嫁接西瓜幼果组织转化酶(Inv)活性降低,蔗糖合酶(SS)活性上升,从而导致果实中蔗糖含量的降低.因此,嫁接引起的西瓜果实中Inv、SS活性的变化可能是导致嫁接西瓜糖分变化的主要原因.     

园艺植物果实糖积累的研究进展

 糖的种类与含量对果实风味和品质具有重要影响。本篇综述在两个层次上对高等植物果实糖的积累机理进行了全面综述：（1）糖在果实中的卸载及转化;（2）果实中糖积累过程的调控因子。并重点阐述了糖代谢的关键酶、耗能性无效循环、信号调节等因素在糖积累过程中的调节作用。总结了糖积累的重要因素,结合目前的研究现状,提出了糖代谢研究的主要方向。     

烟叶发育过程中糖代谢相关酶活性及基因的表达分析

为了探究烟叶发育过程中糖代谢特性与相关酶活性及基因表达的关系,以烤烟品种秦烟96为材料,测定烟叶发育过程中葡萄糖、果糖、蔗糖、还原糖和可溶性总糖含量变化,分析糖代谢关键酶活性及基因表达水平。结果表明,烟叶移栽后65～115 d的发育过程中,葡萄糖、果糖、还原糖和可溶性总糖含量呈先上升后下降的趋势,当烟叶成熟(移栽后95 d)时,各可溶性糖(蔗糖除外)含量达到峰值;蔗糖含量呈双峰波动变化,烟叶成熟时蔗糖含量最低;烟叶打顶至适熟阶段,SPS和AI酶活性对烟叶中可溶性糖的积累贡献最大,当烟叶由适熟至过熟时,AI主要参与烟叶的糖代谢调控,而SS和SPS则对蔗糖的积累起重要作用; Nt INV基因在烟叶打顶至适熟阶段对烟叶糖代谢调控作用较大,而Nt SS和Nt SPS基因则在烟叶适熟至过熟阶段对烟叶糖代谢起主要的调控作用;糖代谢相关基因通过分子层面调控相关酶活性进而调控烟叶的糖代谢活动。     

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。     

甜质型和普通型玉米籽粒发育过程中糖组分比较研究

 利用高效液相色谱 (HPLC)技术比较分析了甜质型 (ZeamaysL .SeccharataSturt)和普通型玉米 (ZeamaysL .IndentataSturt)籽粒中糖组分的动态变化规律。结果表明 ,籽粒发育初期 (授粉后 10d) ,2类型间糖组分差异不显著 ,均含有水溶性多糖 (WSP)、蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇和甘露醇 ;授粉 2 0d后 ,甜质型玉米能积累 2种聚合度不同的WSP(其保留时间分别为 5 .2 8和 5 .98min) ,而普通型玉米仅有其中的 1种 (保留时间为 5 .98min) ;整个籽粒发育过程中未测得麦芽糖。甜质型玉米随籽粒发育其可溶性总糖 (TSS)含量增加 ,而普通型玉米的含量降低 ,其中WSP、蔗糖、葡萄糖、果糖、甘露醇、山梨醇在 2类型玉米籽粒发育过程中的动态变化不同。甜质型玉米的直链、支链淀粉含量较普通型玉米少 ,其中直链淀粉含量随籽粒发育而降低 ,支链淀粉含量则升高。