甘蔗体内的蔗糖积累

成熟甘蔗茎秆积累高浓度蔗糖,其蔗糖积累涉及到蔗糖的合成、分解和运输等生理过程,而调控甘蔗茎中蔗糖积累的关键性因素是存在于快速发育的茎细胞中蔗糖糖代谢相关酶的活性和蔗糖的跨膜运输能力,而不是作为源叶输出光合产物的能力和韧皮部运输蔗糖的效率.为此,本文主要从蔗糖进入茎节的途径、蔗糖在液泡中的积累及其调控等方面作了概述,并指出运用分子生物学、反向遗传学和细胞生物学手段研究有关酶基因、功能性蛋白、糖信号对甘蔗蔗糖运输和积累的作用将是今后的重要研究方向.     

水稻蔗糖转运及其与产量形成的关系

蔗糖是植物体内主要的光合产物和运输形式,在叶片中合成并经过维管组织向库器官转运,在库组织中水解并用于合成淀粉、蛋白质和纤维素等有机物。水稻蔗糖转运对调控作物生长发育和产量形成,特别是在逆境条件下的产量稳定,都具有十分重要的作用。本文重点综述了水稻蔗糖韧皮部装载、运输和卸载机制以及关键酶的活性和基因表达调控,并讨论了其与水稻产量形成的关系。     

甘蔗的蔗糖代谢

文章从生理学和生物化学角度对甘蔗中蔗糖的合成、运输以及降解过程的研究进展进行概述。     

果实中糖的运输、代谢与积累及其调控

叶片光合产物向果实运输的主要形态是蔗糖,但在木本蔷薇科果树中,光合产物的主要运输形态为山梨醇.糖从质外体空间跨膜运入共质体的过程由糖运输蛋白介导,而糖运输蛋白的基因表达伴随着果实糖的积累而增强.蔗糖代谢酶参与了细胞内外4个与糖运输有关的无效循环.己糖代谢抑制是果实糖快速积累的前提.在木本蔷薇科果实中,蔗糖代谢酶活力仍非常活跃,表明蔗糖可能与山梨醇在果实生长发育中都起重要的作用.糖作为信号分子,调节了承担糖运输与代谢的基因的表达.自然环境因子和栽培措施能有效调控糖运输、代谢与积累.反义抑制Ivr基因表达能提高番茄果实含糖量的实验结果表明遗传工程调控糖积累的潜力.阐明糖信号与其它信号互作对糖运输与代谢的调控机制是今后研究的重点.     

九个甘蔗新品种在桂林地区的适应性观察和评价

为探讨甘蔗新品种在桂林地区的适应性表现,该研究以ROC22为对照,采用大区互比法,对国家甘蔗产业技术体系的9个甘蔗品种进行1年新植2年宿根的区域试验,观察记录出苗率、分蘖率、株高、产量和糖分等14个性状表现,并利用DTOPSIS法进行综合评价。结果表明:桂糖29号、桂糖31号、云蔗03-194、粤糖60号、福农38号和粤糖55号的综合性状表现优于对照ROC22,其中桂糖29号宿根性好、蔗茎产量和产糖量较高,但病虫害有不同程度的发生,田间栽培需加强病虫害防控;桂糖31号有效茎多、蔗糖分高,建议加强肥水管理,提高产量;云蔗03-194出苗率较高,出苗整齐,有效茎数较多,宿根性好,但枯心苗和黑穗病发病程度较其他品种严重,建议加强苗期病虫管理,保障成茎率;粤糖60号蔗糖产量较高、抗倒伏能力强,但新植出苗率较低,建议加大下种量;福农38号蔗糖分较高、抗病性较好,是优异的抗病材料;粤糖55号宿根性较好。上述筛选出的6个甘蔗品种宿根性好、抗逆性强、高产高糖,适宜在桂林地区进行扩大种植,用于指导当地的甘蔗示范推广。     

橄榄果实发育成熟过程中糖积累与相关酶活性的关系

以可溶性总糖含量差异明显的2个橄榄品种为试验材料,测定果实发育成熟过程中蔗糖、葡萄糖、果糖、可溶性总糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的动态变化,并对果实糖积累与酶活性进行相关性分析,以明确不同橄榄品种果实糖积累差异的生理基础,为进一步在代谢与分子水平探讨橄榄果实糖积累机制提供依据。结果表明:(1)蔗糖快速积累期是橄榄品种间果实蔗糖积累差异的关键时期,并影响成熟时果实可溶性总糖含量的高低,其中‘马坑22’蔗糖快速积累期较长,增长幅度较大,成熟时可溶性糖含量高;成熟时‘马坑22’、‘檀头23’果实内己糖与蔗糖比分别为0.668、0.904。(2)在蔗糖快速积累期内,‘马坑22’酸性转化酶(AI)活性低于‘檀头23’,为其蔗糖积累创造条件,而中性转化酶活性高于后者则有利于其增加果实库强;两品种蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性变化差异不大,说明SPS不是蔗糖积累的关键酶;‘马坑22’蔗糖合成酶(SuSy)合成方向活性在花后144~186d增幅显著高于‘檀头23’,说明SuSy为果实蔗糖积累的关键酶。(3)‘马坑22’蔗糖快速积累主要依靠SuSy合成方向活性变化促进蔗糖合成,‘檀头23’蔗糖快速积累主要依靠SuSy分解方向活性变化促进蔗糖直接进入果实。     

植物蔗糖转运蛋白及其功能调节研究进展

综述了高等植物蔗糖转运蛋白基因家族的分类,蔗糖转运蛋白的细胞定位,蔗糖转运蛋白的功能调节,以及果实中糖运转的特性等方面的研究进展,并提出了深入研究果实蔗糖运转蛋白的展望。     

网纹甜瓜发育果实糖分积累与蔗糖代谢参与酶的关系

随着网纹甜瓜果实的发育,果实中葡萄糖和果糖的含量增加,蔗糖的快速积累发生在果实发育的中后期,高蔗糖积累型果实中蔗糖积累速率明显快于低蔗糖积累型.蔗糖磷酸合成酶活性在果实发育的前期短暂下降, 而后稳步上升,在果实发育的中后期高蔗糖积累型果实中该酶的活性显著高于低蔗糖积累型果实;随着果实发育,蔗糖合成酶的分解活性降低而合成活性升高.酸性和中性转化酶在未成熟果实中活性较高,而在成熟果实中很低; 高蔗糖积累型果实中酸性转化酶活性显著低于同期低蔗糖积累型果实.合成蔗糖的酶活性小于分解蔗糖的酶活性时蔗糖几乎没有积累.根据这些结果推测,转化酶活性的下降、蔗糖磷酸合成酶活性的增加以及蔗糖合成酶分解活性的下降和合成活性的增加,是引起果实蔗糖积累的主要内在因子.     

‘台农1号’芒果果实发育过程中的糖分积累与相关酶活性研究

以‘台农1号’芒果为材料,测定了果实生长发育过程中淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及淀粉酶、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,并对果实中糖组分与酶活性的关系进行了分析.结果显示,(1)台农1号芒果果实属于单S型生长曲线,发育前期主要积累淀粉、葡萄糖和果糖,果实成熟软化时,淀粉酶活性降至最低,淀粉水解,蔗糖快速积累.(2)酸性转化酶活性在果实整个发育过程中维持最高,完熟时略有降低;蔗糖磷酸合成酶在果实发育前期略有降低,完熟时升至最高;蔗糖合成酶和中性转化酶活性在整个发育期一直很低且较稳定.(3)淀粉含量与淀粉酶活性呈显著正相关,与SPS活性呈极显著负相关,蔗糖、葡萄糖含量均与SPS、SS呈显著、极显著的正相关;果糖含量与SS呈极显著的正相关.研究表明,芒果成熟时淀粉分解、酸性转化酶活性的降低,且蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性的增加是引起果实蔗糖积累的主要因子.     

甘蔗液泡ATP酶C亚基基因克隆及序列分析

根据筛选文库时获得的EST序列信息,利用RACE技术分离了一个甘蔗ATP酶C亚基基因,命名为ShVHA-C。该基因cDNA全长1 312 bp,含有1 056 bp的完整阅读框架,编码351个氨基酸。序列比对及结构预测分析表明,ShVHA-C编码的氨基酸序列与水稻、小麦、苜蓿、绿豆和蓖麻中相应基因氨基酸序列的一致性分别达到94.10%、93.22%、91.15%、91.15%和91.74%,与水稻一致性最高。在整个二级结构中,含有233个α-螺旋(alpha helix),占66.38%;含有5个延伸链(extended strand),占1.42%;含有113个无规则卷曲(random coil),占32.19%。此蛋白不具有导肽。整个多肽链表现为亲水性,没有明显的疏水区域,初步认为甘蔗ShVHA-C编码蛋白是亲水性蛋白。