遮光灵武长枣果实糖积累和代谢相关酶活性特征

于灵武长枣盛花期对果实进行遮光处理,以自然照光为对照,通过测定果实生长指标、叶绿素含量、蔗糖代谢相关酶活性及其蔗糖代谢糖分含量等,研究果实光合作用在果实糖积累中的作用及对果实多糖和总糖含量积累的影响。结果表明:(1)遮光处理后,果实单粒重、单粒体积以及果实中叶绿素含量均降低。(2)遮光处理不同程度增加了果实中转化酶、蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶分解方向酶的活性,而降低了其蔗糖合成酶合成方向酶的活性。(3)遮光处理主要影响果实着色期和成熟期的糖含量,对果实发育初期糖含量影响较小;果实多糖的形成与果实所受光照状况具有一定的关系,而果实中总糖的积累与外界光照具有密切关系。可见,果实遮光处理影响了果实发育过程中蔗糖代谢相关酶的活性,从而影响果实糖分的代谢和积累。     

不同果色枸杞果实糖积累特征及其与蔗糖代谢酶活性的关系

以‘宁杞1号’（红色）、‘宁夏黄果’（黄色）和‘黑果’（黑色）3份不同果色枸杞为试材,测定枸杞果实发育过程中糖含量与蔗糖代谢酶活性的变化,并分析糖含量与蔗糖代谢酶活性的相关性,以探讨不同果色枸杞糖积累差异的生理基础,为进一步阐明枸杞品质形成及调控机理提供理论依据。结果显示：（1）气相色谱（GC）法检测结果为 ‘宁杞1号’果实含8种糖,‘宁夏黄果’含7种糖,‘黑果’仅检测到4种糖;且成熟期枸杞果实均以果糖、葡萄糖和蔗糖为主。（2）在枸杞果实发育过程中,各材料果实的果糖和葡萄糖含量呈现逐渐升高趋势,果实发育的后期升高幅度高于初期;而各材料蔗糖和赤藓糖含量却呈现出不同的变化趋势,不同发育时期材料间差异各异。（3）不同果色枸杞蔗糖代谢酶活性在枸杞果实发育过程中差异较大,其中酸性转化酶（AI）在果实发育的初期活性较低,材料间差别小,但在果实发育的后期活性高,材料间差异较大;从枸杞果实发育色变期到成熟期,供试材料AI和蔗糖合成酶（SS）活性高于中性转化酶（NI）和磷酸蔗糖合成酶（SPS）;在整个果实发育过程中‘黑果’保持着较低果糖含量和蔗糖代谢酶活性。（4）3种果色枸杞果糖含量均与AI活性达到显著相关关系,红色与黑色枸杞己糖（果糖和葡萄糖）含量与NI达到显著相关关系。研究表明,不同果色枸杞果实中的糖种类与含量、蔗糖代谢酶活性差异较大,AI活性升高有利于枸杞果糖的积累,转化酶在枸杞果实己糖积累过程中发挥着重要的作用。     

宁夏枸杞果实糖积累和蔗糖代谢相关酶活性的关系

通过对枸杞果实发育过程中果实生长模式、蔗糖、果糖、葡萄糖和淀粉含量及糖代谢相关酶活性的测定,研究了宁夏枸杞果实生长发育过程中糖的代谢积累与相关酶活性的关系.结果表明:(1)宁夏枸杞果实发育呈双S"曲线,果实主要以积累己糖为主.(2)蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性在果实发育初期处于下降的趋势,在花后19d开始上升,果实转色后又逐渐下降;蔗糖合成酶(SS)活性总体表现为SS分解方向的活性大于SS合成方向的活性,说明枸杞果实发育过程中,SS的活性主要以分解方向的为主;酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)的活性随果实发育呈上升趋势,但在果实成熟后期有所下降,且AI和NI活性高于合成酶类的活性,较高的转化酶类活性促进了果实内部己糖的积累.(3)在枸杞果实生长发育中,葡萄糖和果糖含量与AI和NI均呈极显著正相关,而与其它酶不具有相关性.说明AI和NI在宁夏枸杞果实的糖代谢中起着主要的调控作用.     

不同产地气象因子对宁夏枸杞果实糖分积累的影响

以‘宁杞1号’枸杞为材料,采用高效液相色谱技术,测定不同产地(宁夏银川、甘肃白银和青海德令哈)不同发育时期宁夏枸杞果实中的糖分(果糖、葡萄糖、蔗糖和淀粉)含量,同时对不同产地果实发育期间的气象因子进行监测,探讨主要气象因子对枸杞果实糖分积累的影响。结果表明:(1)在宁夏枸杞果实发育期内,不同产区平均温度和昼夜温差均为银川白银德令哈的变化趋势,平均光照强度为银川白银德令哈。(2)3个产区‘宁杞1号’枸杞的果实发育过程中均以积累己糖(葡萄糖和果糖)为主,蔗糖和淀粉含量很少;成熟果实中己糖含量为德令哈银川白银。(3)影响‘宁杞1号’枸杞果实己糖积累的气象因子在银川产区主要是平均温度、白天均温和平均温差,在白银产区主要是平均温差,白天温度和平均光强也有一定影响,而在德令哈产区主要是平均温差、平均光强和白天均温。研究认为,宁夏枸杞果实发育期间银川产区较高的平均温度和昼夜温差与德令哈产区较强的平均光强和较长的光照时数均有利于枸杞果实己糖积累,而白银产区较大的相对湿度和较弱的光强均成为枸杞果实糖分积累的主要限制因子。     

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。     

宁夏不同地域枸杞多糖和总糖含量与土壤环境因子关系的研究

通过对宁夏4个主要枸杞产区土壤理化冈子及枸杞果实主要成分枸杞多糖和总糖含垃进行分析,研究不同土壤理化因子对枸杞有效成分枸杞多糖和总糖含量的影响。结果表明：宁夏4个主产区枸杞多糖累积与肥力因子间尤显著相关性,而总糖含量与肥力因子间呈负相关,其中与速效氮呈显著负相关,与速效磷呈极显著负相关。宁复枸杞果实内多糖和总糖含量与土壤盐分呈正相关。宁夏4个主要产区枸杞多糖含量差异不显著,但枸杞总糖含量差异显著,其中新产区惠农和同心总糖含量比老产区中宁、园林场含量高。     

干旱胁迫对宁夏枸杞生长及果实糖分积累的影响

文章研究不同干旱胁迫下宁夏枸杞生长及果实糖分积累的变化规律,为宁夏枸杞在干旱地区高产栽培提供参考依据。采用盆栽控水试验,设置正常灌水、轻度干旱、中度干旱和重度干旱处理,研究了干旱胁迫对宁夏枸杞植株生长、生物量分配以及果实糖分积累的影响。结果表明：干旱抑制宁夏枸杞新稍、果实、株高和地径的生长：随着干旱程度加剧,根和茎中干物质分配率逐渐升高,而枝条、叶和果实中干物质分配率大幅降低;轻度干旱有利于果实发育过程中果糖的积累,中度和重度干旱胁迫则不利于成熟期果糖和蔗糖积累;干旱胁迫明显降低成熟期转化酶、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）的活性;果实发育过程中果糖的含量与SPS和转化酶活性存在极显著相关。可见,在果实发育期,土壤含水量为田间持水量55％以上,能促进宁夏枸杞果实中糖分积累,有效提高果实品质。     

套袋对梨果实发育过程中糖组分及其相关酶活性的影响

以翠冠和黄金梨为试材,测定套袋和未套袋(对照)梨果实发育时期果实中蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇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,并对果实中糖组分积累与酶活性的关系进行了分析.结果表明:(1)两梨品种套袋果实在发育过程中蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇和糖代谢相关酶活性变化趋势与对照基本一致,套袋果实糖含量均低于对照但差异不显著,而各相关酶活性在两类果实间差异表现各异.(2)在梨果实发育早期,果实中以分解酶类为主,糖分积累低;发育后期以合成酶类为主,糖分积累多.(3)两品种套袋和对照果实AI活性与葡萄糖含量均呈显著或极显著正相关,SS合成方向活性与蔗糖含量均为极显著正相关,且翠冠对照果SPS活性与蔗糖含量呈极显著正相关.可见,套袋通过提高果实发育早期转化酶(Inv)活性,降低果实后期蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)的活性来影响糖分积累,从而影响梨果品质.     

柑橘果实遮光处理对发育中的果实光合产物分配、糖代谢与积累的影响

研究了柑橘果实膨大初期遮光处理对果皮色素、果实含糖量、光合产物在果实内的分配及果实中蔗糖代谢相关酶活力变化的影响.结果表明遮光处理使果皮中的叶绿素含量迅速降低而类胡萝卜素积累缓慢,蔗糖的相对含量则明显上升.遮光处理还促进了光合产物向果皮运输,相应地降低了汁囊中光合产物分配比率,使果实汁囊中蔗糖含量下降.果皮中SS、SPS和转化酶活力在遮光处理后均有较大的提高,而汁囊中则差异不大.上述结果表明,在果实自身光合作用被抑制的条件下,果皮是通过提高酶活力来增强库强度,从而使其在与汁囊竞争中获得更多的光合产物,造成汁囊含糖量下降.     

柑橘果实遮光处理对发育中的果实光合产物分配、糖代谢与积累的影响

研究了柑橘果实膨大初期遮光处理对果皮色素、果实含糖量、光合产物在果实内的分配及果实中蔗糖代谢相关酶活力变化的影响。结果表明：遮光处理使果皮中的叶绿素含量迅速降低而类胡萝卜素积累缓慢,蔗糖的相对含量则明显上升,遮光处理还促进了光合产物向果皮运输,相应地降低了汁囊中光合产物分配比率,使果实汁囊中蔗糖含量下降。果皮中SS、SPS和转化酶活力在遮光处理后均有较大的提高,而汁囊中则差异不大。上述结果表明,在果实自身光合作用被抑制的条件下,果皮是通过提高酶活力来增强库强度,从而使其在与汁囊竞争中获得更多的光合产物,造成汁囊含糖量下降。     

光照对柑橘果皮类胡萝卜素和色泽形成的影响

以“红柿柑”为试材,在柑橘果实膨大末期通过套袋遮光处理以抑制果皮光合作用,研究光照对果皮糖、叶绿素、类胡萝卜素及果实外观色泽的影响。结果表明,遮光后果皮叶绿素含量迅速下降引起果实转色提早,但各种类胡萝卜素含量及总量并未提高,而是显著下降;至果实成熟时由于遮光与光照处理的果皮叶绿素均消失,遮光果实类胡萝卜素含量低颜色变淡,与光照处理相比,遮光前期果皮糖含量下降不大,而后期下降明显;若在后期去袋照光,果皮糖含量上升,与此相应,类胡萝卜素,尤其是β-隐黄质的积累增加,颜色加深,表明光对果皮类胡萝卜素合成尤其是β-隐黄质的积累有促进作用,其原因是光以环境信号的方式影响果皮的类胡萝卜素形成。     

补充蓝光对设施栽培油桃光合性能及糖酸积累的影响

以设施曙光油桃(Prunus persica cv. ‘Shuguang’)为试材, 设置补充蓝光处理, 测定了生育期内5个关键时期叶片的光合性能相关参数及果实的糖酸组分, 并观察了叶片气孔的变化情况。结果表明: 补充蓝光后油桃叶片的净光合速率提高, 叶绿素a和b含量增加, 叶绿素a/b显著降低, 叶面积增大; 气孔开放提前并较早达到最大开度, 且关闭延迟。叶片中检测到的主要同化物为果糖、葡萄糖和山梨醇, 以山梨醇为主; 果实中则为果糖、葡萄糖、山梨醇和蔗糖, 成熟期以蔗糖为主。补充蓝光处理的叶片中3种同化物积累较少, 而果实中总糖和蔗糖含量较高, 表明蓝光处理提高了光合同化物从叶片到果实的转运转化能力。草酸是叶片和果实中主要的有机酸, 补充蓝光处理的果实中有机酸含量显著降低, 糖酸与对照相比提高了30.5%。硬核期后是蓝光处理提高果实糖酸比的关键时期, 此时补充蓝光可改善设施油桃光合性能及果实品质, 这一技术措施有望应用到设施果树的栽培中。     

外源脱落酸对富士苹果果实膨大后期光合产物向果实运输的影响

为了明确脱落酸(ABA)对苹果果实糖分积累的影响机理,本试验以5年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶为试材,采用¹³C同位素标记技术,研究在果实膨大后期用不同浓度(0、50、100和150 mg·L^-1)脱落酸溶液及氟啶酮(ABA生物合成抑制剂)处理果实对光合产物向果实运输及糖代谢的影响.结果表明: 随着ABA浓度的增加,糖代谢相关酶活性、蔗糖转运蛋白基因MdSUT1、MdSUT2.2和山梨醇转运蛋白基因MdSUT3相对表达量呈先升高后降低趋势,均以100 mg·L^-1ABA处理时最高.氟啶酮处理显著抑制了糖代谢酶活性和糖转运蛋白基因相对表达量.与其他处理相比,100 mg·L^-1ABA处理显著减少了叶片¹³C含量,增加了果实¹³C含量,提升了光合产物由叶片向果实的运输速率.表明外源ABA通过增强果实库强,促进更多的光合产物向果实运输,提高了成熟期果实可溶性糖含量.     

花铃期干旱和渍水对棉铃碳水化合物含量的影响及其与棉铃生物量累积的关系

在池栽条件下,以美棉33B为材料,研究花铃期干旱、渍水7 d和渍水14 d处理对棉铃碳水化合物含量的影响及其与生物量累积的关系.结果表明: 干旱处理对下部果枝棉铃铃壳碳水化合物含量的影响较小,降低了中部铃壳碳水化合物含量;干旱处理上部铃壳和渍水处理铃壳可溶性糖、淀粉含量增加,蔗糖含量先降后增,且随渍水持续期延长变幅增大,蔗糖外运受阻加重.与铃壳相比,花铃期干旱和渍水处理对棉籽碳水化合物含量的影响较小.干旱和渍水7 d处理中部果枝棉铃生物量快速增长起始期提前但历时短,下部和上部棉铃生物量累积最大增长速率降低;渍水14 d处理不同果枝部位棉铃生物量累积最大增长速率均降低.相关分析表明,棉铃生物量及其最大增长速率与铃壳可溶性糖和蔗糖含量关系密切.因此,花铃期干旱和渍水影响棉铃蔗糖外运,改变棉铃生物量累积特性,是棉铃生物量降低的原因.
     

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.