钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗碳水化合物代谢的影响

以‘克新一号’马铃薯品种为试验材料,采用组织培养方法,研究了0、5、10、15、20mmol·L-1 CaCl2对0、25、50、75mmol·L-1 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗碳水化合物含量及相关酶活性的影响。结果表明,(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗叶片淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量、果糖含量以及可溶性总糖含量逐渐下降,蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性明显降低,中性转化酶(NI)和酸性转化酶(AI)活性先升高后降低。(2)在NaCl胁迫下,添加适量CaCl2能显著增加淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量和可溶性总糖含量,显著降低NI和AI活性,有效缓解盐胁迫对SS和SPS的抑制作用。(3)蔗糖含量与AI存在负相关关系、与NI存在极显著负相关关系、与SPS以及SS存在极显著正相关关系。研究表明,外源施钙可调节马铃薯苗的酶活性变化,改善盐胁迫下马铃薯脱毒苗碳水化合物代谢方向,增强植株碳素合成作用和渗透调节能力,减轻盐害。     

甘草叶片渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶对干旱胁迫的响应特性

该研究以甘草幼苗为试材,采用盆栽自然干旱方法,设计对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)、重度(SS)干旱胁迫处理,测定分析甘草叶片的渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶[蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(Ss+)、蔗糖合成酶分解方向(Ss-)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(AI)、淀粉磷酸化酶(SP)]活性的变化,以探讨甘草的渗透调节特性以及糖分调节的酶学机制,揭示甘草对干旱胁迫的响应机理。结果显示:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量呈逐渐增加的趋势,束缚水/自由水的比值呈先增加后降低的趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片蔗糖、葡萄糖、果糖含量均呈先升高后降低的趋势,但不同胁迫强度出现峰值的时间不同;其中在CK和LS干旱胁迫时蔗糖含量淀粉含量葡萄糖含量果糖含量,在MS和SS干旱胁迫时淀粉含量葡萄糖含量蔗糖含量果糖含量,表明随着干旱程度的增加,甘草叶片中蔗糖转化成了淀粉。(3)随着干旱胁迫程度的加重,甘草叶片的SPS活性呈先升高后降低的趋势,Ss活性和Inv(蔗糖转化酶)活性呈逐渐升高的趋势,SP活性呈逐渐降低的趋势;各胁迫处理的Ss+活性与CK差异不显著,而Ss-活性与CK差异显著,并且Ss-活性在各胁迫处理下远大于Ss+活性,表明甘草叶片Ss-活性在蔗糖代谢过程中占主导作用。(4)相关分析结果显示,在LS中,NI与蔗糖呈负相关关系,Ss-与淀粉呈显著正相关关系、与蔗糖呈负相关关系;在MS中,蔗糖和葡萄糖与SPS、Ss+、Ss-、NI和AI均呈正相关关系,与SP呈负相关关系;在SS中,SP和NI与蔗糖呈正相关关系,而与淀粉呈负相关关系;表明在轻度干旱处理下,Ss参加了蔗糖的分解,继而合成淀粉;在中度和重度干旱条件下,SP主要催化淀粉的分解来增加蔗糖含量以此平衡蔗糖代谢。     

昼间亚高温对花后番茄叶和果实中光合产物代谢的影响

于日光温室中栽培的番茄第一花序第一花开花和开花10d时分别作昼间35℃亚高温处理(以25℃为对照),检测不同生育期的番茄叶与果实中同化产物积累与代谢变化的结果表明:番茄开花后叶中果糖、葡萄糖和蔗糖含量均下降,花后亚高温处理时期越早,叶中糖含量越低;果实发育过程中的果糖、葡萄糖和蔗糖含量比25℃下的高,但成熟时趋于一致。叶和果实中蔗糖代谢相关酶的活性变化基本一致,酸性转化酶(AI)与中性转化酶(NI)活性下降,蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性升高。     

水分胁迫期间及胁迫解除后桃树叶片中的碳水化合物代谢

水分胁迫期间、盆栽桃幼树叶片中淀粉和蔗糖含量降低,山梨醇、葡萄糖和果糖则升高;淀粉酶、6－磷酸醛糖还原酶（A6PR）、酸性转化酶（AI）和蔗糖合酶（SS）涤性升高,ADPG焦磷酸化酶（ADPGPPase）、中性转化酶（NI）、山梨醇脱氢酶（SDH）和磷酸蔗糖合酶（SPS）的活性降低。胁迫解除后,淀粉和葡萄糖含量恢复,山梨醇和果糖仍高于对照;A6PR、SDH和ADPGPase活性维持在原水平上;淀粉酶活性恢复;SPS活性增加而AI活性降低。     

甜瓜幼苗叶片内源一氧化氮和蔗糖代谢对低温胁迫的响应

以低温敏感型甜瓜品种‘XL-1’和耐低温型品种‘红优’为试材,采用6℃低温处理0、1、3、6、12、24h及3d、5d和7d,研究低温胁迫下甜瓜幼苗叶片中NO合成和蔗糖代谢的变化特征。结果表明:(1)低温胁迫能提高甜瓜幼苗叶片中硝酸还原酶(NR)活性,诱导促进NO生成,其中耐低温型甜瓜‘红优’中NO对低温的响应时间更早,变化幅度更大。(2)与对照相比,低温胁迫处理提高了2种甜瓜幼苗叶片中蔗糖、果糖和葡萄糖含量,增加了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性,降低了淀粉含量。(3)低温胁迫处理使2种甜瓜叶片中渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量上升。研究发现,低温胁迫通过增加甜瓜体内NO合成酶的活性刺激体内NO合成,通过促进蔗糖代谢相关酶的活性,提高蔗糖、果糖和葡萄糖的含量,从而响应低温胁迫,且低温胁迫诱导的糖分物质积累时间晚于NO的产生时间。     

糖代谢相关酶在灵武长枣叶片和果柄糖积累中的作用

以不同发育时期灵武长枣为试材,测定果实生长发育过程中叶片、果柄可溶性糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的变化,探讨果实生长发育过程中叶片、果柄糖的积累与蔗糖代谢相关酶活性的关系。结果表明:(1)灵武长枣叶片、果柄均主要以积累蔗糖为主,叶片、果柄中葡萄糖和果糖含量的变化平缓且随果实发育略有上升,蔗糖含量则呈先下降后迅速上升的趋势,且蔗糖含量始终高于葡萄糖和果糖的含量。(2)在果实的整个发育期,叶片和果柄的酸性转化酶(AI)活性均远高于中性转化酶(NI),AI在前期升高后变化较平稳,而蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性的变化各不相同。(3)SS分解方向酶活性(SSd)对叶片和果柄蔗糖的积累具有重要的调节作用。研究认为,蔗糖合成酶分解方向酶活性(SSd)对灵武长枣叶片和果柄蔗糖的积累起主要的调控作用。     

干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗非结构性碳水化合物代谢对NO的响应

以紫花苜蓿（Medicago sativa）为材料,采用盆栽试验方法,用聚乙二醇（PEG-6000）作为渗透介质模拟干旱胁迫,外源喷施NO供体硝普钠,NO清除剂（carboxy-PTIO,cPTIO）,对紫花苜蓿幼苗叶片、根系中非结构性碳水化合物含量及相关酶活性的变化进行研究,探讨NO对紫花苜蓿耐旱机制的作用。结果表明：外源NO促进了紫花苜蓿叶片中淀粉的分解、根系中淀粉的积累,提高叶片及根系中可溶性糖（蔗糖、果糖和葡萄糖）含量,降低了渗透势,促进细胞吸水,缓解干旱造成的损伤。此外,外源NO能提高干旱胁迫下紫花苜蓿叶片中蔗糖合成酶（SS）、酸性转化酶（AI）和中性转化酶（NI）活性,降低了蔗糖磷酸合成酶（SPS）的活性,提高根系中SS、SPS和转化酶活性,使蔗糖的合成与分解处于高水平的动态平衡,增强了紫花苜蓿的抗旱性。而NO清除剂cPTIO则会不同程度的抑制紫花苜蓿幼苗中非结构性碳水化合物（NSC）及其相关酶活性。因此,NO可以通过调控NSC的代谢响应干旱胁迫,缓解干旱胁迫造成的不利影响,在紫花苜蓿的抗旱中扮演着重要的角色。     

‘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.     

水杨酸和硝普钠对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,采用营养液培养法,研究单独和复配施用外源水杨酸(SA)、一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对100 mmol·L-1 NaCl胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响.结果显示:SA、SNP、SA+SNP处理均能显著提高盐胁迫下番茄幼苗叶片保护酶(SOD、POD、CAT)活性、脯氨酸和叶绿素含量、幼苗根系活力,并显著降低叶片电解质渗漏率及丙二醛(MDA)含量,有效减轻盐胁迫对幼苗造成的伤害,促进幼苗的生长发育,其中SA+SNP复配处理效果最好.研究表明,外源SA和SNP处理均能通过提高番茄幼苗保护酶活性和脯氨酸含量来有效缓解盐胁迫伤害,且SA+SNP复配处理在提高番茄幼苗耐盐性方面具有协同增效作用.     

甜高粱茎秆不同节间糖分累积与相关酶活性的变化

为了进一步了解甜高粱茎秆糖分代谢的规律,利用高效液相色谱等方法测定了考利、拉马达和MN-2747等3个甜高粱品种成熟期6个节间果糖、葡萄糖和蔗糖含量以及中性转化酶(NI)、可溶性酸性转化酶(SAI)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)的酶活性,并对其变化规律和相关性进行了分析。结果表明:不同品种间,果糖、葡萄糖和蔗糖含量变化范围较大,分别为2.32～4.34mg/g、2.30～4.14mg/g和35.92～95.92mg/g。随着节间的变化,3个品种果糖和葡萄糖均呈现"U"型变化趋势,而蔗糖无明显的变化规律,只是略有增高的趋势。3个品种成熟期茎秆中NI、SAI、SPS和SS酶活性普遍较低,随着节间的提高均呈现降低的趋势。节间蔗糖含量与SAI酶活性呈显著负相关(R=-0.71,P0.01),与NI、SPS和SS酶活性无明显相关性。SAI可能为甜高粱茎秆糖分代谢的关键调控酶。     

枇杷果实发育过程中糖积累及相关酶活性变化研究

以'青种'、'霸红'和'鸡蛋白'3个枇杷品种为材料,测定不同果实发育时期果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及蔗糖代谢相关酶即酸性转化酶(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,并对果实中糖积累与酶活性的关系进行了分析.结果表明:在果实膨大期(5月3日)之前,3种枇杷果实的蔗糖、葡萄糖和果糖积累缓慢,之后则迅速积累,存在着明显的转折点;果实成熟(5月23日)之后糖分积累速度趋于平稳.3种枇杷果实在发育过程中转化酶、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的活性变化与3种糖积累的动态变化趋势相一致.NI和AI活性在果实膨大期之前都较低且没有明显的变化,之后均快速上升;SS和SPS的活性在果实膨大期之前都很低且几乎无变化,随后'鸡蛋白'的活性迅速上升至果实成熟之后便缓慢上升,而'青种'和'霸红'随果实成熟度的增加而升高,但均低于'鸡蛋白'.可见,枇杷果实膨大期是糖分积累代谢活跃期,其糖积累受蔗糖代谢相关酶综合调控.     

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.     

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.     

Sucrose metabolism of perennial ryegrass in relation to cold acclimation

Sugar metabolism is one of the important factors involved in winter hardiness and since the discovery of sucrose biosynthesis, considerable advances have been made in understanding its regulation and crucial role. This investigation examined the changes in activities of sucrose metabolizing enzymes and sugar content during cold hardening of perennial ryegrass (Lolium perenne L.). Changes in acid invertase (AI), sucrose synthase (SS) and sucrose phosphate synthase (SPS) along with all the three soluble sugars glucose, fructose and sucrose were measured in leaves and stem base tissue during cold acclimation. Although fructans were the predominant carbohydrate the changes in glucose, fructose and sucrose were significant. All the three soluble sugars in both leaf and stem tissues started to decrease from the first day and continued up to day 7 and thereafter started to increase until day 28. AI in the soluble fraction showed a higher activity than that in the cell wall bound fraction. In both the leaf and stem bases soluble AI activity increased during the first week and after that it started to decrease gradually. On the other hand both the SS and SPS increased gradually throughout the acclimation period. Sucrose content was negatively correlated with AI and positively correlated with SS and SPS accounting well for the relation between the substrate and enzyme activity. These results suggest that AI, SS and SPS in ryegrass are regulated by cold acclimation and play an important role in sugar accumulation and acquisition of freezing tolerance.     

睡莲叶脐着生胎芽与叶片不同部位碳水化合物代谢的关系

为了解睡莲叶脐胎芽的发育机理,以广热带亚属胎生睡莲‘玛格丽特’和‘鲁比’为材料,非胎生睡莲‘粉星’为对照,采用石蜡切片技术观察叶脐胎芽发育4个时期的形态变化,并比较胎生与非胎生睡莲叶片不同部位碳水化合物代谢的差异性。结果表明: 叶片展开后,胎生睡莲叶脐表皮以下细胞不断分裂和生长,形成排列紧密的细胞群,并逐渐向上凸起呈球形,非胎生睡莲叶脐则无任何变化。随着叶片的不断发育,除蔗糖和酶活性以外,各生理指标在胎生睡莲叶片中的含量均表现为先升后降,显著高于非胎生睡莲;从不同部位来看,碳水化合物含量总体表现为叶片>叶脐>叶柄(淀粉含量除外,其叶脐高于叶片和叶柄);不同品种蔗糖代谢酶活性表现为蔗糖合成酶(SS)和酸性转化酶(AI)活性高于蔗糖磷酸合成酶(SPS)和中性转化酶(NI)活性,胎生睡莲不同组织中的SPS和NI活性均显著高于非胎生睡莲,但SS和AI活性在胎生睡莲中并未表现出明显的品种优势;AI活性在品种间差异大,NI活性在品种间差异较小,且在不同组织中均处于较低水平。相关性分析表明,‘鲁比’叶片的蔗糖含量与SPS和AI呈极显著正相关,与NI呈显著正相关,且蔗糖含量的积累主要增加了睡莲叶片的SS和NI活性,有利于促进胎芽的形成。     

乙酰水杨酸在番茄果实发育期间对蔗糖代谢相关酶活性的影响

研究不同浓度乙酰水杨酸(ASA)对番茄品种‘辽园多丽’果实发育期间蔗糖代谢相关酶影响的结果表明:ASA可抑制果实的维管束和胶质胎座中酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性,而提高蔗糖合成酶(SS)与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性;心室隔壁和中果肉中ASA的作用与此相反。ASA促进果实维管束中可溶性糖积累主要通过调控AI和NI活性实现,而在胶质胎座中主要通过调控SS活性实现;在中果肉和心室隔壁中主要通过调控SS和AI活性实现。     

Carbon allocation in developing spruce needles. Enzymes and intermediates of sucrose metabolism

In lyophilized needles of Norway spruce ( Picea abies [L.] Karsten) and starting from bud break, we determined enzyme activities (sucrose phosphate synthase [SPS; EC 2.4,1.14]. sucrose synthase [SS; EC 2.4,1.13]. acid invertase [AI; EC 3.2,1.26]) and intermediates (starch, sucrose, glucose, fructose; fructose 6-phosphate, fructose 2.6-bisphosphate [F26BP]) of carbohydrate metabolism together with needle weight, shoot length, chlorophyll and protein. For up to 110 days after bud break, samples were taken twice a week from about 25-year-old trees under field conditions. At least three periods can be distinguished during needle maturation. During the first period (up to 45 days after bud break) Al showed the highest extractable activity. This coincided with very high levels of F26BP (up to 11 pmol [mg dry weight]⁻¹) and a transient increase of starch in parallel to a decrease of sucrose. The interval between 45 and 70 days after bud break was characterized by high SS activity (ratio of fructose/glucose >1), much decreased levels of F26BP (down to below 1 pmol [mg dry weight]⁻¹), and a pronounced increase in the dry weight/fresh weight ratio. In parallel, starch declined and soluble carbohydrates increased. Finally, needle maturation was characterized by decreasing SS and continuously increasing SPS activities, so that the ratio of SPS/SS increased more than 6-fold. AI. however, did not decline with maturation. Changes in pool sizes of metabolites and enzyme activities (AI. SPS) are consistent with current concepts on sink/source transition. SS is obviously important with regard to the synthesis of structural polysaccharides.