杨梅果实发育进程中的碳水化合物代谢

以‘乌紫’和‘荸荠’两个杨梅品种为试材,测定了干鲜重、糖含量、可滴定酸含量、蔗糖和己糖代谢相关酶活性的动态变化。结果表明,杨梅果实的干鲜重、含糖量的快速增长和可滴定酸含量的快速下降均发生在果实发育后期。成熟‘乌紫’杨梅果实的蔗糖含量约占总糖的2／3以上,而‘荸荠’杨梅仅为总糖的49％。‘荸荠’杨梅的转化酶和蔗糖合酶分解活性随着果实发育呈上升趋势,‘乌紫’杨梅的则变化不大。两个品种的蔗糖磷酸合酶活性随着果实发育呈上升趋势,但蔗糖合酶合成活性到果实发育中期后下降。两个品种的己糖激酶活性变化相似,但果糖激酶活性的变化趋势不同。     

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.     

棉纤维加厚发育相关物质对纤维比强度的影响

以高、中、低纤维比强度棉花品种科棉1号、美棉33B、苏棉15号和德夏棉1号为材料,研究与棉纤维加厚发育密切相关的可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性及其对纤维比强度形成的影响.结果显示,与中、低强纤维品种相比,高强纤维品种棉花铃龄为10 d时纤维可溶性糖、蔗糖含量高,全铃期内其转化率高且转化彻底,铃龄为24~31 d期间蔗糖累积量高;纤维加厚发育起始期的-β1,3-葡聚糖含量峰值高,其中后期转化迅速而彻底.高强纤维品种棉纤维中可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性利于纤维素累积特性的优化,即快速累积期长、累积速率平缓,易形成高强纤维.研究表明,在物质变化水平上,可溶性糖、蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量动态变化特性影响到棉纤维素累积特性,是导致棉纤维比强度品种差异的重要原因.     

生长温度对不同生育期烟草蔗糖代谢的影响

为了解不同时期生长温度对烟草蔗糖代谢的影响,以云烟87为材料,通过人工气候室模拟云南江川、贵州遵义和河南襄县的气温条件,在烟草移栽-团棵、团棵-现蕾及成熟期进行温度处理,研究了不同生长温度对烟草可溶性糖、还原糖、蔗糖含量、代谢相关酶活性及相关基因表达的影响。结果表明,随着烟株不断生长,烟草体内可溶性糖、还原糖、蔗糖含量不断增多,成熟期含量最高;SPS在移栽-团棵和成熟期活性较大,基因表达也较高;Su Sy和Inv活性在移栽-团棵期较高,之后活性降低。云南江川地区的温度条件在各个时期均有利于可溶性糖、还原糖、蔗糖的积累和SPS活性的升高。河南襄县的温度条件在团棵-现蕾期有利于蔗糖的积累和SPS活性的升高。贵州遵义的温度条件在各个时期糖分积累量少,分解蔗糖的Su Sy和Inv活性相对较高。以上结果表明,温度通过影响糖代谢相关基因的表达,进而影响相关酶活性的升降和蔗糖的代谢和运输,最终对烟叶风格的形成有一定的影响。     

玉米种子中4种可溶性糖含量UPLC-ELSD测定方法的优化及其应用

对比了HPLC-RID法和UPLC-ELSD法对果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖4种可溶性糖的检测。结果表明:UPLC-ELSD法的分离效果、重复性、灵敏度等比HPLC-RID法好,确定了UPLC-ELSD法测定4种糖含量的技术参数,即流动相为0.2%(w/v)三乙胺溶于75%(v/v)乙腈,流速为0.2 m L/min,柱温为35℃,上样量为2μL,在6 min内可以灵敏、快速地检测出果糖等4种可溶性糖。利用UPLC-ELSD法测定玉米种子吸胀过程中蔗糖、麦芽糖、葡萄糖和果糖4种可溶性糖的含量,结果表明:胚乳在吸胀之前,仅检出蔗糖、葡萄糖和果糖,其中蔗糖含量最高,随着种子吸胀,蔗糖含量先下降后上升,而葡萄糖和果糖逐渐增加,吸胀48 h时检出麦芽糖。胚在吸胀之前,4种可溶性糖均可以检测到,且含量均显著高于胚乳,在吸胀过程中4种糖的变化规律与胚乳相似。因此,在玉米种子吸胀过程中,可能先动员蔗糖分解成葡萄糖和果糖,再动员贮藏物质合成蔗糖、麦芽糖、葡萄糖和果糖,为种子萌发生长提供能量和中间物质。     

花生种子耐脱水力的形成与可溶性糖累积的关系

花生胚轴的耐脱水力在４０－６５ＤＡＰ的发育后期逐渐增加,同时胚轴还原性糖／非还原性糖比值下降。缓慢干燥可同时诱导３５ＤＡＰ胚轴累积蔗糖与寡糖;外源ＡＢＡ及高渗处理可诱导３５ＤＡＰ离体胚轴累积蔗糖,但不能累积寡糖。耐脱水胚轴可溶性糖成分的模拟混合物可在水活度０．３２及零上温度进入玻璃太;而不耐脱水胚轴的可溶性糖模拟混合物仅在零下温度进入玻璃态。     

两个大豆GmSBP基因的特征、亚细胞定位及对非生物胁迫的响应

我国南方春大豆种子发育过程中,常处于高温、高湿季节,加之种子本身富含蛋白(约40%)和脂肪(约20%),导致南方春大豆种子易劣变。本项目组前期差异蛋白质组学研究发现蔗糖结合蛋白在高温高湿胁迫168 h时在种子田间劣变抗性品种湘豆3号发育种子中呈下调表达。为进一步从分子水平了解Gm SBP基因表达以及响应高温高湿胁迫的特性,本研究利用RT-PCR技术从大豆扩增出两个Gm SBP基因(Gm SBP2和Gm SBPL)。两个基因编码的蛋白均为亲水性,不完整的膜蛋白。荧光定量PCR分析表明:在高温高湿条件下,种子田间劣变不抗品种宁镇1号和抗性品种湘豆3号发育种子中Gm SBP2和Gm SBPL基因表达量均受高温高湿胁迫影响,也会导致种子中蔗糖和可溶性糖含量变化。在籽粒发育过程中,Gm SBP2和Gm SBPL基因表达量在花后30 d左右达到最高,对应时期的蔗糖和可溶性糖含量也达到最大值。组织特异性显示Gm SBP和Gm SBPL基因在不同组织间存在差异表达。亚细胞定位结果表明Gm SBP2和Gm SBPL蛋白均定位在细胞膜和细胞质中。以上结果表明Gm SBP2和Gm SBPL基因可能参与了植物非生物胁迫的应答过程,这将从一个侧面丰富我们对大豆种子田间劣变性和劣变抗性的认识。     

休眠期间油桃花芽碳水化合物代谢及其相关基因的表达变化

以十年生大田和三年生盆栽‘曙光’油桃花芽为材料,分别测定了其休眠期碳水化合物含量、糖代谢相关基因的季节性表达及低温处理下相关基因的表达变化,旨在探讨碳水化合物及低温与休眠的关系。结果表明：休眠期间可溶性糖（主要是蔗糖）含量逐渐增加,淀粉含量则呈相反趋势。糖代谢相关基因表达明显不同：腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因口GPase）无明显变化;组氨酸H3基因（HisH3）和己糖激酶I基因（胱,）在进入内休眠前有明显上升,蔗糖合酶基因（SuSy）则与之相反;尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）表达总体上呈上调趋势,在进入内休眠后稍有下调。表明进入内休眠后,依赖HKl的糖信号转导途径起重要作用。在4℃处理后,与细胞分裂有关的基因HisH3含量急剧升高,而后下降,说明细胞分裂的减少并不是休眠期间抑制生长的原因;UGPase表现出与内休眠期一致的变化趋势,说明对低温有一定的适应性。     

肉苁蓉和寄主梭梭体内可溶性糖分积累与蔗糖代谢相关酶活性研究

通过测定不同发育时期肉苁蓉和寄主梭梭体内主要糖类物质含量和蔗糖代谢相关酶活性,以研究寄生植物与寄主植物的糖代谢及其关系。结果表明:未寄生肉苁蓉的梭梭以积累葡萄糖为主,而寄生肉苁蓉的梭梭在夏季休眠期以积累葡萄糖为主,进入秋季旺盛生长期时以积累蔗糖为主。肉苁蓉的糖分积累与梭梭不同,己糖含量约占可溶性总糖的62.45%,而蔗糖仅为可溶性总糖的4.98%,故肉苁蓉为己糖积累型。寄主梭梭同化枝内蔗糖磷酸合成酶活性较转化酶活性和蔗糖合成酶活性低,其中寄生肉苁蓉的梭梭的分解酶类活性高于未寄生肉苁蓉的梭梭。肉苁蓉体内转化酶活性较低,而蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性较高,且蔗糖合成酶活性高于蔗糖磷酸合成酶活性,表现为肉苁蓉中的分解酶类活性高于合成酶类活性,较高的分解酶类活性促进了蔗糖的分解,从而促进了糖分由寄主梭梭向肉苁蓉的不断转移。总体来看,肉苁蓉和寄主梭梭体内糖分的代谢主要以蔗糖合成酶为主,其它2种酶为辅协同参与调控。     

花生种子耐脱水力的形成与可溶性糖累积的关系

花生胚轴的耐脱水力在40－65DAP的发育后期逐渐增加,同时胚轴还原性糖／非还原性糖比值下降。缓慢干燥可同时诱导35DAP胚轴累积蔗糖与寡糖（水苏糖与棉籽糖）;外源ABA及高渗处理可诱导35DAP离体胚轴累积蔗糖,但不能累积寡糖（水苏糖）。耐脱水胚轴可溶性糖成分的模拟混合物可在水活度0．32及零上温度进入玻璃态;而不耐脱水胚轴的可溶性糖模拟混合物仅在零下温度进入玻璃态。模拟实验证明在干燥状态下可溶性糖与花生2S蛋白结合,并消除了2S蛋白的干燥结晶。     

遮光对地被菊花色苷含量和CmUFGT基因表达的影响

以地被菊品种‘紫重楼’为试材,设置4种光环境梯度:L0(CK,全光照)、L1(80%全光照)、L2(60%全光照)和L3(40%全光照),研究花序不同发育期遮光处理对‘紫重楼’开花过程中叶绿素含量、干重、干重比、花色苷含量、可溶性糖含量和CmUFGT基因表达量的影响,以探讨光在花色苷合成和降解过程中的作用。结果表明:(1)现蕾期、露色期遮光处理下,叶绿素a、b含量随光照强度的降低而逐渐增加,其中L3处理下叶绿素a、b含量显著高于其他处理;盛花期遮光处理下,叶绿素a、b含量随光照强度的降低呈先增后降的趋势,其中L1处理下叶绿素a、b含量极显著高于其他处理。(2)花序干重随着光照强度的降低呈下降趋势,花序干重比呈先升后降的趋势,其中L1处理下花序干重比增加。(3)现蕾期、露色期遮光处理下花色苷含量随着花序发育呈先升后降的变化趋势,盛花期遮光处理下呈下降趋势;花序发育第3、4阶段,光照越强花色苷含量越高;第7、8阶段,光照越弱花色苷含量越高。(4)遮光处理下舌状花可溶性糖含量随着花序发育呈先升后降趋势,其中L1处理下可溶性糖含量增加。(5)遮光处理极显著抑制花序发育第5阶段CmUFGT基因的表达,且表达量随着光照强度的降低而逐渐降低;现蕾期、露色期L1处理下,花序发育第3、4阶段CmUFGT基因表达量降低。研究表明,地被菊花序发育中期(第3、4阶段)轻度遮光(L1)抑制CmUFGT基因表达,促进可溶性糖含量增加,有利于花色苷的合成;花序发育后期(第7、8阶段)重度遮光(L3)有利于缓解花色苷的降解。     

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。     

苹果果实糖积累特性与品质形成的关系

以'富士'和'国光'苹果为研究对象,对其果实发育过程中糖含量及其代谢关键酶活性的变化进行测定分析,以揭示糖分积累代谢特性对果实品质形成的影响.结果表明:(1)'富士'和'国光'均为己糖积累型果实, '富士'果实以积累果糖最多,果糖/葡萄糖(F/G)值为1.56,而'国光'以积累葡萄糖最多,F/G值仅为0.68;蔗糖在两品种中含量和所占比例均很低,在近成熟期'富士'高于'国光'.(2)'富士'果实蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性均随果实糖的累积量增加而显著升高,酸性转化酶(AI)活性也渐趋升高,而中性转化酶(NI)活性波动不大,且其糖累积与AI和SPS活性相关性最大,而与NI相关性不大,SS的作用主要表现在发育后期;在 '国光'果实糖积累过程中SPS起主导作用,SS和NI的作用主要表现在发育前期,而AI的作用不大.(3)'富士'和'国光'果实淀粉含量变化趋势相同,在淀粉积累高峰之后,'富士'果实淀粉降解速度更快,其淀粉含量迅速下降且低于'国光',此时其相应淀粉酶活性也高于'国光'.研究发现,'富士'和'国光'果实糖积累和淀粉代谢均存在显著差异,从而直接或间接地影响着果实糖代谢过程,进而导致果实品质的显著差异.     

龙柚果肉糖积累与蔗糖代谢相关酶活性的研究

本文探讨龙柚果实发育过程中果肉糖积累与蔗糖代谢相关酶活性的变化。结果表明,在龙柚果实发育过程中,3种可溶性糖含量同步上升,在果实膨大期和成熟期,以蔗糖积累为主。在龙柚糖积累过程中,蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性较高;而蔗糖中性转化酶(NI)活性则随着蔗糖的积累而降低。     

油菜（Brassica napus L.）种子脱水耐性获得过程中肌醇半乳糖苷合成酶活性与可溶性糖含量的变化

在这个研究中测量不同发育时期的油菜种子中可溶性糖含量与肌醇半乳糖苷合成酶（galactinol synthase,GOLS）活性,将二者的变化趋势与种子脱水耐性获得的过程相比较并对结果进行相关性分析。结果显示油菜种子脱水耐性获得过程中,葡萄糖和果糖含量均随着发育期的延长而下降,蔗糖则保持较高水平;肌醇含量下降而肌醇半乳糖苷含量上升;棉子糖系列寡糖（raffinose familyolig osaccharides,RFO）含量随着种子发育而上升,特别是水苏糖,在成熟种子中可以达到相当高的浓度。油菜种子发育中期,细胞内GOLS活性开始上升,至贮藏物积累完成时达到最大。GOLS活性变化与种子肌醇半乳糖苷积累速度、RFO含量及种子的脱水耐性呈一定的正相关关系。我们认为GOLS促使RFO积累,从而对种子脱水耐性的获得产生重要影响。     

逆境条件下小麦种子活力与种子萌发相关酶活性及其基因表达的关系

分析不同基因型小麦品种逆境萌发过程中种子萌发相关酶活性及基因表达差异,明确在逆境条件下,种子活力与种子萌发相关酶活性及基因表达量的关系.通过标准发芽试验和逆境(冷浸、人工老化、干旱胁迫)发芽试验,测定4个小麦品种种子活力、萌发过程中可溶性总糖和可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相关基因表达量.结果表明:干旱、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定影响.不同萌发条件下,可溶性总糖含量呈现先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趋势;而可溶性蛋白含量随着萌发时间的延长呈现逐渐下降的趋势.α-淀粉酶活性整体呈现逐渐升高的趋势,但在冷浸胁迫处理后,豫农949和轮选061的α-淀粉酶活性在萌发60 h后出现下降.半胱氨酸蛋白酶活性整体呈先降低后升高的趋势,但在干旱胁迫条件下,豫农949、豫麦49-198和轮选061的半胱氨酸蛋白酶活性呈现先升高后降低再升高的趋势.不同逆境萌发条件下,α-AMY(α-淀粉酶基因)表达量整体呈先上升后下降的趋势.冷浸胁迫处理后,轮选061的α-AMY表达量高于对照,在其他逆境萌发条件下,4个品种的α-AMY表达量均低于对照;人工老化处理后,长4738的CP(半胱氨酸蛋白酶基因)表达量与对照差异不显著,在其他逆境萌发条件下,4个品种的CP表达量均高于对照.种子萌发期间,不同萌发条件下α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达并没有直接关系,α-淀粉酶活性与可溶性总糖含量达到显著正相关,半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量的相关性不显著.在标准发芽条件下,α-淀粉酶活性与活力指数呈显著正相关,而在逆境萌发过程中,其相关性不显著.冷浸胁迫处理后,半胱氨酸蛋白酶活性与活力指数呈显著正相关,但在标准发芽、干旱胁迫、人工老化处理后,其相关性不显著.     

转化酶和己糖激酶调控草莓聚合果内糖积累

以设施栽培的草莓品种‘枥乙女’为试材,用高效液相色谱法分析了果实发育进程中草莓聚合果内不同部位糖含量及相关酶活性的变化。果实成熟过程中草莓聚合果果顶部分含糖量高,中间部位次之,果柄端最低。转化酶活性呈现与糖含量相似的梯度变化。己糖激酶和果糖激酶则表现出与糖梯度相反的变化。上述结果表明,聚合果顶端转化酶活性高,有利于形成蔗糖梯度,从而促进光合产物向果顶端转移;聚合果近果柄端的己糖代谢酶活性高,促进果柄端的己糖消耗,导致果柄端相对低的糖含量。     

AgNO3对网纹甜瓜试管苗糖代谢及抗氧化酶活性的影响

在网纹甜瓜继代培养过程中加入不同浓度的AgNO3,测定试管苗糖代谢及抗氧化酶活性等。结果表明,玻璃苗果糖、葡萄糖和可溶性糖含量显著降低,而蔗糖含量显著高于正常苗;抗氧化系统发生紊乱,O2产生速率降低,H2O2含量下降,MDA含量增加,木质素含量降低。加入30μmol·L^-1AgNO,使玻璃苗蔗糖合成酶、蔗糖转化酶活性和木质素含量与正常苗差异不显著。说明适当浓度AgNO3有利于维持试管苗糖代谢正常进行,降低试管苗脂质过氧化程度,从而降低或抑制玻璃化现象的发生。     

粳稻胚乳细胞增殖与蔗糖代谢的关系

蔗糖代谢为水稻胚乳发育提供物质和能量。为明确二者的量化关系,本研究通过调节源库关系获得不同源供应水平下的代表性粒位籽粒,进而分析了蔗糖、果糖、葡萄糖及可溶性总糖的含量与胚乳细胞增殖的关系。结果表明,改变品种的源库比例（源大库小）,下部粒位籽粒胚乳细胞数目明显增加,总体上,可溶性总糖含量与细胞数目呈极显著负相关,与细胞增殖速率呈极显著正相关,高的蔗糖/葡萄糖、蔗糖/果糖有利于胚乳细胞数目增多。在细胞增殖前期（花后5d）,高葡萄糖、己糖含量有利于提高胚乳细胞数目,高葡萄糖含量还可提高细胞增殖速率。细胞增殖中后期（花后7d）,蔗糖、果糖和葡萄糖含量与胚乳细胞数目、增殖速率呈显著负相关。     

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。