可溶性酸性转化酶(Soluble acid invertase, S-AI)试剂盒说明书

合集下载

落叶果树休眠期糖代谢研究进展

2019年3月2019（2）1北方果树NORTHERN FRUITS DOI:10.16376/ki.bfgs.2019.02.001中图分类号：S66文献标识码：A文章编号：1001－5698（2019）02－0001－04落叶果树休眠期糖代谢研究进展孙凌俊，马丽，高圣华，赵海亮，朱绍坤（辽宁省果树科学研究所，辽宁熊岳115009）收稿日期：2019-02-11项目资助：国家葡萄产业技术体系熊岳综合试验站（CARS-29-6）；辽宁省北方果树资源与育种重点实验室（2018103002）资助作者简介：孙凌俊（1969-），男，吉林榆树人，硕士，副研究员，从事葡萄栽培与育种工作，（电子信箱）zglnykslj@ 。

摘要：休眠期落叶果树体内贮存的糖类物质不仅能显著提高果树的抗逆性、抵御冬季严寒、维持生命活动，而且也是进入春季萌发生长的物质基础。

落叶果树在休眠过程中，通过糖类物质的代谢满足其基本生命活动对能量和物质的需求。

因此，果树休眠期间，糖类物质的代谢起着非常重要的作用。

关键词：落叶果树；休眠；糖代谢Research Achievement on Sugar Metabolism in Deciduous Fruit Trees During Dormancy PeriodSUN Ling-jun ，MA Li ，GAO Sheng-hua ，ZHAO Hai-liang ，ZHU Shao-kun（Liaoning Research Institute of Pomology ，Xiongyue Liaoning ，115009，China ）Abstract ：The sugar stored in deciduous fruit trees during dormancy period can not only significantly improve the stress resistance ，but also serve as the material basis for fruit trees to resist winter cold ，maintain life activities and germinate and grow in spring.In the process of dormancy ，deciduous fruit trees meet the energy and material requirements for maintaining basic life activities through the metabolism of carbohydrate.Therefore ，sugar metabolism plays an important role in the dormancy of fruit trees.Key words ：Deciduous Fruit Frees ；Dormancy ；Sugar Metabolism落叶果树休眠是其生长发育过程中的一个暂停现象，是一种有益的生物学特性，是植物经过长期演化而获得的一种对环境条件及季节性变化的生物学适应性[1]。

枸杞酸性转化酶基因的克隆与表达

枸杞酸性转化酶基因的克隆与表达赵建华;李浩霞;尹跃;安巍;王华芳;王亚军;石志刚【摘要】The acid invertase gene ( LbAI) full-length cDNA sequence from the fruits of wolfberry ( Lycium barbarum L. ) was clone by rapid amplification of cDNA ends ( RACE) , the features of LbAI-encoded protein were analyzed by bioin-formatics software, and the patterns of gene expression and accumulation of soluble sugars at different fruits growth stages and differently-colored fruits of wolfberry were analyzed by real-time fluorescent quantitative PCR ( qRT-PCR ) and gas chromatography ( GC ) . The full length of LbAI cDNA sequence was 2 252 bp, containing a 1920 bp open reading frame ( ORF) which encoded 642 amino acids with a relative molecular mass of 70 600 and isoelectric point (pI) of 5. 9. The phylogenetic tree showed that LbAI had the closest genetic relationship with Solanum tuberosum and S. lycopersicum,with the similarities above 85%. The contents of glucose and fructose increased along withthe fruit growth and development, while sucrose content declined. The contents of glucose and fructose in red and yellow fruits were significantly higher than those in black fruit at maturity. The content of sucrose in black fruit was the highest and in red fruit was the lowest. The expression level of LbAI was consistent with the glucose content in fruits. It was suggested that LbAI might play an important role in sugar accumulation of wolfberry fruits.%以枸杞果实为试验材料,利用RACE技术克隆枸杞酸性转化酶基因LbAI的全长cDNA序列,应用生物信息学软件分析LbAI预期编码蛋白质特征；采用气相色谱法和实时荧光定量PCR 技术,分析不同发育阶段枸杞果实及不同颜色成熟果实中可溶性糖含量及LbAI 在果实中的相对表达量。

甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析

㊀第45卷第2期2023年4月中国糖料Sugar Crops of China Vol.45,No.2Apr. 2023doi :10.13570/ki.scc.2023.02.007http :// 收稿日期:2022-06-17基金项目:2019年海南省基础与应用基础研究计划(自然科学领域)高层次人才项目(2019RC 301);国家重点研发计划项目(2018YFD 1000503);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(甜菜)建设项目(CARS -170301)资助㊂第一作者:赵婷婷(1983-),女,山西长治人,助理研究员,博士,研究方向为甘蔗基因工程,E -mail :zhaotingting @ ㊂通信作者:张树珍(1965-),女,云南楚雄人,研究员,博士,研究方向为甘蔗生物技术,E -mail :zhangsz 2007@ ㊂甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析赵婷婷,杨本鹏,王俊刚,甘仪梅,张树珍(中国热带农业科学院热带生物技术研究所农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室/海南热带农业资源研究院海南省热带农业生物资源保护与利用重点实验室/中国热带农业科学院甘蔗研究中心,海口571101)摘㊀要:为研究甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量变化,解析甘蔗源-库糖分积累调控机制,分别对分蘖期㊁拔节期㊁成熟期新台糖22号甘蔗成熟叶片中蔗糖磷酸合成酶㊁蔗糖合成酶㊁酸性转化酶㊁中性转化酶的活性及叶片中蔗糖和还原糖含量采用比色法进行测定㊂结果表明随着茎秆生长及糖分积累,甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性从10.3μmol /(gFW ㊃h )逐渐升高至14.6μmol /(gFW ㊃h ),成熟期甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性显著降低至5.3μmol /(gFW ㊃h );甘蔗叶片中蔗糖合成酶在茎秆中糖分积累时蔗糖合成活性由14.0μmol /(gFW ㊃h )降低至9.1μmol /(gFW ㊃h );分蘖期甘蔗叶片中蔗糖转化酶活性介于26.0~30.2μmol /(gFW ㊃h ),而成熟期甘蔗叶片中蔗糖转化酶活性显著降低至13.9~16.4μmol /(gFW ㊃h )㊂甘蔗叶片中蔗糖含量在茎秆中糖分积累时达到最高20.57mg /gFW ;分蘖期甘蔗叶片中还原糖含量2.1mg /gFW ,而拔节期㊁成熟期甘蔗叶片中还原糖含量分别升高至5.45mg /gFW 和7.15mg /gFW ㊂甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶活性与蔗糖含量呈正相关,表明甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶直接调控蔗糖合成㊂研究结果表明叶片中蔗糖磷酸合成酶及蔗糖含量积极响应茎秆中糖分积累信号,蔗糖磷酸合成酶是甘蔗源-库糖分积累调控的关键作用靶点,进一步解析甘蔗叶片中蔗糖磷酸合成酶调控网络可为甘蔗糖分性状改良提供理论依据㊂关键词:甘蔗;蔗糖代谢;蔗糖代谢酶;糖含量中图分类号:S 566.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A 文章编号:1007-2624(2023)02-0047-07赵婷婷,杨本鹏,王俊刚,等.甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析[J ].中国糖料,2023,45(2):47-53.ZHAO Tingting ,YANG Benpeng ,WANG Jungang ,et al.The change characteristic analysis of enzymes for sucrose metabolism activity and sugar contents in sugarcane leaves [J ].Sugar Crop of China ,2023,45(2):47-53.0㊀引言甘蔗(Saccharum spp .)是一种高光效C 4植物,是世界上重要的糖料和能源作物,甘蔗产糖约占我国食糖总量的80%以上㊂甘蔗茎秆中糖含量直接决定甘蔗品种的经济价值㊂蔗糖是甘蔗光合同化物合成㊁运输㊁积累的主要形式[1]㊂甘蔗茎秆中积累的糖分来自于源端叶中光合作用合成的蔗糖,叶片中蔗糖含量决定韧皮部蔗糖装载的量,进一步影响库端茎秆中蔗糖的利用及积累㊂蔗糖代谢酶催化叶片中蔗糖的合成与分解,直接调控叶片中蔗糖含量和进入韧皮部装载的蔗糖量㊂对不同生长时期甘蔗叶片中催化蔗糖合成与分解的酶活性及糖84中国糖料2023含量动态变化特征进行分析,可以揭示甘蔗叶片中糖分合成对茎秆中糖分积累的响应及调控模式㊂甘蔗叶片中蔗糖含量受蔗糖合成相关酶和分解相关酶的动态调控㊂蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS;EC2.4.1.14)和磷酸蔗糖磷酸酶(Sucrose phosphate phosphatase,SPP;EC3.1.3.24)催化蔗糖合成,SPS是蔗糖合成调控的关键酶[2]㊂蔗糖合成酶(Sucrose synthase,SS;EC2.4.1.13)既可以将蔗糖催化水解成UDP-葡萄糖(ADP-葡萄糖)和果糖,又可以将UDP-葡萄糖和果糖催化合成蔗糖[3]㊂蔗糖可以被转化酶(Invertase,INV;EC3.2.1.26)不可逆分解为葡萄糖和果糖,供给植物细胞的生长发育营养需求及细胞内己糖的积累㊂根据最适反应pH值,可以将INV分为酸性转化酶(Soluble acidic invertase,SAI)和中性转化酶(Neutral Invertase,NI),酸性转化酶包括细胞壁转化酶和液泡转化酶,中性转化酶存在于细胞质中㊂甘蔗叶片和茎秆中均存在SPS㊁SS㊁SAI㊁NI活性,蔗糖代谢酶活性共同决定植物中蔗糖含量和生物量的积累[3-6]㊂源叶中SPS直接调控蔗糖合成速率㊁蔗糖含量及蔗糖输出量,SS参与调控叶片生长发育,调节叶片中蔗糖和果糖含量,参与淀粉及纤维素等多糖的合成[7-9]㊂INV调节叶片中糖稳态㊁碳水化合物分配㊁响应细胞内外糖信号㊁激素信号,调控叶片的生长发育㊁衰老及对逆境的响应等生物学过程[10]㊂叶片中SPS㊁SS㊁SAI㊁NI分工协作,共同调控叶片中蔗糖和己糖含量,以不同方式响应细胞内糖信号,动态调节叶片中蔗糖合成输出及碳水化合物分配以维持细胞正常生长需要[3]㊂甘蔗生长早期,叶片中光合作用合成的蔗糖主要用于植株生长发育,后期主要用于糖分的积累㊂甘蔗中蔗糖合成㊁运输㊁积累形成一种源-库反馈平衡调节机制㊂源端叶片中蔗糖合成调节蔗糖供给,库端茎秆中蔗糖积累反馈调节源端蔗糖合成速率[11]㊂研究表明甘蔗中源-库平衡机制决定甘蔗茎秆中糖含量[11-12]㊂然而甘蔗中源-库反馈调节糖分分配,并最终决定茎秆中糖分积累水平的关键作用因子及分子调控机制还不清楚㊂蔗糖代谢酶控制甘蔗叶片中蔗糖含量并影响甘蔗茎秆中糖分积累,为了探讨甘蔗叶片中蔗糖代谢酶对源-库糖分合成与积累的响应机制,对甘蔗不同生长时期叶片中的四种蔗糖代谢酶活性和糖含量动态变化进行分析,以期解析甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性动态变化特征㊁酶活性差异㊁糖含量及对茎秆中糖分积累的响应方式,为进一步系统解析甘蔗中源-库糖分合成与积累反馈机制奠定基础㊂1㊀材料与方法1.1㊀材料供试甘蔗品种新台糖22 ,种植于中国热带农业科学院热带生物技术研究所临高试验基地㊂采用随机区组排列,设3个重复,株距0.35m,行距1.3m,每行10m,肥力中等㊂1.2㊀试验设计在甘蔗植株生长的分蘖期㊁拔节前期㊁拔节后期㊁成熟期,在光照充足条件下,取样时间上午9 11点,随机选取供试品种9株生长健壮甘蔗植株+1叶,剪取叶中部位置,去叶脉,将9片叶混合剪碎,各称取1g装入2mL离心管中,放入液氮中冻存备用㊂1.3㊀测定方法分别测定分蘖期㊁拔节前期㊁拔节后期㊁成熟期植株+1叶中的蔗糖㊁还原糖含量及蔗糖合成酶活性㊂将1g剪碎的叶片置于研钵中充分研磨成粉末,糖分提取按照Zhu等[13]的方法,蔗糖含量测定参考van Handel[14]的方法,还原糖含量测定参考王俊刚等[15]的方法㊂酶液提取方法及酶促反应体系参考Zhu等[13]的方法,蔗糖磷酸合成酶㊁蔗糖合成酶活性以37ħ最适pH条件下,反应1h合成的蔗糖量来表示,单位为μmol蔗糖/(gFW㊃h)㊂酸性转化酶㊁中性转化酶以37ħ最适pH条件下,反应1h生成的葡萄糖的量来表示,单位为μmol葡萄糖/(gFW㊃h)㊂1.4㊀数据分析利用Excel和SPSS软件对数据进行统计分析及作图㊂㊀第45卷,第2期赵婷婷,等:甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析2㊀结果与分析2.1㊀不同生长时期甘蔗叶片中四种蔗糖代谢酶活性变化分析为解析甘蔗不同生长时期叶片中的蔗糖代谢酶活性变化(图1SPS ),分别测定分蘖期㊁拔节前期㊁拔节后期㊁成熟期甘蔗植株+1叶中的四种蔗糖代谢酶活性,结果表明从分蘖期到拔节期甘蔗叶片中SPS 酶活性逐渐升高,到拔节后期甘蔗叶片中SPS 酶活性显著升高(p <0.01),合成蔗糖活性达到最高值14.6μmol /(gFW ㊃h ),而在成熟期甘蔗叶片中SPS 酶活性显著降低(p <0.01),合成蔗糖活性降至5.3μmol /(gFW ㊃h ),表明随着甘蔗茎秆库中糖分快速积累,源叶中SPS 酶响应库中糖分积累需求促进源叶中蔗糖合成,在甘蔗茎秆库中糖分积累完成后,源叶中SPS 酶活性降低㊂从分蘖期到成熟期源叶中SS 酶活性变化趋势与SPS 活性变化趋势相反(图1SS ),从分蘖期到拔节后期SS 酶活性逐渐降低,在拔节后期SS 酶活性显著降低(p <0.01),合成蔗糖活性达到最低值9.1μmol /(gFW ㊃h ),成熟期时SS 酶活性较前一时期显著升高,合成蔗糖活性达到12.8μmol /(gFW ㊃h ),表明甘蔗叶片中SS 酶在甘蔗分蘖期和成熟期叶片蔗糖代谢过程中发挥重要作用,在甘蔗茎秆中糖分快速积累时期,叶片中低SS 酶活性可能有利于蔗糖的快速供给㊂对不同生长时期甘蔗叶片中的SAI 酶活性差异进行分析(图1SAI ),结果表明SAI 酶活性在分蘖期㊁拔节前期㊁拔节后期甘蔗叶片中的活性保持稳定没有变化,生成葡萄糖活性介于24.3~26.0μmol /(gFW ㊃h ),而在成熟期甘蔗叶片中SAI 酶活性显著降低,生成葡萄糖活性降低至16.4μmol /(gFW ㊃h ),表明在甘蔗快速生长及茎秆中糖分快速积累时期,叶片中SAI 酶活性都较高,参与调控叶片中蔗糖及己糖代谢,而在成熟期甘蔗叶片中低SAI 酶活性降低甘蔗叶片中蔗糖分解及己糖代谢㊂图1㊀不同生长时期甘蔗叶片中四种蔗糖代谢酶活性变化分析Fig.1㊀The activity change analysis of four sucrose metablismenzymes in leaves of sugarcane plants at different growth periods94中国糖料http :// 2023对不同生长时期甘蔗叶片中的NI 酶活性差异进行分析(图1NI ),结果表明在分蘖期甘蔗叶片中的NI 蔗糖转化酶活性最高,生成葡萄糖活性达到30.2μmol /(gFW ㊃h ),在拔节前期㊁拔节后期㊁成熟期甘蔗叶片中的NI 酶活性显著降低,生成葡萄糖活性分别为17.2μmol /(gFW ㊃h )㊁20.3μmol /(gFW ㊃h )㊁13.9μmol /(gFW ㊃h ),表明叶片中NI 蔗糖转化酶在分蘖期甘蔗生长过程中发挥重要作用,在拔节期和成熟期叶片中NI 酶活性降低可能有利于促进甘蔗茎秆中糖分积累㊂2.2㊀不同生长时期甘蔗植株叶片中蔗糖代谢酶活性差异分析对不同生长时期甘蔗叶片中的SPS ㊁SS ㊁SAI ㊁NI 酶活性差异进行分析,结果表明在分蘖期㊁拔节期甘蔗叶片中的SAI ㊁NI 转化酶活性显著高于SPS ㊁SS 酶活性(图2),在成熟期甘蔗叶片中SS ㊁SAI ㊁NI 酶活性显著高于SPS 酶活性(图2),分蘖期NI 活性高于SAI ,拔节期和成熟期SAI 活性高于NI ,表明不同生长甘蔗叶片中SPS ㊁SS ㊁SAI ㊁NI 共同调控蔗糖代谢,且蔗糖转化酶SAI ㊁NI 在不同生长时期甘蔗叶片生长发育过程中起重要作用㊂图2㊀甘蔗叶片中四种蔗糖代谢酶活性差异分析Fig.2㊀The activity differences analysis of four sucrose metabolism enzymes in sugarcane leaves2.3㊀不同生长时期甘蔗叶片中糖含量分析分别对分蘖期㊁拔节前期㊁拔节后期㊁成熟期甘蔗叶片中的蔗糖和还原糖含量进行测定,结果表明在甘蔗叶片中,与分蘖期相比,在拔节前期甘蔗茎秆中糖分开始积累时,叶片中蔗糖含量显著降低,表明可能由于茎秆库糖分需求增加而导致叶片中蔗糖快速输出,致使叶片中蔗糖含量降低;而在拔节后期甘蔗叶片中蔗糖含量显著升高,达到最高值,有利于促进茎秆中糖分积累;在成熟期甘蔗茎秆中糖分积累完成后,叶片中蔗糖含量显著降低(见表1)㊂从分蘖期到成熟期甘蔗叶片中还原糖含量变化趋势与蔗糖含量相反,拔节期蔗糖含量下降时还原糖含量上升,蔗糖含量升高时还原糖含量降低,成熟期甘蔗叶片中蔗糖含量下降时还原糖含量上升(见表1)㊂甘蔗叶片中蔗糖与还原糖含量变化趋势正好相反,表明当叶片中蔗糖含量降低时,部分蔗糖被转化为还原糖,用于叶片细胞自身生长发育需要㊂05㊀第45卷,第2期赵婷婷,等:甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析表1㊀不同生长时期甘蔗叶片中蔗糖和还原糖含量(mg/gFW)Table1㊀The sucrose and reducing sugar contents in leaves of sugarcane plants at different growth stages糖含量Sugar content分蘖期Tillering stage拔节前期Early elongation stage拔节后期Late elongation stage成熟期Maturation stage蔗糖含量Sucrose content17.64ʃ0.08Aa 6.53ʃ0.11Bb20.57ʃ0.28Cc17.86ʃ0.18aADd还原糖含量Reducingsugar content2.1ʃ0.1Aa9.86ʃ0.05Bb 5.45ʃ0.14Cc7.15ʃ0.1Dd2.4㊀甘蔗叶片中糖含量与蔗糖代谢酶活性相关性分析SPS蔗糖磷酸合成酶是甘蔗叶片中蔗糖合成的关键调控酶,对SPS酶活性与叶片中蔗糖含量相关性进行分析,结果表明在分蘖期㊁拔节后期㊁成熟期甘蔗叶片中,SPS酶活性与蔗糖含量呈正相关(r=0.804),进一步分析分蘖期㊁拔节后期㊁成熟期甘蔗叶片中SS㊁SAI㊁NI酶活性与蔗糖含量相关性,结果表明SS酶蔗糖合成活性与蔗糖含量呈负相关(r=-0.986),SAI㊁NI酶活性与蔗糖含量相关性低㊂对分蘖期㊁拔节后期㊁成熟期甘蔗叶片中SPS㊁SS㊁SAI㊁NI酶活性与还原糖含量相关性进行分析表明, SAI和NI酶活性与叶片中还原糖含量呈负相关(r=-0.857,r=-0.998),SPS和SS酶活性与叶片中还原糖含量相关性低㊂3㊀讨论甘蔗作为一种国内外重要的糖料作物,其糖分性状改良一直是甘蔗研究目标与热点㊂经过C14同位素标记分析表明甘蔗叶片中合成的蔗糖直接装载进入韧皮部进行长距离运输至茎秆储藏薄壁细胞中积累,绝大部分没有经过蔗糖水解及重新合成的过程[1]㊂因此甘蔗茎秆中积累的蔗糖量直接受叶片中光合作用蔗糖合成速率及韧皮部中蔗糖输出量的调控㊂已有研究表明甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性高低与甘蔗品种糖含量差异相关[13-14,16-18],本研究主要解析甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性和糖含量动态变化特征及叶片中蔗糖代谢酶活性变化是否响应茎秆中糖分积累进行探讨㊂SPS是植物调控蔗糖合成的关键酶,影响植物中糖分积累及最终产量㊂对6个不同糖含量印度甘蔗品种叶在240 420天的SPS酶活动态分析发现,从240天至360天SPS活性逐渐升高,到420天SPS活性显著下降[19]㊂本研究对甘蔗品种新台糖22 分蘖期到成熟期叶片中SPS酶活性进行分析表明,从分蘖期到拔节期酶活性升高,成熟期时显著降低,研究结果与Kalwade[19]一致㊂这些研究表明甘蔗源叶中SPS活性高低与库中蔗糖积累呈正相关㊂当库中蔗糖含量升高时,源端蔗糖合成活性也升高,在甘蔗生长后期,蔗糖积累完成后,源叶中SPS活性显著降低㊂这表明叶片中SPS酶活性变化响应茎秆中糖分积累,是源-库间糖分输出与积累调控的关键靶点,进一步揭示甘蔗叶片中调控SPS的分子作用网络,挖掘调控甘蔗糖分积累的关键因子,有利于促进甘蔗糖分性状改良㊂Kalwade[19]研究表明不同印度甘蔗品种叶片中SS酶活性变化趋势与SPS酶活性趋势一致,随着甘蔗茎秆中糖分积累SS酶活性逐渐升高,在茎秆中糖分积累完成后SS酶活性显著下降,并提出叶片中SPS和SS 共同调控甘蔗茎秆中糖分积累㊂而在本研究中不同生长时期新台糖22 甘蔗叶片中SS酶活性变化与SPS 酶活性变化趋势不一致,表明甘蔗叶片中SS酶活性变化调控机制与叶片自身的生长发育进程更为密切㊂已有研究表明,不同甘蔗品种叶片中转化酶活性,随着茎秆中糖分积累及甘蔗的成熟转化酶活性逐渐降低[13,19],本研究中新台糖22 甘蔗叶片中SAI和NI活性也是随着甘蔗生长及成熟逐渐降低,成熟期叶片中SAI㊁NI酶活性最低㊂进一步对不同生长时期中甘蔗叶片中的SPS㊁SS㊁SAI㊁NI酶活性差异进行比较分析,发现在甘蔗叶片中SAI㊁NI蔗糖转化酶活性高于SPS㊁SS酶活性,表明甘蔗叶片中SAI和NI参与调控甘蔗叶片生长发育,甘蔗生长早期活性高有利于己糖的快速利用,成熟期活性低有利于促进甘蔗茎秆中糖分1525中国糖料2023积累㊂对甘蔗叶片中的糖含量变化特征进行分析表明,叶片中蔗糖含量响应茎秆中糖分积累信号,叶片中蔗糖合成受茎秆中糖分积累的反馈调节㊂同时研究表明在分蘖期㊁拔节后期㊁成熟期甘蔗叶片中:SPS活性变化与蔗糖含量变化呈正相关,表明SPS直接调控叶片中蔗糖含量;SS蔗糖合成酶活性与叶片中蔗糖含量负相关,可能与SS多参与调控植物中多糖合成有关[7];SAI和NI水解蔗糖产生还原糖,而SAI和NI酶活性变化与还原糖含量呈负相关,表明SAI和NI水解产生的己糖被叶细胞大量吸收利用㊂目前对重要作物如水稻㊁玉米㊁小麦等的蔗糖代谢酶相关研究,无论是从基因水平还是酶学活性调控等方面的研究已经较为深入,而对甘蔗中蔗糖代谢酶相关家族成员的研究,无论是基因功能㊁转录水平还是蛋白水平的调控研究相对滞后㊂今后甘蔗的优良品种选育尤其在糖分改良方面,如果想从常规育种进入分子设计育种或生物育种,必需解析甘蔗品质性状改良的关键基因和蛋白作用网络才能促进甘蔗品种的更新迭代,进一步解析甘蔗中SPS调控机制并挖掘调控SPS关键作用因子,势必促进甘蔗的糖分性状改良,从根本上进一步提升甘蔗品质㊂4　结论甘蔗叶片中SPS活性和蔗糖含量响应茎秆中蔗糖积累信号,在茎秆中糖分快速积累时期叶片中蔗糖磷酸合成酶活性和蔗糖含量达到峰值,蔗糖磷酸合成酶是甘蔗源-库间蔗糖合成与积累调控关键靶点;叶片中SS㊁SAI㊁NI活性变化响应叶片自身生长发育需要,调控甘蔗整个生长发育进程㊂参考文献1HARRT C E KORTSCHAK H H P.Sugar gradients and translocation of sucrose in detached blades of sugarcane J .Plant Physiology 1964393460-474.2RUAN Y L.Sucrose metabolism Gateway to diverse carbon use and sugar signaling J .Annual Review of Plant Biology 201465133-67.3SCHMLZER K GUTMANN A DIRICKS M et al.Sucrose synthase A unique glycosyltransferase for biocatalytic glycosylation process development J .Biotechnology Advances 201634288-111.4BAXTER C J FOYER C H TURNER J et al.Elevated sucrose-phosphate synthase activity in transgenic tobacco sustains photosynthesis in older leaves and alters development J .Journal of Experimental Botany 2003543891813-1820. 5CHEN S HAJIREZAEI M PEISKER M et al.Decreased sucrose-6-phosphate phosphatase level in transgenic tobacco inhibits photosynthesis alters carbohydrate partitioning and reduces growth J .Planta 20052214479-492.6VOLKERT K DEBAST S VOLL L M et al.Loss of the two major leaf isoforms of sucrose-phosphate synthase in Arabidopsis thaliana limits sucrose synthesis and nocturnal starch degradation but does not alter carbon partitioning during photosynthesis J .Journal of Experimental Botany 201465185217-5229.7STEIN O GRANOT D.An overview of sucrose synthases in plants J .Frontiers in Plant Science 2019101-14.8雷美华叶冰莹张华等.植物蔗糖合成酶的研究现状 J .亚热带农业研究200734309-312.9秦翠鲜桂意云陈忠良等.植物蔗糖合成酶基因研究进展 J .分子植物育种201816123907-3914.10RUAN Y L JIN Y YANG Y J et al.Sugar Input metabolism and signaling mediated by invertase roles in development yield potential and response to drought and heat J .Molecular Plant 201036942-955.11MCCORMICK A J WATT D A CRAMER M D.Supply and demand sink regulation of sugar accumulation in sugarcane J .Journal of Experimental Botany 2009602357-364.12MCCORMICK A J CRAMER M D WATT D A.Changes in Photosynthetic Rates and Gene Expression of Leaves during a Source Sink Perturbation in Sugarcane J .Annals of Botany 2007101189-102.13ZHU Y J KOMOR E MOORE P H.Sucrose accumulation in the sugarcane stem is regulated by the difference between the activities of soluble acid invertase and sucrose phosphate synthase J .Plant Physiology 199********-616.14VAN HANDEL E.Direct microdetermination of sucrose J .Anal Biochem 1968222280-283.15王俊刚张树珍杨本鹏等.35-二硝基水杨酸 DNS 法测定甘蔗茎节总糖和还原糖含量 J .甘蔗糖业20085 45-49.35㊀第45卷,第2期赵婷婷,等:甘蔗叶片中蔗糖代谢酶活性及糖含量动态变化特征分析16牛俊奇黄静丽赵文慧等.甘蔗工艺成熟期SS和SPS酶活性与糖分积累的相关性研究 J .生物技术通报201531 9105-110.17牛俊奇苗小荣王道波等.高㊁低糖甘蔗品种伸长期糖分积累特征及代谢相关酶活性分析 J .江苏农业学报2019 353537-543.18VERMA A K UPADHYAY S K VERMA P C et al.Functional analysis of sucrose phosphate synthase SPS and sucrose synthase SS in sugarcane Saccharum cultivars J .Plant Biology 2011132325-332.19KALWADE S B DEVARUMATH R M.Functional analysis of the potential enzymes involved in sugar modulation in high and low sugarcane cultivars J .Applied biochemistry and biotechnology 201417241982-1998.The Change Characteristic Analysis of Enzymes for Sucrose Metabolism Activity andSugar Contents in Sugarcane Leaves ZHAO Tingting,YANG Benpeng,WANG Jungang,GAN Yimei,ZHANG Shuzhen (Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Tropical Crops,Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory for Biology and Genetic Resources of Tropical Crops of Hainan Province,Hainan Institute for Tropical Agricultural Resources/Sugarcane Research Center of Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Ministry ㊀㊀㊀of Agriculture,Haikou571101)Abstract:To analyze the changing features of sucrose metabolism enzymes and sugar contents in sugarcane leaves at different growth stages and clarify the source-sink sugar accumulation mechanism in sugarcane,the activities of sucrose phosphate synthase(SPS),sucrose synthase(SS),soluble acidic invertase(SAI)and neutral invertase(NI)and sugar contents in mature leaves from ROC22 sugarcane plants at tillering, elongation and mature growth stages were measured with colorimetric methods.The results showed that the sucrose synthesis activity of SPS were increased from10.3μmol/(gFW㊃h)to14.6μmol/(gFW㊃h)in leaves of sugarcane plants from tillering stage to elongation stage and reached the maximum at the sucrose rapid accumulation stage.The SPS activity in sugarcane leaves was decreased greatly to5.3μmol/(gFW㊃h)in plants at maturation stage.The sucrose synthesis activities of SS in sugarcane leaves were decreased from 14.0μmol/(gFW㊃h)to9.1μmol/(gFW㊃h)the plants at the sugar accumulation growth stage.The activities of SAI and NI ranged from26.0to30.2μmol/(gFW㊃h)in sugarcane plants at tillering growth stage and decreased to13.9~16.4μmol/(gFW㊃h)at mature stage.The sucrose content reached the highest of 20.57mg/gFW in sugarcane leaves from plants at sugar accumulation elongation growth stage.The reducing sugar content was2.1mg/gFW in leaves at tillering growth stage and increased to5.45mg/gFW and 7.15mg/gFW at elongation and maturation growth stages,respectively.The SPS activity changes were positive correlation with sucrose content changes in leaves of sugarcane plants.It indicated that SPS directly regulated the sucrose content in sugarcane leaves.These results showed that the SPS activity and sucrose content in sugarcane leaves actively responded to the sugar accumulation signals in sugarcane stalks.It indicates that SPS in sugarcane leaves is the key regulation target during source-sink sugar synthesis and accumulation.The SPS activity and sucrose content in sugarcane leaves reaches the maximum during sugar rapid accumulation in sugarcane stalks. Further clarifying the molecular network regulating SPS activity in sugarcane leaves will provide theoretical basis for improvement of sugar content in sugarcane.Key words:sugarcane;sucrose metabolism;sucrose metabolism enzyme;sugar content。

黄秋葵果实发育过程中细胞壁组成成分、糖代谢及相关酶活性的变化

ｔｉｅｓｏｆｃｅｌｌｕｌａｓｅｓｙｎｔｈａｓｅ ( ＣｅｓＡ) ａｎｄｋｏｒｒｉｇａｎ ( Ｋｏｒ) ｉｎ￣
ｃｒｅａｓｅｄꎬ ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｓｕｃｒｏｓｅｓｙｎｔｈａｓｅ ( ＳＳ￣Ｉ) ꎬ ｅｎｄｏ￣
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
势ꎬ果糖与葡萄糖的含量均在花后６ｄ达到峰值ꎬ果实中蔗糖磷酸合成酶( ＳＰＳ) 和蔗糖转化酶( ＳＡＩ、ＢＡＩ、ＮＩ) 活性的
峰值期均出现在果实老化前ꎮ 综上所述ꎬ纤维素含量不断增加是影响黄秋葵果实老化的主要因素ꎬＣｅｓＡ、Ｋｏｒ和 β￣
ＧＣ为参与纤维素代谢的关键酶类ꎬ蔗糖代谢酶参与了黄秋葵果实的成熟老化过程ꎮ
黄秋葵是一种营养丰富、极具保健价值的药食
不可逆地分解为果糖和葡萄糖ꎬＩｖｒ分为酸性转化酶
且嫩荚果在高温季节采收ꎮ 近年来ꎬ随着黄秋葵的
为两种类型ꎬ一类存在于液泡中ꎬ称为可溶性酸性转
两用新型蔬菜
[１]
ꎬ秋葵的荚果是主要的食用器官ꎬ
功效不断被挖掘及科普ꎬ市场消费需求不断扩大ꎬ黄
秋葵的栽培面积持续增加
江苏农业学报２０２３年第３９卷第５期
１２１８
β￣１ꎬ４￣ｇｌｕｃａｎａｓｅ ( Ｃｘ) ａｎｄｅｘｏ￣β￣１ꎬ４￣ｇｌｕｃａｎａｓｅ ( Ｃ１) ｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄꎬ ａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ β￣ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ
田间种植试验于龙岩市农业科学研究所龙门赤
ꎮ 由于纤维素结构非常
水基地进行ꎬ供试品种为近年来中国广泛栽培、深受
解ꎮ 随着生物技术的发展ꎬ普遍认为多组分纤维素
机区组试验ꎬ每小区种植黄秋葵６０株ꎬ共６个小区ꎬ

铁皮石斛可溶性酸性转化酶基因克隆与表达分析

铁皮石斛可溶性酸性转化酶基因克隆与表达分析孟衡玲;张薇;卢丙越;苏一兰;薛春丽【期刊名称】《华南农业大学学报》【年(卷),期】2017(038)002【摘要】【目的】克隆铁皮石斛Dendrobium officinale可溶性酸性转化酶基因SAI，分析该基因生物学信息及时空表达特异性。

【方法】基于同源序列克隆铁皮石斛SAI基因cDNA全长，采用生物信息学方法进行序列分析，并采用qRT-PCR 进行组织特异性表达分析。

【结果】铁皮石斛SAI基因全长为1595 bp，cDNA 编码区1368 bp，Genbank登录号为KU598852。

该基因编码455个氨基酸，蛋白相对分子质量为50700。

NCBI BLASTx分析表明，该基因氨基酸序列与柑橘Citrus unshiu酸性转化酶基因、甜橙C．sinensis酸性β-呋喃果糖苷酶基因序列相似性最高，达77％，与其他植物酸性转化酶基因的相似性均高于68％。

聚类分析表明，铁皮石斛SAI基因与玉米Zea mays液泡转化酶基因、甘蔗Saccharum officinarum SAI基因亲缘关系最近。

该基因编码的蛋白质属于非跨膜结构的亲水性热稳定蛋白，定位于液泡中。

SAI基因在2年生铁皮石斛的茎中表达量最高，3年生的叶中表达量最低。

【结论】成功克隆铁皮石斛液泡酸性转化酶基因，该基因在铁皮石斛不同组织不同生育时期的表达量差异较大。

【总页数】5页(P81-85)【作者】孟衡玲;张薇;卢丙越;苏一兰;薛春丽【作者单位】云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室/红河学院生命科学与技术学院，云南蒙自661100;云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室/红河学院生命科学与技术学院，云南蒙自661100;云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室/红河学院生命科学与技术学院，云南蒙自661100;云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室/红河学院生命科学与技术学院，云南蒙自661100;云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室/红河学院生命科学与技术学院，云南蒙自661100【正文语种】中文【中图分类】S828【相关文献】1.铁皮石斛转化酶抑制子家族基因的克隆和表达分析 [J], 苗小荣;牛俊奇;莫昭展;王爱勤;何龙飞2.可溶性酸性转化酶SAI基因在不同甘蔗基因型中表达分析 [J], 黄诚梅;杨翠芳;潘有强;魏源文;邓智年;吕维莉;李杨瑞3.铁皮石斛DoSMT2基因的克隆与表达分析 [J], 林江波;王伟英;邹晖;戴艺民4.铁皮石斛豆腐柴螺二烯加氧酶基因克隆与表达分析 [J], 林江波;邹晖;王伟英;戴艺民5.铁皮石斛AP1 MADS-box基因克隆与表达分析 [J], 袁慧;邹玉顺;赵银河因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

不同基因型冬小麦穗粒数与粒重生理差异分析

中国农业大学学报2021，26(2) :01-15 http：//zgnydxxb. ijournals. cn Journal of China Agricultural University D O I：10. 11841/j. issn. 1007-4333. 2021. 02. 01不同基因型冬小麦穗粒数与粒重生理差异分析刘雨晴孙娜娜高艳梅张震刘洋姚春生王志敏张英华*(中国农业大学农学院，北京100193)摘要为分析不同穗型冬小麦籽粒建成的生理差异，以大穗基因型（JS)、小穗基因型（X S)和中穗基因型（J M22)冬小麦品种为材料，测定籽粒形成期和灌浆期器官干物质积累、蔗糖含量和蔗糖相关代谢酶活性、籽粒灌浆特性以及成熟期穂粒数和粒重等指标。

结果表明：1)冬小麦穗粒数和粒重基因型间差异显著；2)大穗基因型冬小麦从四分体时期到成熟期单株干物质积累量、开花期穗部干物质分配比例和强、弱势粒灌浆速率都高于中、小穗基因型；3)大穗基因型冬小麦开花期茎鞘的蔗糖积累量显著高于中、小穗基因型，开花后叶片和茎鞘的蔗糖积累高峰晚于中、小穗基因型；4)大穗基因型冬小麦四分体时期到开花期茎鞘的蔗糖转化酶活性以及花后茎鞘和籽粒的蔗糖合酶和转化酶活性显著高于中、小穗基因型。

5)相关分析显示，不同时期各器官干物质、开花期上二茎的蔗糖合酶活性和蔗糖含量、四分体时期穗茎的蔗糖合酶和转化酶活性与穗粒数和粒重都呈正相关，花后上二茎转化酶活性以及各器官的蔗糖合酶活性与粒重都呈显著正相关。

总之，大穗基因型冬小麦穗粒教较多主要由于开花期穗部干物质分配比例、茎鞘蔗糖合酶活性和转化酶活性均较高；而籽粒灌浆速率和粒重较高则是由于花后茎鞘和穗的蔗糖代谢旺盛，且茎叶同化物向籽粒的转运率和贡献率较高。

关键词冬小麦；籽粒建成；籽粒灌浆；基因型；生理差异中图分类号S512. 1;S311 文章编号1007-4333(2021)02-0001-15 文献标志码AStudy on the biological differences analysis in grain number perspike and grain weight for different winter wheat genotypesLIU Yuqing, SUN Nana, Gao Yanmei. ZHANG Zhen, LIU Yang, YAO Chunsheng,WANG Zhimin, ZHANG Yinghua-(College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China)Abstract To analyze physiological differences i n grain formation of winter wheat, different spike genotypes including big spike genotype (J S)，small spike genotype (XS) and middle spike genotype (JM22) were selected as study materials. The dry matter accumulation, the sucrose concentration and the sucrose metabolic enzymes activity i n different growth period, and the grain number per spike and grain weight at maturity were determined. The results showed that：Firstly, there were significant differences in grain number per spike and grain weight i n different winter wheat genotypes. Secondly, the dry matter accumulation per plant i n tetrad period to maturity and the dry matter distribution in spike at anthesis and the grain f i l l i n g rate of superior and inferior grain were higher i n JS than that i n X S and JM22. Thirdly, the stem sucrose accumulation i n JS w a s significantly higher than that i n other genotypes at anthesis. The peak of sucrose accumulation from leaves to flowering and stems of JS occurred later than X S and JM22, which contributed to higher grain f i l l i n g rate i n JS. Fourthly, the sucrose synthase activity i n stem were significantly higher i n JS than those i n X S and JM22 i n tetrad stage and the sourose synthase and invertase activities i n grain and stem after anthesis were also significantly higher i n JS. Finally, correlation analysis showed that the dry matter of收稿日期：2020-03-09基金项目：国家自然科学基金（31871563);国家重点研发计划（2016Y F D0300105)第一作者：刘雨晴，硕士研究生，E-mail:**************o m通讯作者：张英华，副教授，主要从事作物节水高产生理的研究，E_m ail:Zh ang y h l216@126.c〇m2中国农业大学学报2021年第26卷different organs, the sucrose synthase activity and sucrose concentration of top-two-stem at anthesis as well as the sucrose synthase and invertase activity of spike at 15 d pre-anthesis were positively correlated with grain number and grain weight, while the invertase activity of top-two-stem after anthesis as well as the sucrose synthase activity i n different organs were positively and significantly correlated with grain weight. I n summary, the higher grain number i n big spike genotype w a s mainly due to the higher dry matter distribution i n spike and higher sucrose synthase and invertase activities i n stem. The higher grain f i l l i n g stage and grain weight i n big spike genotype w a s due to the higher sucrose metabolism i n post-flowering stem and spike as well as the higher translocation and contribution proportion of leaves and stems to grains.Keywords winter w h eat；grain set；grain filling；genotypes；physiological differences小麦是重要的粮食作物，其全球消费量占禾谷类作物产量的30%左右〜。

苗期夜间低温处理对西红柿叶片蔗糖代谢的影响

苗期夜间低温处理对西红柿叶片蔗糖代谢的影响摘要:以夜温15℃为对照,研究了整夜6℃低温处理(19∶00~7∶00)､前半夜6℃低温处理(19∶00~0∶30)､后半夜6℃低温处理(1∶30~7∶00)共7d对西红柿((Lycopersicon esculentum Mill)叶片蔗糖代谢的影响｡结果表明,夜间低温处理增加了西红柿叶片中的果糖､葡萄糖､蔗糖和淀粉的含量,增加了西红柿叶片中酸性转化酶(Acid invertase,AI)和中性转化酶(Neutral invertase,NI)活性,降低了蔗糖合成酶(Sucrose synthase,SS)､蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)活性｡以整夜低温处理对西红柿叶片蔗糖代谢的影响最大,其次为前半夜低温处理,后半夜低温处理的影响程度最小｡关键词:西红柿;夜间低温;蔗糖代谢Effects of Different Low-temperature Treatments on Sucrose Metabolism of Lycopersicon esculentum LeavesAbstract: Effects of 6 ℃ treatment over night (19∶00~7∶00), the first half of the night(19∶00~0∶30)and the second half of the night(1∶30~7∶00) for 7 days on sucrose metabolism in Lycopersicon esculentum Mill leaves were studied using 15 ℃asthe control. The results were as follows, under low night temperature, contents of fructose, glucose, sucrose and starch were increased, the activity of AI(Acid invertase) and NI(Neutral invertase) was increased, the activity of SS(Sucrose synthase) and SPS(Sucrose phosphate synthase) was decreased. The effect on sucrose metabolism in L. esculentum was the most significant in the low temperature treatment overnight, followed by that in the first half of the night and in the second half of the night.Key words: Lycopersicon esculentum Mill; low temperature at night; sucrose metabolism1材料与方法1.1试验设计试验于2006年春季在沈阳农业大学蔬菜试验基地环境处理室中(通过GIC-Ⅲ型温室环境智能化控制器进行调控)进行,供试西红柿品种为辽园多丽(L. esculentum Mill cv.Liaoyuanduoli)｡采用穴盘基质育苗方法,当幼苗长至2片真叶时,分苗至15 cm×15 cm营养钵内,并将其移入环境处理室中,环境处理室内保持昼温25 ℃±1 ℃､夜温15 ℃±1 ℃｡自西红柿幼苗4叶1心时(播种后40 d)开始处理,以夜温15 ℃为对照,进行整夜6 ℃低温(自19∶00至7∶00)､前半夜6 ℃低温(自19∶00至0∶30)､后半夜6 ℃低温(自1∶30至7∶00)处理7 d｡处理及对照均在处理开始前1 h进行温度调节,在1 h内达到设定温度｡温度处理室早上7∶00开始升温,1 h达到25 ℃,白天温度25 ℃±1 ℃｡整个处理期间室内的光照均为自然光照(300~600 μmol/(m2·s)｡每个处理用西红柿苗30株,3次重复｡1.2测定内容与方法1.2.1糖含量的测定取样部位为西红柿植株第四片功能叶,测定方法为:取样后称重→剪碎后放入试管→倒入80%乙醇,浸没样品高出1 cm→80 ℃水浴1 h→冷却后封存｡测定前,倒出乙醇提取液入25 mL容量瓶→再向试管中加入80%乙醇,80 ℃水浴,如此反复提取2次→定容→取一定体积浓缩→用1 mL超纯水溶解→上清液过0.45 μm滤膜→进液相(HPLC)测定,测定方法及色谱条件为:Waters 600E高效液相色谱,用碳水化合物柱,柱温为35 ℃,2410示差检测器,流动相比例为80%乙腈∶20%超纯水,流速为1.0 mL/min,Waters Millennium软件控制及数据处理｡1.2.2淀粉含量的测定淀粉酶法,测糖后的样品残渣加5 mL去离子水→沸水浴30 min→冷却至50~55 ℃→加一勺淀粉酶→再加入5 mL､pH值6.3~6.5的磷酸缓冲液,摇匀→加2滴甲苯,加塞→放入55 ℃恒温箱中保温,使淀粉水解24 h(用碘试验到不变蓝为止)→用Ba(OH)2沉淀可溶性蛋白质→若色素含量多,可在提取液中加0.1 g活性炭,在70 ℃水浴中脱色→过滤,入100 mL容量瓶中,用去离子水冲洗活性炭数次,加水至刻度,混匀,至冰柜中保存｡取滤液10 mL于试管中→加1 mL 20% HCI→沸水浴1 h→冷却后,用10% NaOH中和(以甲基红为指示剂,至溶液微显黄色)→取中和后的溶液1 mL测定还原糖含量(3,5-二硝基水杨酸比色法)｡1.2.3蔗糖代谢相关酶活性测定取西红柿植株第四片展开功能叶,分别测定蔗糖代谢相关酶的活性,取样后称鲜重置于冰柜中保存,待测定｡酶的提取:取冷冻的样品,加少量的石英砂和10 mL HEPES缓冲液(含PVPP),冰浴研磨成匀浆,4层纱布过滤,10 000 r/min(4℃)离心20 min,弃沉淀,上清液逐渐加硫酸铵至80%溶解度,再10 000 r/min(4 ℃)离心30 min,弃上清液,用提取缓冲液2~5 mL溶解沉淀,再用稀释10倍的提取缓冲液(此时不含PVPP)透析20 h｡以上所有操作均在0~4 ℃环境里进行｡酶活性的测定参照於新建[5]的方法｡试验中的UDPG及6-磷酸果糖等生化试剂均购自美国Sigma公司｡2结果与分析2.1夜间不同时段低温处理对西红柿叶片中糖分和淀粉含量的影响经过7 d夜间低温处理后,西红柿叶片中的糖含量和淀粉含量的测定结果见表1,从表1可见,在7 d的夜间低温处理后,西红柿叶片中的果糖､葡萄糖､蔗糖和淀粉的含量与对照相比都有增加｡其中后半夜低温处理叶片中的总糖含量与对照差异不显著,前半夜低温处理与对照的差异显著,整夜低温处理与对照的差异达到了极显著水平｡整夜低温处理与半夜低温处理间差异显著;而在半夜低温处理中,前半夜和后半夜的差异达到了显著水平｡在淀粉含量方面,整夜低温处理和前半夜低温处理间差异不显著,对照和后半夜低温处理间差异不显著,而整夜､前半夜低温处理与对照､后半夜低温处理间的差异达到了极显著水平｡2.2夜间不同时段低温处理对西红柿叶片中蔗糖代谢酶活性的影响西红柿叶片中的蔗糖代谢酶活性经过夜间低温处理后的变化结果见图1,从图1中可以看出,处理7 d后和对照相比,所有低温处理叶片中的酸性转化酶(Acid invertase,AI)和中性转化酶(Neutral invertase,NI)的活性都有增加,处理间酶活性由高到低依次排序为整夜低温处理>前半夜低温处理>后半夜低温处理>对照｡与对照相比,所有低温处理叶片中的蔗糖合成酶(Sucrose synthase,SS)､蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)活性下降,酶活性高低排序与AI､NI活性的排序相反｡3讨论淀粉和蔗糖是光合作用的主要终产物[6]｡西红柿通过叶片进行光合作用形成光合物质供植株生长发育需要,蔗糖是光合产物运转的主要形式｡由于夜间不同时段低温处理降低了光合产物向代谢库的运输,引起源叶光合产物的积累,导致叶片中糖含量的增加及淀粉的累积,试验中以整夜低温处理叶片中糖及淀粉含量增加最多,前半夜低温处理总糖含量和淀粉含量显著高于后半夜低温处理,说明整夜低温处理对光合产物运输的影响最大,前半夜低温处理对光合产物运输的影响大于对后半夜低温处理的影响｡作物体内糖分积累与蔗糖代谢相关酶关系密切,与西红柿叶片中蔗糖代谢积累密切相关的酶主要有转化酶(Invertase,Ivr)､蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶,转化酶根据其最适pH值又可分为酸性转化酶和中性转化酶[7,8]｡转化酶活性升高使蔗糖进一步转化为果糖与葡萄糖,合成酶活性降低使得西红柿叶片中的蔗糖合成减少｡在本试验条件下,夜间低温处理均可增加西红柿叶片中的Ivr活性,而SPS与SS 活性则在降低｡前人指出,植株中高活性的转化酶与组织的快速生长相关,在幼苗[9]､幼叶[10]､幼根[11]和幼果[12-14]中都发现了这一现象,快速生长的组织总是有高水平的AI活性,而NI的活性比AI的活性低很多[15];由于在夜间低温处理的情况下,西红柿植株生长的速度在减慢[16],说明夜间低温下西红柿叶片中酶活性变化的原因是由于不能及时运转滞留在叶片中的糖所诱导的｡经过夜间低温处理,增加了西红柿叶片中的果糖､葡萄糖､蔗糖和淀粉的含量｡增加量顺序为整夜低温处理>前半夜低温处理>后半夜低温处理>夜温15 ℃处理;与夜温15 ℃处理相比,所有夜间低温处理叶片中的AI和NI活性都在增加,酶活性高低顺序同糖含量的变化相同;夜间低温下SS､SPS活性下降,酶活性高低顺序与转化酶活性相反｡在试验所设处理中,以整夜低温处理对西红柿叶片中蔗糖代谢的影响最大,其次为前半夜低温处理,后半夜低温处理的影响程度最小｡参考文献:[1] 齐红岩. 番茄光合运转糖—蔗糖的运转､代谢及其相关影响因素的研究[D]. 沈阳:沈阳农业大学,2003.[2] 齐红岩,李天来,张洁. 不同品种番茄果实发育过程中糖分含量变化的研究[J]. 农业工程学报,2002,18(增刊):135-137.[3] 赵智中,张上隆,徐昌杰,等. 蔗糖代谢相关酶在温州蜜柑果实糖积累中的作用[J]. 园艺学报,2001,28(2):112-118.[4] 刘凌霄,沈法富,卢合全,等. 蔗糖代谢中蔗糖磷酸合成酶(SPS)的研究进展[J]. 分子植物育种,2005,3(2):275-281.[5] 於新建. 植物生理学实验手册[M]. 上海: 上海科学技术出版社,1985.148-149.[6] 王忠. 植物生理学[M] . 北京: 中国农业出版社, 2000.[7] MCCOLLUM T G, HUBER D J, CANTLIFFE D J. Solulbe sugar ulationaccum and activity of related enzymes during muskmelon fruit development [J]. J Amer Soc Hort Sci, 1988,113(3):399-403.[8] MIRON D, SCHAFFER A A. Sucrose phosphate synthase, sucrose synthase and invertase activities in developing fruit ofLycopersicon esculenttum Mill, and the sucrose accumulating Lycopersicon hirsutum Hub and Bonpl[J]. Plant Physiol,1991,95:623-627.[9] XU D P, SUNG S J, BLACK C C. Sucrose metabolism in lima beanseeds [J]. Plant Physiol,1989,89:1106-1116.[10] SCHMALSTIG J G, HITZ W Z. Contributions of sucrose aynthase and invertase to the metabolism of sucrose in developing leaves [J]. Plant Physiol,1987,85:407-412.[11] LESTER G E, ARIAS L S L, LIM M G. Muskmelon fruit soluble acid invertase and sucrose phosphate synthase activity and polypeptide profiles during growth and maturation [J]. J Amer Soc Hort Sci,2001,126:33-36.[12] GAO Z, PETREIKOV M, ZAMSKI E et al. Carbohydrate metabolism during early fruit development of sweet melon (cucumismelo) [J]. Physiol Plant,1999,106:1-8.[13] KRISHNAN H B, PUEPPKE S G. Cherry fruit invertase: Partial purification, characterization and acvitity during fruit development [J]. J Plant Physiol,1990,135:662-666.[14] LINGLE S E. Sugar metabolism during groth and development in sugarcaneinternodes [J]. Crop Sci,1999,39:480-486.[15] ESTRUCH J J, BELTRAN J P. Changes in invertase activitics precede ovary growth induced by gibberellic acid in Pisum stivum [J]. Physiol Plant,1991,81:319-326.[16] 樊怀福,蒋卫杰,郭世荣. 低温对番茄幼苗植株生长和叶片光合作用的影响[J]. 江苏农业科学,2005(3):89-91.。

葡萄浆果中的糖成分以及相关代谢研究的进展_冷翔鹏

增加 [ 22] 。其中葡萄浆果中的糖不仅是酒精的来源 , 也是其他一些营养物质产生的前提。糖被酵母利用 , 发酵产生乙醇和 CO2及各种副产物 , 在糖发酵过程中产生了甘油、丁二醇、肌醇、山梨醇等醇类物质[ 23] , 形成了葡萄酒的甜味 , 产生的醇与酸形成酯类 , 醇与酯类是形成葡萄酒香气的重要物质。可以说 , 葡萄浆果中的糖是决定葡萄酒质量的最关键
3 葡萄的糖代谢研究
糖分是果树果实的重要组成成分。果实中的糖的种类、含量很大程度上决定于果实中的糖代谢类型及相关酶的活性 [ 28] 。葡萄是果树果实中糖分积累较高的树种 , 达到鲜质量的 25%或干质量的 80% 左右[ 29] 。运用去叶和环割等手段的研究结果表明 : 葡萄浆果干物质的主要来源是新合成的光合作用产物 [ 5] 。尽管葡萄浆果中蔗糖含量最少 , 但是蔗糖代
有 17 ～ 18 g的糖分 , 对于白葡萄酒来说需要 17 g, 而红葡萄酒因为带皮发酵或损耗 , 则需要高一点的含糖量 , 即 18 g。对于干红葡萄酒 , 如果酒精度低于 10% ～ 10.5%, 酒味苦淡 ;对于干白葡萄酒 , 如果酒精度高于 14%, 则会有明显的酒精味。 2.2.2 葡萄中的糖与葡萄酒甜度葡萄酒的甜度感主要是源自酒中的糖 , 次之来源于发酵产生的多元醇类。不同的葡萄酒 , 其中甜味物质的种类和含量就会不一样 (见表 3), 其中前 4种物质来源于葡萄浆果 , 后 4种是糖分发酵产生的。葡萄酒中具有一定的甜味物质 , 可使其柔和醇厚 , 软绵圆滑[ 25] 。因此选育高糖葡萄品种以及提高葡萄浆果糖分含量
第 2期
冷翔鹏等 :葡萄浆果中的糖成分以及相关代谢研究的进展

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

货号：QS2506 规格：50管/24样可溶性酸性转化酶（Soluble acid invertase, S-AI）试剂盒说明书
可见分光光度法
正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定
测定意义：
蔗糖转化酶（Invertase，Ivr）催化蔗糖不可逆地分解为果糖和葡萄糖，是高等植物蔗糖代谢关键酶之一。

根据最适 pH，Ivr分为酸性转化酶（AI）和中性转化酶（NI）两种类型。

AI的最适pH为3～5。

AI分为可溶性AI(S-AI)和细胞壁不溶性AI（B-AI）两种类型。

S-AI 主要存在于细胞液泡或自由空间中，最适 pH 为 4.5~5.0（酸性），通过降解液泡中蔗糖，调节液泡中蔗糖的利用和果实内糖类的积累。

测定原理：
S-AI催化蔗糖降解产生还原糖，进一步与3,5－二硝基水杨酸反应，生成棕红色氨基化合物，在510nm有特征光吸收，在一定范围内510nm光吸收增加速率与S-AI活性成正比。

自备实验用品及仪器：
可见分光光度计、台式离心机、水浴锅、移液器、1mL玻璃比色皿、研钵、冰和蒸馏水。

试剂组成和配制：
提取液：液体50mL×1瓶，4℃保存;
试剂一：液体50mL×1瓶，4℃保存;
试剂二：粉剂×1瓶，4℃保存；临用前加入25mL试剂一充分溶解备用；用不完的试剂4℃保存;
试剂三：液体30mL×1瓶，4℃避光保存；
粗酶液提取：
按照组织质量（g）：提取液体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g组织，加入1mL 提取液），进行冰浴匀浆。

12000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。

处，蒸馏水调零，记录各管吸光值A，如果吸光值大于2，可以用蒸馏水稀释后测定(计算公式中乘以相应稀释倍数)，ΔA=A测定-A对照。

S-AI活性计算：
标准条件下测定的回归方程为y = 0.0016x -0.001；x为标准品浓度（μg/mL），y为吸光值。

（1）按蛋白浓度计算：
第1页，共2页
单位的定义：37℃每mg蛋白每分钟产生1μg还原糖定义为一个酶活性单位。

S-AI活性（μg/min/mg prot）＝[(ΔA +0.001) ÷0.0016×V1]÷(V1×Cpr ) ÷T=20.8×(ΔA +0.001) ÷Cpr
（2）按鲜重计算：
单位的定义：37℃每g组织每分钟产生1μg还原糖定义为一个酶活性单位。

S-AI活性（μg/min/g鲜重）＝[(ΔA +0.001) ÷0.0016×V1]÷(W ×V1÷V2) ÷T =20.8×(ΔA +0.001) ÷W
V1：加入反应体系中样本体积，0.2mL；V2：加入提取液体积，1mL；T：反应时间，30min； Cpr：样本蛋白质浓度，mg/mL；W：样本鲜重，g。

第2页，共2页。