草莓果實發(fā)育過程糖積累差異及光質(zhì)對糖代謝途徑的影響.pdf

1、糖(Sugar)是植物果實生長發(fā)育過程中的重要物質(zhì)基礎，研究表明，果實中糖的含量及比例將直接影響到果實的風味及甜度;同時，糖也是類胡蘿卜素、酸及其他營養(yǎng)成分和芳香物質(zhì)等合成的基礎原料，影響著果實的食用價值和商品價值。草莓（Fragaria×ananassa Duch.）作為我國傳統(tǒng)的優(yōu)秀漿果果品之一，因其風味獨特，口感宜人等特點而倍受消費者喜愛。
　　本實驗首先以西南地區(qū)主要種植草莓品種:‘豐香’、‘紅顏’、及‘章姬’為實驗材料，

2、探索草莓果實發(fā)育過程中糖積累的差異性，及相關酶基因表達量與不同種類糖之間的相關性;然后以盆栽‘豐香’草莓為主要材料，從花后7d時放入人工氣候箱用白光、紅光、藍光、及紅藍光(1∶1)處理，其中白光做對照，以研究不同光質(zhì)對草莓果實糖含量及蔗糖代謝途徑的影響。同時，以大田栽培的不同品種草莓的蔗糖代謝途徑進行分析對照。通過測定不同條件下果實中可溶性糖的含量;同時結合熒光定量PCR研究了控制蔗糖代謝的相關酶基因FaSPS、FaSS、FaAI、Fa

3、NI以及己糖激酶基因在草莓果實成熟發(fā)育過程中的表達模式，分析它們與蔗糖代謝途徑的關系以及受光質(zhì)調(diào)控的結果。研究結果表明:
　　1.在草莓果實的生長發(fā)育過程中，糖含量隨著果實的成熟逐漸增加，同時在不同品種中糖含量有所差異，特別在‘章姬’果實中，蔗糖含量和葡萄糖含量都較明顯的高于其余兩個品種，同時在‘紅顏’草莓果實中，果糖的含量明顯高于其余兩個品種。同時在三個草莓品種中，整體能看出糖含量的從多到少分別是:果糖＞蔗糖＞葡萄糖。且在白果時

4、期之前葡萄糖的含量都很低，大約為最高含量時期的1/9。
　　2.通過改良的CTAB法提取草莓果實總RNA，反轉錄為cDNA，并設計FaAI、FaNI、FaSS、FaSPS四個蔗糖合成代謝關鍵基因和己糖激酶基因(FaHXK)家族中的三個成員的定量PCR引物。以反轉錄的cDNA為模板，研究上述四個基因在草莓果實發(fā)育過程中7個時期（小綠、大綠、白果、1/4紅、1/2紅、3/4紅、全紅）的表達模式。結果表明:草莓果實中相關酶基因表達量中，

5、酸性轉化酶基因(FaAI)及磷酸蔗糖合成酶基因(FaSPS)表達量隨著果實生長發(fā)育表現(xiàn)出不規(guī)律性，且在章姬果實中蔗糖磷酸合成酶基因(FaSPS)和中性轉化酶基因(FaNI)的相對表達量明顯高于其他兩種草莓;蔗糖合成酶基因(FaSS)的表達量除了在小綠期比較高外，其他時期都普遍較低。而且除蔗糖磷酸合成酶基因（FaSPS)以外，其余三種酶基因的表達量都是在小綠期相對較高。
　　3.在經(jīng)過不同光質(zhì)處理后，通過對糖含量的測定以及相關酶基因

6、表達量的測定，能看出除了21d時期大田栽培葡萄含量高于處理含量外，其余時間下都低于實驗處理;且在處理后果實的葡萄糖、蔗糖和果糖含量都在藍光下有較明顯的提高，而多數(shù)情況下在白光(CK)處理下含量最低。在基因表達量方面，在不同光質(zhì)處理后，除了25d時的FaSS、28d時的FaSS、FaAI表達量，其余時期各相關酶基因的表達量均有明顯的提高。說明光質(zhì)確實對草莓果實糖含量起到調(diào)控作用，且其調(diào)控方式可追溯到對基因的調(diào)控上。
　　綜合以上結果

7、可以得出:糖含量的快速升高與果實的營養(yǎng)生長及成熟密不可分，從本實驗結果得出，在草莓果實，特別是‘章姬’草莓果實中，葡萄糖的快速積累對果實后期唐代積累貢獻最大，而且在蔗糖的調(diào)控中，草莓糖代謝的調(diào)節(jié)中，F(xiàn)aSS能起到主要的調(diào)控作用，并在果糖和葡萄糖的分解中，F(xiàn)aHXK2與FaHXK3都是調(diào)控的關鍵酶基因，且與糖含量呈明顯負相關。草莓糖代謝的調(diào)節(jié)中，相關酶基因能對糖含量起到直接的調(diào)控作用，同時也受到糖分含量的反調(diào)控，推斷中間主要通過改變酶活性