葡萄果實(shí)從成長到成熟的轉(zhuǎn)折伴隨著韌皮部卸載路徑的轉(zhuǎn)變.pdf

1、同化物向經(jīng)濟(jì)庫器官中的運(yùn)輸和卸出是決定作物產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵要素。從韌皮部篩分子到庫細(xì)胞卸出的過程是整個(gè)同化物運(yùn)輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)之一，而卸出的細(xì)胞學(xué)路徑則是這個(gè)過程中的關(guān)鍵步驟。積累高濃度可溶性糖的肉質(zhì)果實(shí)中的韌皮部卸出路徑目前還缺乏了解。為了研究葡萄果實(shí)各個(gè)發(fā)育時(shí)期的韌皮部卸載路徑，本文以巨峰葡萄(VitisviniferaL.×V.labruscalcv.Kyoho)為實(shí)驗(yàn)材料，利用透射電鏡技術(shù)系統(tǒng)觀察了葡萄果實(shí)超微結(jié)構(gòu)的變化；利用熒光染

2、料和病毒-綠色熒光蛋白的示蹤技術(shù)形象再現(xiàn)了同化物韌皮部卸載路徑的轉(zhuǎn)變；利用Westernblot、酶學(xué)分析和膠體金免疫電鏡定位技術(shù)展示了酸性轉(zhuǎn)化酶的活性和表達(dá)量相應(yīng)的變化。 葡萄果實(shí)肉質(zhì)部分的超微結(jié)構(gòu)研究表明，在果實(shí)整個(gè)發(fā)育進(jìn)程中，篩分子/伴胞復(fù)合體和周圍薄壁細(xì)胞通過胞間連絲形成外觀上的共質(zhì)體聯(lián)系，但是在成熟期一部分胞間連絲明顯地被阻塞。在果實(shí)發(fā)育前期(第Ⅰ、Ⅱ期)，羧基熒光素和偶聯(lián)病毒運(yùn)動(dòng)蛋白的綠色熒光蛋白均從有活性的韌皮部卸

3、出，而在成熟期兩種共質(zhì)體熒光示蹤物則均被限制在韌皮部內(nèi)。這些結(jié)果表明，在果實(shí)發(fā)育進(jìn)程中存在韌皮部糖卸載路徑從共質(zhì)體向質(zhì)外體的轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步的活體示蹤實(shí)驗(yàn)證明，韌皮部卸載路徑從共質(zhì)體向質(zhì)外體的轉(zhuǎn)折期是葡萄果實(shí)從成長到成熟的轉(zhuǎn)折期，即“始熟期”。 酸性轉(zhuǎn)化酶的膠體金免疫電鏡定位結(jié)果表明，果實(shí)發(fā)育后期細(xì)胞壁酸性轉(zhuǎn)化酶定位數(shù)量較前期有顯著增加。此外，酶學(xué)分析和免疫印跡實(shí)驗(yàn)分別發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞壁酸性轉(zhuǎn)化酶的活性和表達(dá)水平在始熟期或臨近始熟期迅速升

4、高。這些結(jié)果支持在始熟期后葡萄果實(shí)韌皮部卸載采取質(zhì)外體卸載路徑。 以上研究結(jié)果提供的證據(jù)表明，葡萄果實(shí)發(fā)育前期當(dāng)可溶性糖的積累水平很低時(shí)，果實(shí)內(nèi)韌皮部卸載采取共質(zhì)體途徑；當(dāng)果實(shí)發(fā)育進(jìn)入成熟期，可溶糖迅猛升高時(shí)，韌皮部卸載路徑適應(yīng)性地轉(zhuǎn)換為質(zhì)外體路徑。從共質(zhì)體路徑轉(zhuǎn)換為質(zhì)外體路徑的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在所謂的“始熟期”，也是葡萄果實(shí)從前期成長到后期成熟的發(fā)育轉(zhuǎn)折期。這些結(jié)果同時(shí)表明，植物可以通過對(duì)細(xì)胞間共質(zhì)體通道——胞間連絲通透性的調(diào)節(jié)，調(diào)控韌