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

1、糖(Sugar)是植物果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過程中的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，研究表明，果實(shí)中糖的含量及比例將直接影響到果實(shí)的風(fēng)味及甜度;同時(shí)，糖也是類胡蘿卜素、酸及其他營(yíng)養(yǎng)成分和芳香物質(zhì)等合成的基礎(chǔ)原料，影響著果實(shí)的食用價(jià)值和商品價(jià)值。草莓（Fragaria×ananassa Duch.）作為我國(guó)傳統(tǒng)的優(yōu)秀漿果果品之一，因其風(fēng)味獨(dú)特，口感宜人等特點(diǎn)而倍受消費(fèi)者喜愛。
　　本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料，

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

3、NI以及己糖激酶基因在草莓果實(shí)成熟發(fā)育過程中的表達(dá)模式，分析它們與蔗糖代謝途徑的關(guān)系以及受光質(zhì)調(diào)控的結(jié)果。研究結(jié)果表明:
　　1.在草莓果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，糖含量隨著果實(shí)的成熟逐漸增加，同時(shí)在不同品種中糖含量有所差異，特別在‘章姬’果實(shí)中，蔗糖含量和葡萄糖含量都較明顯的高于其余兩個(gè)品種，同時(shí)在‘紅顏’草莓果實(shí)中，果糖的含量明顯高于其余兩個(gè)品種。同時(shí)在三個(gè)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(shí)

4、期之前葡萄糖的含量都很低，大約為最高含量時(shí)期的1/9。
　　2.通過改良的CTAB法提取草莓果實(shí)總RNA，反轉(zhuǎn)錄為cDNA，并設(shè)計(jì)FaAI、FaNI、FaSS、FaSPS四個(gè)蔗糖合成代謝關(guān)鍵基因和己糖激酶基因(FaHXK)家族中的三個(gè)成員的定量PCR引物。以反轉(zhuǎn)錄的cDNA為模板，研究上述四個(gè)基因在草莓果實(shí)發(fā)育過程中7個(gè)時(shí)期（小綠、大綠、白果、1/4紅、1/2紅、3/4紅、全紅）的表達(dá)模式。結(jié)果表明:草莓果實(shí)中相關(guān)酶基因表達(dá)量中，

5、酸性轉(zhuǎn)化酶基因(FaAI)及磷酸蔗糖合成酶基因(FaSPS)表達(dá)量隨著果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)出不規(guī)律性，且在章姬果實(shí)中蔗糖磷酸合成酶基因(FaSPS)和中性轉(zhuǎn)化酶基因(FaNI)的相對(duì)表達(dá)量明顯高于其他兩種草莓;蔗糖合成酶基因(FaSS)的表達(dá)量除了在小綠期比較高外，其他時(shí)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(dá)量都是在小綠期相對(duì)較高。
　　3.在經(jīng)過不同光質(zhì)處理后，通過對(duì)糖含量的測(cè)定以及相關(guān)酶基因

6、表達(dá)量的測(cè)定，能看出除了21d時(shí)期大田栽培葡萄含量高于處理含量外，其余時(shí)間下都低于實(shí)驗(yàn)處理;且在處理后果實(shí)的葡萄糖、蔗糖和果糖含量都在藍(lán)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(dá)量方面，在不同光質(zhì)處理后，除了25d時(shí)的FaSS、28d時(shí)的FaSS、FaAI表達(dá)量，其余時(shí)期各相關(guān)酶基因的表達(dá)量均有明顯的提高。說明光質(zhì)確實(shí)對(duì)草莓果實(shí)糖含量起到調(diào)控作用，且其調(diào)控方式可追溯到對(duì)基因的調(diào)控上。
　　綜合以上結(jié)果

7、可以得出:糖含量的快速升高與果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)及成熟密不可分，從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，在草莓果實(shí)，特別是‘章姬’草莓果實(shí)中，葡萄糖的快速積累對(duì)果實(shí)后期唐代積累貢獻(xiàn)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(guān)鍵酶基因，且與糖含量呈明顯負(fù)相關(guān)。草莓糖代謝的調(diào)節(jié)中，相關(guān)酶基因能對(duì)糖含量起到直接的調(diào)控作用，同時(shí)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