冬枣和骏枣果实发育过程中糖组分及代谢酶活性变化的研究

HeilonianriculturalSciencesgjgAg

:/DOI１０．１１９４２．issn１００２Ｇ２７６７．２０１８．０７．０００８j

://httwww．haase．cnpp

冬枣和骏枣果实发育过程中糖组分及代谢酶

活性变化的研究

(塔里木大学植物科学学院,新疆阿拉尔８南疆特色果树高效优质栽培与深加工１．４３３００;２．)国家地方联合工程实验室,新疆阿拉尔８４３３００

摘要:为深入研究果实糖积累机制,以冬枣、骏枣果实为试验材料,测定并分析枣果实发育过程中糖组分及其含量以及相关代谢酶活性的变化规律.结果表明:冬枣、骏枣果实均为蔗糖积累型,生长发育早期以积累葡萄糖和果糖为主,后期以快速积累蔗糖为主,且蔗糖含量的积累均表现前期缓慢后期快速增加趋势,而果糖Ｇ和葡萄糖含量变化趋势不同;骏枣和冬枣坐果初期果实中蔗糖转化酶活性表现为发育前期急剧下降后期缓Ｇ)降、蔗糖磷酸合成酶(活性和蔗糖合成酶(合成方向活性总体升高、SPSSS)SS分解方向活性总体下降的趋势.两个品种果实S但之后则相反.SS合成方向活性在８月２６日前均小于分解方向,S分解方向活性则以冬枣始终大于骏枣,结合骏枣和冬枣果实糖积累与代谢酶活性变化的关系分SPS活性以骏枣总体大于冬枣;析,蔗糖积累受S葡萄糖、果糖积累受转化酶调控为主.４种酶共同影响枣果实的糖积累,S调控为主,关键词:枣;果实发育;糖积累;蔗糖代谢酶;变化规律

２

林思思１,蒲小秋１,费光雪１,吴翠云１,

)枣属(　　枣树为鼠李科(RhamnaceaeZizihusp)植物,是我国特产果树.糖分是果uubaMill．jj１]

树果实中的重要组成成分[及其生长发育的物质基础,直接影响果实的甜度及风味,果实糖分积累

２]

.近些年来的研究表明,受蔗糖代谢的调控[糖

作为信号分子,与激素、通过N等信号连成网络,复杂的信号转导机制调节基因表达和植物生长发３]

.果实发育过程中糖组分种类及其积累变化育[

]４]５Ｇ７

,,过程受蔗糖代谢酶的调控[已有研究表明[

、蔗糖代谢相关酶主要有蔗糖磷酸合成酶(SPS)

、)蔗糖合成酶(转化酶(包括酸性转化SS)Ivr

)、),酶(中性转化酶(其在不同植物果实糖AINI

积累过程中的调控作用及调控机制不同,相关研

]]８]９Ｇ１０]１１１２

、、、究在梨[脐橙[杏[温州蜜桔[等果树中

已有相关报道.高蔗糖品种的日本梨“chouro”j比低蔗糖品种的中国梨(鸭梨)具有更高的SS和

[]

脐橙果实在果实膨大期SSPS活性８;PS活性非

常高,有利于果实糖的积累,而在果实膨大后期和

(成熟期S合成方向)活性升高,促进了果实中糖S]９１３]１４].对于苹果[、含量增加[河套蜜瓜[果实及柠１５]

檬汁胞[中糖代谢研究结果认为,发育后期各品

收稿日期:２０１８Ｇ０２Ｇ０２

基金项目:国家级大学生创新创业训练计划资助项目(２０１６

).１０７５７００５

),第一作者简介:林思思(女,在读学士,从事果树种质１９９６Ｇ:资源与品种选育研究.EＧmail１０７８７５４４６５＠q．com.q),通讯作者:吴翠云(女,博士,教授,硕导,从事果树种１９６８Ｇ

:质资源与品种选育研究.EＧmailwcb＠１６３．com.yy

]１３

.种蔗糖含量积累与酶净合成活性增加相关[

果实发育前期,以蔗糖分解代谢为主,SS和NI是催化蔗糖分解的关键酶,成熟期间,蔗糖代谢转为合成方向为主,SS和SPS在蔗糖积累中起主导

１４]

.柠檬汁胞中糖分的利用在果实成熟前作用[

与N在成熟期则与高AI活性有关,I活性有

]１５

.关于枣果实积累及代谢酶活性变化的研关[

究文献报道较少.本研究以鲜食品种冬枣和干鲜兼制品种骏枣为试验材料,开展果实发育过程中糖组分及含量积累以及蔗糖代谢相关酶活性变化的研究,阐明枣果实发育过程中糖的积累特性,为深入研究果实糖积累机制奠定基础.

１　材料与方法

１．１　材料

供试材料为塔里木大学枣种质资源圃５a树龄的冬枣、骏枣品种,选择生长发育良好,树势、花期基本一致的单株各３株作为样本树.１．２　方法

分别于坐果后的幼果期果实膨大期(Ｇ７月

,硬核期(４日,７月２４日,８月６日)８月１７日,

,,白熟期(全红８月２６日)９月８日,９月２０日)

期(采集果实样本,采果时从每株树的１０月２日)

不同方向选择大小一致的２果样采下后立０个果,即放进低温盒中,及时带回实验室,去皮、去核切碎,同时将果实分成两等份,液氮速冻,－８０℃超低温冰箱中保存,分别用于可溶性糖组分、蔗糖代谢相关酶活性的测定.

８

７期冬枣和骏枣果实发育过程中糖组分及代谢酶活性变化的研究　　　　　　　林思思等:

称取１．２．１　糖组分含量的测定　样品制备:

速冻鲜枣样,低温充分研磨后加入１１．０００g０mL

Ｇ１

,􀅰离８０％乙醇混匀,８０℃水浴３０min４０００rmin

心１残渣用８０min取上清液,０％的乙醇重复提

实整个发育期看,果实发育前期果实内果糖＞葡萄糖＞蔗糖,而果实发育后期果实为蔗糖＞果糖＞葡萄糖,说明枣果实发育早期以葡萄糖和果糖为主,发育后期以积累蔗糖为主.

取２次,合并滤液,减压蒸除去乙醇,用超纯水定容至２过０．滤液用于测定５mL,４５μm微孔滤膜,枣果实中的可溶性糖.液相色谱条件:色谱柱为

(,流动XBrideAmide４．６mm×２５０mm,５μm)g相为０．和含０．２％TEA水溶液(A相)２％TEA的乙腈(,流速样量管温１度μB相)L为,ELSD参数１．０m:雾化管温度为L􀅰minＧ１

,柱温４０℃３５℃,

漂移,

进．．６L２．２􀅰Ｇ１

　mi蔗糖代谢相关酶活性测定n.５０℃,氮气做载气,流速为

　酶液提取在冰浴条件下进行.先称取５g左右的枣果肉,放入研磨仪中加入液氮快速研磨取及测定采用蒲小秋等[１６]的方法２.

min

,酶液的提酶活力(２)/(m×tmg􀅰gＧ１FW􀅰hＧ１

)＝[

X×(V１/式中,)X]表示标准曲线上查得糖含量(２表示测定时提取酶液体积mg

􀅰mLＧ１

),V１表示样本提取液总体积((mL),m表示m样L本

),质量,t表示酶反应时间(　结果与分析

h).．１　枣果实发育过程中蔗糖、

葡萄糖及果糖含量变化　　由图１可知,

同一品种果实中葡萄糖和果糖含量的变化趋势相似,骏枣果实发育初期的葡萄糖和果糖含量总体呈现平缓下降,８月１７日之后葡萄糖和果糖呈快速下降趋势至到最低值(葡萄糖萄糖和果糖表现快速积累直到果实红熟期时２．１６％、果糖２９月．２４％８)日分别达,之后.葡冬枣果实发育幼果期到膨大期,果糖含量呈快速下降趋势,表现为８月快速６日之后缓慢增加,下降趋势至果实红８月下旬之后又熟期,其含量为

缓慢增．６３％.加葡萄糖含量在果实发育过程中表现前期,之后快速升高至８月中旬达最大值(实红熟期时含量降低到４．８５％),之后其含量呈现持续下降趋势冬枣和骏枣果实蔗糖含量均呈现在幼果期至３．３２％.

,至果白熟期缓慢积累(图表现快速增加的变化趋势１),白.熟且变化不明显,之后蔗糖含量迅速上升８期月中旬前含量较低至全红期其含量.从枣果

图Fi１g　枣果实发育过程中蔗糖、葡萄糖、果糖含量变化fructos．１e　Tdurihnegctohnemtentatcuhriannggedsevofelsoupcmroesnet,og

flujcujousebeafnrd．２　枣果实发育过程中蔗糖代谢相关酶活性动

uit态变化．２．１　枣果实发育过程中蔗糖磷酸合成酶的活性动态变化　由图２可知,骏枣和冬枣果实中现上升趋势PS活性变化在硬核期前随着果实的生长发育表,但冬枣果实全发育期(除红熟期外)

PS活性平均时其活性急速升高达最大值．８３mg􀅰增长gFW􀅰缓慢且活性水平较低(

Ｇ１hＧ１),只在果(６．实５２m发育g􀅰进gＧ１入F

W红􀅰h熟Ｇ１

期而骏枣果实SPS活性增长幅度较大且活性高于),冬枣,且在量低于冬枣W􀅰９月８日达到最高值h

Ｇ１,之后其SPS活活性性开.

始下降,至红６熟．１８期m时g其􀅰g

Ｇ１

含９

１１V２V２３２２SS１F　　　　　黑　龙　江　农　业　科　学７期

２．２．３　枣果实发育过程中蔗糖合成酶的活性动态变化　由图４可见,冬枣和骏枣SS合成活性变化趋势相同,随着果实的生长发育呈上升趋势.８月２６日前SS合成活性一直以较低水平平缓上升,白熟期之后都出现明显上升趋势(分别达７．２７

Ｇ１Ｇ１和图２i　枣果实发育过程中蔗糖磷酸合成酶活性动态变化synFthga．s２e　Tactihveitdyydnuarminicgcthhaendgeevseolofpsmucernotseofpjhuojusp

bheaftreuit化．２　．２由图　枣果实发育过程中转化酶的活性动态变

３A可知,

骏枣和冬枣果实发育过程中酸性转化酶(实发育前期AAII

)活活性变化趋势相同性迅速下降,分别,由均表现为果６W．５􀅰５mhＧ１g,８􀅰gＧ１月F６W日􀅰hＧ１下降至之后至果７４２．６４实．４红６和熟期４,．A０２I活mg性􀅰和

gＧ１表现持续缓慢降低至最低水平,但骏枣果实发育前期AI活性高于冬枣,

后期低于冬枣.图３B可知,中性转化酶(实发育过程中均不高,在果实发育前期都呈下降NI

)活性在整个果趋势,发育后期都有略微增加.骏枣和冬枣性迅速下降,分别由降至７．２４和NIＧ１５．３mg􀅰活

gＧ１FW􀅰

hＧ１在２．５６和１．９４mg􀅰gFW􀅰

hＧ１,骏枣NI活性下旬至８月２９６日之前大于冬枣;冬枣月初呈现短暂增加(达NI活性除在８􀅰月

Ｇ１化趋势W􀅰h

,至果实红熟期时,在果实其它发３．育０３m期均到Ｇ１)外g􀅰表６gＧ１现．１２FW

降m􀅰低gg

hＧ１的.变图Fig．３　Ch３a　枣果实发育过程中转化酶的活性动态变化

ngesofinvertaseactivityduringfruitdevelop

ment１０

５．７８mg􀅰gFW

􀅰h).图４g．　枣果实发育过程中４　D由图５d可知uyrinnagm,firc骏枣和冬枣ucithadnegveesSlooS合成活性的动态变化FipfmSeSntsySoSfntjh分解活性变化随

uej

suibseactivity

着果实的生长过程总体呈下降趋势,月中上旬略有上升到下旬持续下降到２４日迅速下降,

白熟期略微升高.７月骏枣在４日到７最低值活性在０８．９月４m２６g􀅰Ｇ１日g之F后W

􀅰Ｇ１持h续,上冬枣果实中９月２０８月日达

升到SS分解FW􀅰hＧ１.过白熟期程中S骏S分解活性小于枣果实S４．３０mg􀅰g

Ｇ１.

SS分解S合成活性,整个发育活性均低于冬枣图F５i　枣果实发育过程中３　agc．t５iv　DityydnuarimnigcfcrhuaitngSS分解活性的动态变化deesveolfoSSdmenetcoofmpuosuitbieon结论与讨论

pjj

在果实发育过程中,糖分的构成比例与蔗糖代谢相关酶的活性密切相关,果实在不同发育阶段,参与糖代谢的酶种类和活性也不相同,它们协同作用共同影响果实糖分的积累,最终形成特定的果实品质.本研究利用HPLC法对骏枣和冬枣果实鲜枣中可溶性糖进行检测,发现从枣果实整个发育期看,枣果实发育前期,果实内果糖＞蔗糖,而果实发育后期糖含量表现为＞葡萄糖蔗糖＞果糖＞葡萄糖,说明枣果实发育早期以积累

２３FF７期冬枣和骏枣果实发育过程中糖组分及代谢酶活性变化的研究　　　　　　　林思思等:

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１１７２Ｇ１１７８．

葡萄糖和果糖为主,发育后期以积累蔗糖为主,说

明冬枣和骏枣果实均是蔗糖积累型果实,而且冬枣果实中蔗糖、葡萄糖和果糖含量普遍高于骏枣,也说明,枣果实糖积累特征受品种差异的影响.

骏枣和冬枣坐果初期果实中蔗糖转化酶活性表现为发育前期急剧下降后期缓降、蔗糖磷酸合Ｇ

)成酶(活性和蔗糖合成酶(合成方向活性SPSSS)

总体升高、SS分解方向活性总体下降的趋势.两个品种果实SS合成方向活性在８月２６日前均小于分解方向,但之后则相反.SS分解方向活性则以冬枣始终大于骏枣,SPS活性以骏枣总体大于冬枣;结合骏枣和冬枣果实糖积累与代谢酶活性变化的关系分析,４种酶共同影响枣果实的糖积累,蔗糖积累受S葡萄糖、果糖积累S调控为主,受转化酶调控为主.参考文献:

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StudntheChanesofMetabolismEnzmeActivitndSuaryogyyag

ComonentsinWinterJuubeandJunJuubeDurinpjjg

FruitDevelomentp

(,,;１．ColleeofPlantScienceTarimUniversitAlar８４３３００,China２．TheNationalandLocalJointEnineeringygg

LaboratorfHihEfficiencndSueriorＧQualitultivationandFruitDeerocessinechnolofCharＧyogyapyCpPgTgyo

,,)acteristicFruitTreesinSouthXinianlar８４３３００ChinajgA:,(AbstractInordertostudhemechanismoffruitsuaraccumulationtwoprocessinuubefruitswinteruＧytggjjj

)w,ubeandJunuubeereusedtostudndanalzethechanesofsuarcomonentssuarcontentsandenＧjjjyayggpg

zmeactivitiesinvolvedinrelatedmetabolismdurinruitdeveloment．Theresultsshowedthatsucrosewasygfp

,accumulatedinwinteruubeandJunuubedurinevelomentoftheearlrowthaccumulatedmorefructosejjjjgdpyg

,andglucoseinthelatestaeraidaccumulatedmoresucrose．Theaccumulationsofsucrosecontentsshowedgp

,entleclineinearlrowthandraidlncreaseinlatestaebutthechanesoffructoseandglucoseconＧgydygpyigg

tentstendenceredifferent．TheearltaeoffruitsettinfwinteruubefruitandJunuubefruit＇activitywysggojjjjyofinvertasewasraidleclineintheearlrowthandgentleclineinthelatestae．Thetotallctivitfpydygydgyayo

()(),sucrosephoshatesnthetaseSPSandsucrosesnthetaseofsntheticdirectionSSＧswasincreasinsucrosepyyyg()snthetaseofcleavaedirectionSSＧcwasdeclinin．ThetwocultivaroffruitactivitfSSＧswaslessthanacＧyggyo,tivitfSSＧcinAuust２６thbutonthecontrarnthelater．TheactivitfwinteruubeSSＧcwasgreateryogyiyojj

,thanJunuubethetotallctivitfJunuubeSPSwasgreaterthanwinteruube．Theanalzinasviathejjyayojjjjygw

,accumulationsofsuarcombinedmetabolicenzmeactivitieswhichofWinteruubeandJunjuubefourenＧgyjjj

zmewascommoninfluencetheaccumulationsoffruitsuar．SucroseaccumulatedwasmoreimactedSSandygpfructoseandglucosewasimactedInvertase．p

:;;;;KewordsjuubefruitdevelomentsuaraccumulationsucroseＧmetabolizinnzmechanerulejpggeygy

１１１

,,,LINSiＧsiPUXiaoＧiuFEIGuanＧxueWUCuiＧun１２qgy

,

１１