全 文 ：园 艺 学 报 2011，38（增刊）：2561 http: // www. ahs. ac. cn
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收稿日期：2011–09–12
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CO2 加富对番茄呼吸代谢中蔗糖降解的影响
师 恺*，李 鑫，夏晓剑，周艳虹，喻景权
（浙江大学园艺系，杭州 310058）
CO2加富业已成为人们控制设施环境，调控作物光合作用的重要手段。植物光合作用和呼吸作
用是直接受 CO2浓度影响的两个代谢过程。CO2浓度升高短期能够通过提高 C3植物的羧化速率及抑
制光呼吸提高净光合速率，长期 CO2浓度升高则引起光合作用相关基因及蛋白的下降，引起光合速
率下调，即光合适应现象。然而，CO2加富如何影响 CO2代谢的另一过程，即呼吸代谢过程，尚不
清楚。尽管已有大量研究表明 CO2加富能够增加植物碳水化合物的累积，而呼吸代谢尤其是糖酵解
过程如何适应 CO2浓度升高却很少被涉及，研究该过程对于了解 CO2加富下能量代谢及适应性具有
一定的意义。
以番茄‘合作 903’为材料，利用人工控制环境的方法，研究了正常 CO2浓度（380 µmol · mol-1）
和加富 CO2浓度（800 µmol · mol-1）下蔗糖累积及其降解相关基因的表达变化，并对 CO2加富环境
下植株能量产生进行了测定。
研究发现，CO2加富在显著提高番茄碳水化合物，尤其是蔗糖含量的同时，降低了叶片 ATP含
量。呼吸代谢糖酵解反应中蔗糖降解过程是一个耗能的利用 ATP的过程，植物体中存在两条把蔗糖
降解为磷酸己糖的路径，酸性转化酶路径降解 1分子的蔗糖需要 2分子的 ATP，而蔗糖合成酶路径
降解同样的蔗糖量不需要 ATP。本研究中 CO2加富处理 9 d后，酸性转化酶路径关键基因 Invertase
下降为对照植株的 58%，而蔗糖合成酶路径关键基因 SuSy表达水平高达正常 CO2下 5.8倍，因此，
在 CO2加富植株中，Invertase/SuSy 的降低很可能就是对低 ATP 产量的一种适应，CO2加富植株在
降解蔗糖时更多地向节省能量的 SuSy路径转变，能够部分补偿 CO2加富所引起的能量的相对下降。

关键词：番茄；CO2加富；呼吸作用
中图分类号：S 641.2 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2011）S-2561-01