全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2004 , 31 (6) : 719～722
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 04 - 19 ; 修回日期 : 2004 - 10 - 08
基金项目 : 四川省农业厅重点资助项目 (2001 - 2005)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail : zhangguanglun @sohu1com)
脐橙在不同生境下果实蔗糖代谢相关酶的研究
龚荣高1 　张光伦1 3 　吕秀兰1 　曾秀丽1 　罗　楠2 　胡　强2
(1 四川农业大学园艺系 , 雅安 625014 ; 2四川省农业厅 , 成都 610000)
摘 　要 : 研究了四川 3 个生态型区 5 个代表性果园中的脐橙果实蔗糖合成酶 (SS) 和蔗糖磷酸合成酶
(SPS) 的活性变化及其与果实糖积累的关系。结果表明 : SPS 是影响果实膨大期糖积累的重要酶 , 而成熟
期的关键酶则是 SS合成方向 ; 在不同生境下 , 果实内 SPS和 SS分解方向活性差异不明显 , 而 SS合成方向
活性的差异则达到极显著水平 , 说明虽然 SS分解方向和合成方向都通过调节果实库强而影响糖的运输和积
累 , 但 SS合成方向才是引起不同生境下脐橙果实含糖量差异的关键酶。
关键词 : 柑橘 ; 脐橙 ; 生境 ; 糖积累 ; 蔗糖合成酶 ; 蔗糖磷酸合成酶
中图分类号 : S 666 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2004) 0620719204
Studies on the Sucrose2metabolizing Enzymes in Navel Orange Fruit from Dif2
ferent Habitats
Gong Ronggao1 , Zhang Guanglun1 3 , LüXiulan1 , Zeng Xiuli1 , Luo Nan2 , and Hu Qiang2
(1 Department of Horticulture , Sichuan Agricultural University , Yapian 625014 , China ; 2 Agricultural Department of Sichuan Province ,
Chengdu 610000 , China)
Abstract: ‘Robertson Navel’orange fruits from five representative areas of three ecotypes in Sichuan
province were used to study soluble sugar accumulation and their related enzymes during the fruit development , es2
pecially the changes in activities of sucrose phosphate synthase (SPS) and sucrose synthase (SS) . The results
showed that SPS played an important role in sugar accumulation in fruit during the fruit inflating stage , while SS in
the synthetic direction was the key enzyme during the fruit ripening stage. The activities of SPS and SS in the cleav2
age direction in fruit were similar between different habitats , whereas SS activity in the synthetic direction changed
significantly in the different habitats. It was suggested that although SS in the cleavage and synthetic direction regu2
lated the sugar transport and accumulation though fruit sink strength , SS in the synthetic direction was the dominant
enzyme which led sugar different accumulation in different habitats.
Key words : Citrus ; Navel orange fruit ; Habitat ; Sugar accumulation ; Sucrose synthase ( SS) ; Sucrose
phosphate synthase (SPS)
在不同生境下脐橙果实可溶性糖含量存在明显的差异 , 其生态生理机制尚有待研究。蔗糖代谢是
果实糖积累的重要环节 , 蔗糖代谢相关酶的研究则是探讨果实糖分积累的重要内容。转化酶、蔗糖合
成酶 (SS) 和蔗糖磷酸合成酶 (SPS) 被认为是许多果实蔗糖代谢的关键酶〔1～5〕。由于转化酶在甜橙
等果实发育早期就基本消失〔6 ,7〕, SS 和 SPS 成为影响甜橙果实糖积累的主要酶。目前 , 尚未见有关在
不同生境下对脐橙果实糖代谢相关酶变化动态的研究报道。本文报道不同生境下 SS 的合成和分解及
SPS活性在果实发育过程中的变化动态 , 探讨脐橙果实蔗糖代谢相关酶中引起不同生境下果实含糖量
差异的主要酶 , 为进一步研究和调控脐橙果实糖积累提供理论依据。
1 　材料与方法
分别选取四川省脐橙果实品质和生态条件差异较大的 3 大类生态代表型区的 5 个有代表性的果
园 : A. 南亚热带金沙江、雅砻江干热河谷生态型区的攀枝花市盐边县红格镇和安宁镇 ; B. 中亚热带
季风气候区的长江中上游宜宾市江安县 ; C. 中北亚热带湿热少日照生态型区的雅安四川农业大学园
艺站和名山县。这 5 个代表性果园的主要生态因子见表 1。
表 1 　代表型区的主要生态因子
Table 1 　Main eco2factors of the representative eco2type areas ( 2002)
代表型区
Representative
eco2type areas 年平均气温Annual T( ℃) 年降水量Annualrainfall (mm) 年日照数Annual lighthours(h) ≥10 ℃积温AnnualaccumulatedT( ℃) 年空气相对湿度Annual relativehumidity( %) 海拔高度Altitude(m) 植被类型Vegetation
雅安 Yapian 1615 143916 103916 5026 80 610 常绿阔叶林Lauriliguosa
名山 Mingshan 1619 124511 1040 5381 8115 639 常绿阔叶林Lauriliguosa
江安 Jiangpian 1818 96815 1386 614318 83 412 常绿阔叶林Lauriliguosa
红格 Hongge 1911 74318 235813 6932 68 1476 稀树灌丛草原 Savanna2like vegetation
安宁 Anning 1914 75714 236115 7069 71 1097 稀树灌丛草原 Savanna2like vegetation
分别在这 5 个代表园中选取 10 年生、树势健壮、常规栽培管理并相对一致的红橘砧‘罗伯逊脐
橙’ ( Citrus sinensis Osb1) 5 株 , 从花后 60 d 开始 , 每 15 d 取样果 1 次 , 每次按树冠外围中部的东、
南、西、北和顶部随机采取中等大小果实每株 5 个 , 置于 - 20 ℃冷冻保存备用。
果实糖分的提取方法参照文献 〔8〕。糖分的测定用蒽酮硫酸法 , 其中每个反应体系中包括取样液
0125 mL , 蒸馏水 0175 mL , 0114 %的蒽酮硫酸溶液 3 mL。
酶的提取在 0～4 ℃条件下进行。以果实中心柱为对称轴 , 将每样果剖分为 4 份 , 取对称的两份 ,
并在这两份的可食部分取样 , 称取混合样 1～2 g 于研钵中。SPS 和 SS 的提取参照 Kubo 等〔9〕和赵智中
等〔3〕的方法 , 其中酶液脱盐方法改为用 80 %饱和度的 (NH4) 2SO4 沉淀酶蛋白 , 并用 10 mmol·L - 1 Hep2
es2NaOH脱盐缓冲液 (含 MgCl2 0125 mmol·L - 1 , EDTA 1 mmol·L - 1 , EGTA 1 mmol·L - 1 , β- 巯基乙醇
0101 % , BSA 0105 %和甘油 012 % , pH 715) 将其溶解 , 装入透析袋 , 在脱盐缓冲液中透析 16 h , 脱盐
后的酶提取液用于酶活性分析测定。
SS 的合成和分解方向及 SPS 的活性测定参照Lowell 等〔5〕及赵智中等〔3〕的方法。
2 　结果与分析
211 　名山‘罗伯逊脐橙’蔗糖代谢相关酶活性的
变化
从图 1 可见 , 脐橙果实中 SPS 活性在幼果期
很低 , 随着果实的发育 , 活性迅速增加并在花后
150 d 达到高峰 , 之后迅速下降 , 一直到成熟期都
保持在较低水平。SPS 活性在花后 150 d 后快速下
降时 , SS合成方向活性则较快回升。果实内 SS 活
性在整个发育期相对较高 , 说明 SS 在果实发育中
对果实糖代谢起着重要作用。花后 60～150 d SPS
活性与果实可溶性糖含量的相关系数达 0193173 3 ,
而花后 150～195 d SS 合成方向活性与果实可溶
性糖含量的相关系数为 019636 3 3 (表 2) , 表明 图 1 　名山‘罗伯逊脐橙’果实中 SS 和 SPS 活性的变化Fig. 1 　Changes in SS activity and SPS activity during developmentof‘Robertson Navel’orange fruit in Mingshan
027 园 　　艺 　　学 　　报 31 卷
SPS 和 SS 合成方向分别是果实膨大期和果实成熟
期影响果实可溶性糖积累的重要酶。在果实整个
发育期 , SS 合成与分解方向活性变化趋势相似 ,
且 SS 分解方向活性的两次回升 , 分别出现在花后
105 d SPS 活性上升阶段和花后 165 d SS 合成方向
活性上升阶段 , 表明 SS 分解方向在这两阶段参与
果实糖积累。
212 　不同生境下脐橙果实可溶性糖的含量
不同生境下脐橙果实可溶性糖含量差异较大
(表 3) 。果实含糖量由高到低的顺序为红格、江
安、安宁 > 名山 > 雅安。对不同生境下果实含糖
量进行显著性测验结果表明 , 红格和江安之间没
有显著差异 , 并极显著高于名山和雅安 , 安宁极
显著高于名山和雅安 , 名山与雅安之间的差异不
显著 , 表明不同生境条件影响脐橙果实可溶性糖
积累。
213 　不同生境下脐橙果实 SPS 和 SS 的活性
对不同生境下 SPS 和 SS 分解方向活性进行主
效应方差分析 , 结果表明不同生态区之间‘罗伯
逊脐橙’果实中 SPS 和 SS 分解方向活性的差异并
不显著 (图 2 和图 3) , SS 合成方向活性的差异达
极显著水平 (图 4) , 说明不同生境条件影响脐橙
果实中 SS 合成方向活性。将不同生境下果实内
SS 合成方向活性多重比较分析发现 , SS 合成方向
活性在南亚热带 (红格、江安) 和中亚热带 (安
宁) 极显著高于在中北亚热带试验点 (名山、雅
安) , 而雅安与名山之间、红格与安宁之间的差异
不显著。
表 2 　果实可溶性糖含量与 SPS和 SS合成方向酶活力的相关分析
Table 2 　Relational analysis between soluble sugar content
and activity of SPS and SS in the synthetic direction
花后天数
Days after
full bloom(d)
可溶性糖含量
Soluble sugar content
(mg·g - 1FM)
酶活性
Activities(mg·h - 1·mg - 1pro. )
SPS SS合成方向 SS in
synthetic direction
60 2112 213 —
75 2017 614 —
90 3411 816 —
105 4715 1316 —
120 5419 1612 —
135 6317 1618 —
150 8318 1811 2612
165 8912 — 48
180 9014 — 6015
195 9512 — 6715
相关系数
Relational coefficient
019317 3 3
　
019636 3 3
　
　　3 3 表示 1 %显著水平。3 3 Denotes significant difference at 1 %.
表 3 　不同生境下‘罗伯逊脐橙’果实可溶性糖含量
Table 3 　The soluble sugar content of ‘Robertson Navel’
orange fruit from different habitats (mg·mL - 1)
地点
Place
总糖
Total sugar
蔗糖
Sucrose
还原糖
Reducing sugar
红格 Hongge 10819 Aa 5015 Aa 5814 Aa
江安 Jiangpian 10318 Aa 4710 Aab 5618 Aa
安宁 Anning 10210 Aab 4519 Ab 5611 Aa
名山 Mingshan 8413 Bbc 3917 BCc 4416 Bb
雅安 Ya’an 8010 Bc 3615 Cc 4315 Bb
　　注 :采样时间花后 225 d。不同大小字母分别表示 P < 0101 和
P < 0105 显著差异。
Note :Fruits were sampled at 225 days after full bloom ;different capital
and small letters indicate the significant differences between the treatments
at P < 0101 and P < 0105 level ,respectively.
127　6 期 龚荣高等 : 脐橙在不同生境下果实蔗糖代谢相关酶的研究 　
3 　讨论
在缺少转化酶的情况下 , 影响甜橙果实糖积
累的主要酶是 SPS 和 SS〔10〕。本试验发现 , SPS 是
影响脐橙果实膨大期可溶性糖含量的主要酶 , 而
成熟期则主要是 SS 合成方向 , 表明 SPS 和 SS 合
成方向对果实糖积累的作用具有阶段性。SS 分解
方向在果实膨大期和成熟期对果实糖积累的作用
可能主要与调节果实库强有关 , 因为在缺少转化
酶的条件下 , SS 分解方向成为催化蔗糖分解的关
键酶〔10〕, 对调节果实内蔗糖浓度梯度有重要意
义。据此可以认为 , 果实糖积累又是糖代谢相关
酶综合作用的结果。
图 4 　不同生境下‘罗伯逊脐橙’果实中 SS 合成方向活性
Fig. 4 　The SS activity in the synthetic direction of ‘Robertson
Navel’orange fruit from different habitats
　　虽然 SPS 和 SS (分解和合成方向) 是影响甜橙果实糖积累的重要酶〔10〕, 但不同生境下 ,‘罗伯逊
脐橙’果实中 SPS 活性和 SS 分解方向活性差异并不显著 , 表明生境条件对 SPS 活性和 SS 分解方向活
性的影响较小 , 它们不是引起不同生态区果实含糖量差异的主要酶。
不同生境下脐橙果实内 SS 合成方向活性存在极显著差异 , 红格、安宁和江安极显著高于其它两
个生态区 , 从高到低的顺序与果实含糖量差异的顺序相吻合 , 都表现为在南亚热带和中亚热带极显著
高于在中北亚热带。由此 , 本试验结果首次表明 , SS (合成方向) 是引起不同生境下果实含糖量差异
的关键酶。SS (合成方向) 可能主要通过调节果实库强影响糖的运输和积累〔2 ,10 ,11〕, 从而引起不同生
境下脐橙果实糖含量发生变化。至于不同生境下影响 SS 合成方向活性差异的内外因素尚有待进一步
深入研究。
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