全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(4)：457～459
Aeta Hortieultume Sinica
柑橘果实糖积累与蔗糖代谢酶活性的研究
刘永忠 李道高2
( 华中农业大学园艺林学学院，武汉 43(~Y／0； 西南农业大学园艺系 ，重庆 400716)
摘 要：研究了脐橙、柠檬果实发育过程中汁胞和果皮 内糖含量与糖代谢酶活性的变化。结果表明：
不同柑橘品种、不同部位糖积累和相关酶活性变化不同。柑橘汁胞和果皮中还原糖含量均高于蔗糖含量。
随着脐橙汁胞中糖分的积累，酸性转化酶 (SAd)活性持续下降，至采收时几乎为零 ，说明 SAd 的下降与脐
橙汁胞糖分积累有很大关系。柠檬汁胞中的中性转化酶 (NI)活性随着果实成熟而下降，在成熟时保持极
低水平 ，而此时 SAd 活性则较高，是其它酶活性的 6倍 以上，表明柠檬汁胞中糖分的利用在果实成熟前与
NI活性有极大的关系，在成熟期则与高 SAd 活性有关。脐橙和柠檬汁胞 间糖组分的明显差异和相关酶的变
化动态表明蔗糖合成酶 (SS)和转化酶在柑橘汁胞糖代谢中可能起到重要作用。
关键词 ：柑橘；果实 ；糖 ；蔗糖代谢酶
中图分类号：S 666 文献标识码-A 文章编号 ：0513—353X (2003)04-0457—03
1 目的、材料与方法
以脐橙和柠檬两个品种作为试材，分别测定了果实发育过程中果皮和汁胞的糖组分含量和相关酶
的活性 ，探讨相关蔗糖代谢酶在糖分变化中的作用。试材取 自重庆市中国农业科学院柑桔研究所，分
别为 12年生纽荷尔脐橙／枳 (Citrus sinensis Osb．／Poncirus trifoliate Raf．)和20年生尤力克柠檬／枳 (c．
1imon Burm．f．／P．trifoliate Raf．)。在果实膨大期和成熟期 (6～11月)随机采取 3棵树上外围 8个正
常果实，迅速放人冰桶中带回实验室，然后解离出果皮与汁胞 ，分别对可溶性糖【】j和相关蔗糖代谢酶
活性进行测定【2l3j。所有数据以平行两次测定 A64o之差的绝对值 <0．1为有效。
2 结果与分析
2．1 糖分 的变化
从图 1可以看出，脐橙果实果皮和汁胞的各种糖分在 7月底以后逐步增加，其中尤以葡萄糖和蔗
糖的含量增加显著 ，至成熟时期 (9月中旬以后)以葡萄糖含量占优，这与前人的结论【】l4j有些差异。
果皮中蔗糖和葡萄糖、汁胞中蔗糖和果糖含量在采收前有一个下降过程。柠檬果皮中的葡萄糖含量在
9月以后增加较明显，蔗糖含量增加平缓 ，果糖则基本上没有积累；而汁胞中的葡萄糖含量高于蔗
糖 ，二者都随着果实成熟而下降，其中在 9月以前下降显著 ，以后则维持在比较低的水平 (1O TIl异·
g FM左右)。脐橙果皮和汁胞中两部分对应糖分含量差异不明显。柠檬汁胞中蔗糖和葡萄糖则随着
果实发育与果皮中的表现出完全相反的变化趋势。脐橙和柠檬两品种相比，汁胞中的糖分变化趋势相
反，糖含量差异明显 ，而果皮中只有果糖表现出明显差异。
2．2 相关酶活性的变化
脐橙果皮和汁胞在 6月底酸性转化酶 (sAI)活性都 比较高，随着果实的发育，果皮中 SAI和蔗
糖磷酸合成酶 (SiX3)活性表现出起伏不定的变化，蔗糖合成酶 (SS)和中性转化酶 (NI)活性变化
比较平缓，成熟采收时，除 NI活性较高外，SM、SS和 SiX3的活性都 比较低 (1．130以下)；汁胞中
SAI的活性水平基本上是随着果实的发育而下降，至采收时几乎为 0，其它 3种酶的活性变化幅度较
收稿日期：2002—08—28；修回日期：2002—11—28
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大，至成熟采收时则保持较高活性 ，其中 ss的活性达到 5．00以上。柠檬果皮和汁胞在 7月底时 SAI
和 NI活性较高。随着果实的发育，果皮中 SAI活性迅速下降，在成熟采收时又迅速上升 ，但活性略
低于 7月底 ；其它 3种酶活性有一定的起伏变化 ，但在采收时活性都较低。柠檬汁胞中只有 NI随着
果实发育而活性下降，在成熟采收时，SAI则表现出较高的酶活性 ，NI、Ss和 SPS活性较低。
图 I 柑橘果实 中糖 含量的变化
． I am of sugar eontents during the development of dtres lildts
通过对同一品种不同部位各种酶活性进行独立样本平均值 t检测发现 ，脐橙果皮和汁胞中的 SPS
活性差异明显 ，Ss活性差异接近显著水平；柠檬汁胞和果皮中各酶活性平均数差异均未达到显著水
平。比较脐橙和柠檬对应部位各酶活性差异可以发现，在成熟采收时，脐橙果皮中 NI活性最高，而
柠檬果皮中是 SAI活性最高，且比脐橙果皮中高约 3个酶活力单位；汁胞中，脐橙中 SAI活性极低 ，
Ss活性最高，柠檬则是 SAI活性最高，其它 3种酶活性较低 (图 2)。
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图2 柑橘果实中相关酶活性的变化
． 2 am of enzyme actlvilies durhlg the develolxnent ofdtres l~uits
Lowel等【 j认为 SPS和 NI在柑橘果实汁胞中表现最为活跃。Hubbard等 j认为蔗糖 的积累需要
SAI活性的下降为前提，但是认为 SAI活性下降是果实成熟的正常功能，而不是决定蔗糖积累的主
因。Zhu等 j认为存在一个 SAI活性阈值，当 SAI活性超过阈值时，蔗糖就不会积累。Ohyama等 j、
Klann等 j用酸性转化酶 (SAI)的 eDNA分别转入马铃薯和番茄植株中，发现反义基因有效抑制了成
熟植株中 SAI的活性 ，蔗糖显著积累，己糖减少。本研究表明，随着脐橙汁胞中糖分的积累，SAI活
性持续下降，至采收时达最低值 (几乎为 0)，而 SPS、NI和 ss活性表现起伏变化，至采收时 Ss保持
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4期 刘永忠等：柑橘果实糖积累与蔗糖代谢酶活性的研究 459
了较高的活性，说明脐橙汁胞中糖组分的积累与 SAI活性的下降有很大的关系，SS、SPS和 NI对脐橙
汁胞中糖组分的调节作用也不可忽视 。本试验发现，随着柠檬果实成熟 ，NI活性下降，成熟时
SAI活性则较高，是其它酶的6倍以上，说明果实成熟前柠檬汁胞中糖分的利用与 NI活性极大关系，
在成熟期则与高 SAI活性 、低 SPS和 SS活性有关。另外，脐橙和柠檬汁胞中糖组分差异明显，比较
对应部位各相关酶的活性变化动态，说明 ss和转化酶 (SM、NI)在柑橘果实汁胞糖代谢中起到重要
作用。
本研究发现：脐橙果皮 SPS和 SS活性维持在较低水平上，而 SAI和 NI活性大小交替变化，起着
交替降解蔗糖的作用。柠檬果皮中 NI和 SAI活性类似，SS活性则在多数时期保持较高水平。
参考文献：
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Sugar Accumulation and Changes of Sucrose-metabolizing Enzyme Activities in
Citrus Fruit
Liu Yongzhong and Li Daogao2
( Colege of Horticulture and Forestry，Huazhong A University， Wuhan 430070， Ch／na； Horticultural DE ，
Southwest A#ricultural University，C~ngqing 400716，Ch／na)
Abstract：Sugar contents and activities of sugar-metabolizing enzymes in the peel and juice sacs were analy~
during the fruit development of Newhal orange(Citrus sinensis Osb．)and Eureka lemon (C．1imon Bunn．f．)．
The results showed that，1)changes of the sugar contents and activities of sugar-metabolizing engynlL~ were
diferent in citrus cuhivars and in diferent fruit parts；2)the reduction sugar content was higher than the sucrof~
content in both peel and juice sacs of om ge or lemon，as was diferent from other’s study；3)the continuous
decrease of the soluble acid invertase(SAI)activty during sugar accumulation of orange juice sacs，close to zero
at the fruit—harvesting time，implicated that the decline of SAI activity was likely related to sugar accumulation；
and 4)the phenomena that the activty of the alk~ine inverse(NI)in lemon juice sacs decreased continuous~
with fruit ripeness and kept the lowest level at the fruit—harvesting time while as the activity of SM reached a higher
level，up to 6 times of that of the other enzymes，indicated that the consumption of sugars in lemon juice sacs was
related to NI activities during the fruit developmental stages and to SM at fruit maturing period．Sucrose synthase
(SS)and invertase might play a role in sucrose metabolism in citrus fruit juice sacs considering the signifcant
diference of sugar contents between in orange and lemon juice sacs as wel as the changes of their related sucrose—
metabolizing enzymes ．
Key words：Citrus； Fruit；Sugar；Sucrose—metabolizing enzyme
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