全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2003 , 30 (1) : 74～76
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2001 - 12 - 06 ; 修回日期 : 2002 - 04 - 04
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (39870487 , 39700100 , 39730340)3 并列第一作者。3 3 通讯作者。
苹果幼果果糖和葡萄糖对淀粉酶活性的负调节
段长青　王永章 3 　潘秋红　张凌云　张大鹏 3 3
(中国农业大学果树分子发育实验室 , 植物生理生化国家重点开放实验室 , 北京 100094)
摘 　要 : 用红富士苹果进行的研究表明 , 环剥处理使幼果内蔗糖、果糖和葡萄糖含量降低 , 淀粉酶活
性升高。当果实内淀粉含量不足对照的 1/ 3 时 , 淀粉酶活性与对照持平或降至对照之下。以外源糖温育果
实圆片试验表明 , 果糖和葡萄糖诱导了淀粉酶活性的下降。综合认为果实内果糖和葡萄糖含量的变化可能
是调节淀粉酶活性的信号。
关键词 : 苹果 ; 果实 ; 淀粉酶 ; 糖信号
中图分类号 : S 661. 1 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2003) 0120074203
1 　目的、材料与方法
果实中淀粉的合成和分解与果实的产量和品质密切相关〔1〕。本研究表明 , 苹果果实生长过程中的
淀粉酶活性受到果糖和葡萄糖的负调节。选 10 年生红富士苹果 ( Malus domestica Borkh cv. Red Fuji)
为试材 , 花后 60 d 对果台副梢实施环剥处理。处理后每隔 3 d 采样 , 进行外源糖温育试验〔2〕; 测定果
实的淀粉含量、糖含量和淀粉酶活性。
2 　结果与分析
2. 1 　环剥后红富士苹果果实生长、淀粉含量、淀粉酶活性和 3 种可溶性糖含量的变化
环剥 3 d 内的测定结果 (图 1) 显示 , 环剥 10 h 后果实内蔗糖、果糖和葡萄糖的含量显著下降 ,
在经历低谷之后 , 于环剥后约 60 h 又恢复到与对照基本相等的水平。在此期间 , 淀粉酶活性显著升
高到一个稳定的水平上。环剥 3 d 后的测定结果 (图 2) 显示 , 环剥使果实的生长基本停滞 , 但是果
实内蔗糖的含量基本保持平稳 , 2 周后才显著低于对照 , 果糖和葡萄糖含量在环剥 3 d 后与对照无显
著差别。环剥后果实内淀粉含量大幅度下降 , 淀粉酶活性在 3 d 时比对照高出 3 倍多 , 随后缓慢降
低 , 2 周后当淀粉含量不足对照的 1/ 3 时 , 淀粉酶活性与对照持平或降至对照之下。
2. 2 　外源糖温育果实圆片对淀粉酶活性的影响
在果实己糖生理浓度范围内温育果实圆片 , 结果显示 , 50～200 mmol ·L - 1 的果糖和 150～
200 mmol·L - 1的葡萄糖显著地诱导了淀粉酶活性的下降 , 果糖的诱导效应大于葡萄糖 ; 并且诱导效应
随己糖浓度的上升而增大 (图 3) 。然而用蔗糖在 50～200 mmol·L - 1浓度范围温育 , 没有显著影响淀
粉酶的活性 (图 3) 。用 200 mmol·L - 1的己糖温育果实圆片 , 6 h 以后才出现显著的诱导淀粉酶活性下
降效应 , 此后诱导效应随着时间的延长而增大 (图 4) 。
本研究表明 , 环剥使果实中可溶性糖含量下降 , 淀粉酶活性升高。这种现象暗示了果实中可溶性
糖含量与淀粉酶活性的相关性。用外源糖温育果实圆片的试验为这种推论提供了支持的证据。可以认
为 , 果实生长过程中生理浓度的果糖和葡萄糖是淀粉酶的抑制因子。果糖和葡萄糖含量下降这种类似
于“饥饿”的信号 , 导致了果实贮存淀粉的水解 , 以补充生长发育消耗所需的可溶性糖。己糖信号调
控淀粉酶活性的分子和细胞学机理是值得进一步深入探讨的问题。
图 1 　环剥处理后 60 h 内红富士苹果淀粉酶活性
和 3 种可溶性糖含量的变化
每个数据均为 5 次重复的平均值±SD。
Fig. 1 　Changes of amylase activity and the contents of
three kinds of soluble sugar in‘Red Fuji’apple
during a period of 60 h after girdling
Values represent the means ±SD of five determinations.
图 2 　环剥处理后红富士苹果果实生长、淀粉含量、
淀粉酶活性和 3 种可溶性糖含量的变化
每个数据均为 5 次重复的平均值±SD。
Fig. 2 　Changes of fruit growth , starch content , amylase
activity , and the contents of three kinds of soluble sugar
in‘Red Fuji’apple after girdling
Values represent the means ±SD of five replications.
图 3 　不同浓度外源糖温育红富士苹果果实圆片 16 h 后
对淀粉酶活性的影响
每个数据均为 5 次重复的平均值±SD。
Fig. 3 　Effects of the incubation of the fruit discs in the medium
containing different concentrations of exogenous sugars
on amylase activity of Red Fuji apple
Values represent the means ±SD of five replications.
图 4 　外源葡萄糖和果糖温育红富士苹果果实圆片
不同时间后对淀粉酶活性的影响
每个数据均为 5 次重复的平均值±SD。
Fig. 4 　Changes in amylase activity in fruit discs of Red Fuji
apple during the incubation with exogenous glucose or fructose
Values represent the means ±SD of five replications.
571 期 　　　　　　　　　　　段长青等 : 苹果幼果果糖和葡萄糖对淀粉酶活性的负调节 　　　　　　　　　　　
参考文献 :
1 　Fan X, Matthesis J P , Patterson M E. Changes in amylase and total starch content in‘Fuji’apple during maturation. HortSci. , 1995 , 30 : 104～105
2 　王永章 , 张大鹏. 果糖和葡萄糖参与诱导苹果果实酸性转化酶翻译后的抑制性调节. 中国科学 (C辑) , 2002 , 32 (1) : 30～39
Negative Regulation of Amylase Activity by Fructose and Glucose in Growing
Apple Fruits
Duan Changqing , Wang Yongzhang , Pan Qiuhong , Zhang Lingyun , and Zhang Dapeng
(Laboratory of Molecular Developmental Biology of fruit Trees , National Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry , China
Agricultural University , Beijing 100094 , China)
Abstract : The experiment conducted with Red Fuji apple ( Malus domistica Borkh) showed that the girdling
resulted in a decrease of sucrose , fructose and glucose contents and induced an amylase activation. The amylase
activity began to decline on 3rd day of treatment from the high level and deceased to the control level when starch
content in the treated fruits was lower than 1/ 3 of the control . Incubation of the fruit discs in the medium containing
the soluble sugars showed that fructose and glucose induced the decrease of amylase activity. It is considered that
the changes in fructose and glucose concentration in the fruits may be a signal regulating the amylase activity.
Key words : Apple ; Fruit ; Amylase ; Sugar signal
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