全 文 ：广 西 植 物 G u ih ai a0 1 (3) :2 2 5一2 2 3 . 1, 。 0
甘蔗组织中游离摄甚酸组分和含量研究 ,
李 杨 瑞
( 广 西农学院 , 南宁 )
摘要 在甘蔗幼苗中 , 各个器官的丙氨酸含量都比较高 , 但在完全展开叶的叶片和叶鞘 中 丝
氨酸含量更高 ; 游离氨基酸总量的分布为完全展开卜卜叶片 》 完全 展开叶叶鞘 , 苗 根 > 心叶 、 幼
茎 , 在伸长盛期和工艺成熟前期 9个甘蔗基因型 + 1叶均以丙氨酸占 优势 。 不同 基因型的各种游
离氨基酸含量都有明显的差异。 在工艺成熟前期 , 早熟基因型的游离氨基酸 总 量 比较低 。 伸长盛
期与工艺成熟前期游离氨基酸总量之比值也与不同基因型的熟性 密 切 相关 , 中晚熟品种的明显较
低 . 早熟品种的较高 , 三个细茎早熟原种材料的更高 。
关键词 甘蔗 ; 游离氨基酸 ; 器官分布 ; 基因型差异
前 言
在植物不 同的生育阶段中体内游离氨基酸的组分及含量均有变化 浮 一 “ 一 { , 与蛋 白 质的代
谢密切相关 仁” 〕 。 但迄今关于甘蔗 (S ac hc ar u m s p p . ) 体内游离氨基酸组分研究的报道很少 [ ` 〕 ,
未见有关于游离氨基酸组分及其含量在甘蔗不 同器官 、 不 同基因型间的差异的研究报道 。 本
文报道我们在这两个方面进行研究所获得的初步结果 。
材 料 与 方 法
一 、 甘蔗幼苗不同器官的样品 选取未移栽的 一片蔗幼苗 30 株 ( l拮种为福 弓}7 9 / 8 ) , 细心
挖起洗净 , 分成完全展开叶叶片 、 完全展开叶叶鞘 、 心叶 、 幼茎 和 苗 根 5 个部分 , 置于烘箱
中 , 先在 10 5 ℃热杀 30 分钟 , 然后恒定在 80 ℃烘干 , 再用植物样品粉碎机 (筛板孔径为 1 , n 。 )
粉碎备用 。
二 、 不同基因型甘蔗的叶片样品 选用 9 个 一甘旅墓因型 , 其 中 包 括 3 个旱熟品种闽糖
7 0 / 6 2 1
、
N C o 3 i o和福引 79 / s , 2 个中晚熟品种 F i 3 4和 p O J 2 8 7 8 , 4 个原种材料 , 即黑车里
本 ( B l a e k o h e r i b o n , 5 . o f f i 。 i n 。 r “ 。 ) 、 春尼 ( C h u n n e 。 , 习. s i n e o s e ) 、 松溪竹蔗 ( S ·
“ 伽 e ” eS ) 和晋江割手密 (.5 S P 。川 a ne 。 。 ) , 把种苗砍成单芽苗 , 用塑料 薄 膜授盖育苗 , 3 一
4 片真 n一十时移栽 。 本田采用随机区 组设计 , 三次重复 。 田间管理与 一般生产 田相同 。 干伸长
盛期 ( 8 月 12 日 ) 和工艺成熟前期 ( n 月 19 日 ) 在每小区选取 3 株 ( 晋江割手密叶片太小 ,
取 12 株 ) 有代表性的蔗株 , 剪取 + 1叶 40 一 I OO c m 区段 , 按 获 因型混合 , 去中脉后按土述方
法烘干 , 粉碎备用 。
三 、 游离氮基酸的提取和测定 按 吕芝香的方法 仁z 」 , 用 75 %酒精浸 提 2 次 , 每次在 80 ℃
水浴中提取半小时 , 提取过程平行进行 2 次 。 游离氨推酸的组分及其含量 用 卜1 立 83 5一 50 型
氨基酸 自动分析 仪测定 。
· 国家自然科学基金资助项 目
3 期 李杨瑞 :甘蔗组织中游离氨基酸组分和含量研究一结果与讨论一 、 甘蔗幼苗不同器官中游离奴基酸组分及其含t的差异从表 1 可以 看出 , 我们从甘蔗 ( 福引7 9 / 8 ) 幼苗的完全展开叶叶鞘中检出了 16种游离氨基酸的含量 , 苗根中检出了 15 种 , 完全展开叶叶片 中14 种 , 心叶和幼茎中各 13 种 。 其中苏氨酸 、 丝氨酸 、 脯氨酸 、 甘氨酸 、 丙氨酸 、 胧氨酸 、 领氨酸 、 异亮氨酸 、 酪氨酸和苯丙氨酸等10种在完全展开叶叶片 中含量最高 , 氨含量也是在完全展开叶叶片一中最高 ; 蛋氨酸
仅在叶鞘 中检出 很 低 的 含
量 。 心叶和幼茎 中各种游离 苦 甘蔗品种为福弓17 9 / 8 , 1 9 8 6年 5 月 5 日取样。
氨基酸含量相对较低 。 在五个器官中均检测不出色氨酸和组氨酸 , 说明其 含量很低 。
在所检出的 16 种氨基酸中 , 各个器官中含量均较高的有苏氨酸 、 丝氨酸 、 丙氨酸 、 领氨
酸 、 异亮氨酸 、 酪氨酸 、 苯丙氨酸等 , 它们属于优势氨基酸 。 在完全展开叶叶片和叶鞘 中以
丝氨酸含量最高 , 丙氨酸 、 异亮氨酸和苏氨酸含量也相当高 ; 在苗根 、 幼茎和心叶中以丙氨酸
含量占绝对优势 。 其他研究者报道的游离氨基酸组分及其含量因植物 、 器官 、 株龄 、 生长状
况和生长条件等而异 , 但都报道存在较高的丙氨酸含量 t Z一 “ 〕 。 嘱
甘蔗幼苗不 同器宫 中的游离氨基酸总量以完全展开叶叶片大大高于其它器官 , 在地上部
分的器官 中形成这样一个很明显的浓度陡度 : 完全展开叶叶片 > > 完全展开叶叶鞘 > 心件卜、
幼茎 。 苗根的和完全展开叶叶鞘的无明显差异 ( 图 1 ) 。
综上所述 , 我们认为 , 甘蔗的成长叶片 ( 完全展开叶叶片 ) 可能是合成氨基酸的主要场
所 , `仑可能为其它器官的生长发育提供合成蛋白质等所必需的游离氨基酸原料 。
二 、 不同生长期中不同基因型 十 1叶游离奴基酸组分及其含 t 的差异 .
在伸长盛期和工艺成熟前期测定的 9个甘蔗基因型 + 1叶的游离氨基酸组分及其含量的数
据分别列于表 2 和表 3 。 这两个时期在甘蔗 + 1叶中可以检出 16 一 18 种游离氨基酸 , 其 中 , 丙
氨酸含量最高 , 对游离氨基酸总量的高低起着举足轻重的作用 ; 其它含量较高的氨基酸有苏
氨酸 、 领氨酸 、 异亮氨酸 、 亮氨酸 、 苯丙氨酸 、 赖氨酸和精氨酸 , 其 中属于丙氨酸和丝氨酸
族的有丙氨酸 、 领氨酸和亮氨酸 , 属于组氨酸和芳香族氨基酸的有苯丙氨酸 , 属于谷氨酸族
约有精氨酸 , 属于天冬氨酸族的有苏氨酸 、 异亮氨酸和赖氨酸 。 可见 , 从各种氨基酸的绝对含
3 20 J` 西 植 物 10卷
表 2伸长盛期甘旅 O个基因型 + 1叶的游离氮签酸组分及其含 t(卜 mol /g DW )
氨基酸种类
基 因 型
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量看 , 优势氨基酸的组分虽与幼苗叶片中的有差异 , 但仍以丙氨 酸 和 丝 氨酸族氨基酸占优
势 。
不 同生长期和不 同基因型的游 离氨基酸组分及其含量也具有明显的差异 , 如在伸长盛期
只在松溪竹蔗和晋江割手密中检出脯氨酸含量 ; 而在工艺成熟 前 期 可 在闽糖 7 0 / 61 1 、 N C 。
3 1 0
、
F 1 3 4
、
P O J 2 8 7 8和黑车里本中检出 , 在其它 4 个基因型 中则检测不到 脯氨酸含量 。
不同生长期中不 同基因型甘蔗 + 1 叶的游离氨基酸总量也表现 出明显 的 差异 ( 表 4 ) 。
1F
3 4十 1叶游离氨基酸总量在伸长盛期和工艺成熟前期相差不大 , 另一个中晚熟品种 P O J 2 8 7 8
的在 两个时期中差异也较小 , 其余基因型的则以伸长盛期大大高于工艺成 熟前期 。 在伸长盛
期以松溪竹蔗的最高 , F 1 34 的最低 , 4 个原种材料 的 以 松溪竹蔗 > 黑车里本> 春尼 > 晋江
割手密 ; 5 个杂交品种的以福 引 7 9 / 8> N C o 31 0> P O J 2 8 7 8 、 闽搪 7 0 / 6 1 1> F 1 3 4。 在 工艺成
熟前期 以 P O J 2 8 7 8的最高 , 晋江割手密的最低 ; 4 个原种材料的以黑车里本 > 松溪竹蔗 >>春
尼 > 晋江割手密 ; 5 个杂交品种的以 P O J 2 8 7 8> F 1 34 > N C o 3 10 > 闽糖 7 0 / 6 1 1> 福 引7盯 8 ;
可见 中晚熟基因型的含量较高 , 早熟基因型的含量较低 。
】 把各基 因型在伸长盛期和工艺成熟前期的游离氨基酸总量相除便 得 到 相 应的比值 ( 表
4 )
。 其 中 , 3 个细茎早熟原种材料春尼 、 晋江割手密 和 松 溪 竹蔗的比值很高 , 在 3 . 63 一
3
.
8 之间 , 原种中相对较晚熟的黑车里本的比值明显较低 。 在 5 个杂交品种中比值的大小为
福 引 7叮 8> 闽糖 7 0 / 6 n > N c o 3 10 > P o J 2 8 7 8> F 1 3 4。 显然 , 伸长盛期`和工艺成熟前期游离
3期 李杨瑞 :甘蔗组织中游离氨基酸组分和含量研究 23 1
表 S工艺成熟前期甘蔗 9 个基因型十 1叶的游离氮基酸组分及其含量 `“ nol /g DW )
{ 基 因 型基 型
江密氨基酸种类 闽
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口Q望ùo曰?蕊一喇唾裔褂潇泥瀚表 4 甘蔗 9 个基因型 + 1叶的游离氨基酸总量
游离氨基酸总量
基 因 型 、 卜 五五 l u l “ 月 ” 夕 {( 协m o / g D W
伸长盛期和工艺成熟前
伸长盛期 工艺成熟前 期
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F 13 4
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图 1 甘蔗幼苗不同器官的游离氨基酸总量比较
甘蔗品种 , 福引79 / 8
取样日明 , 1 9 8 6年 5 月 “ 日
氨基酸总量之比值较高的甘蔗基因型较为早熟 , 这 可能与早熟甘蔗品种在生长前中期早生快
发 、 氮代谢旺盛 , 而生长后期蔗株生活力衰退较早 , 氮代谢明显减弱 ,从而抑制生长 , 促进
23 2广 西 植 物 1 0卷
蔗茎糖分积累较早的特性有关 。 因此 , 本研究的这一结果对于进一步阐明甘蔗生长与蔗糖分
积累的关系具有一定的参考价值 , 也可供甘蔗早熟高糖品种的选育工作作为参考依据 。
参 考 文 献
( 卫 ) 韦一能 1986 : 甘蔗叶培养愈伤组织和胚性细胞团中游离氨基酸的 初 步 分 析 。 植 物生理学通讯 .
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P l a n t P h y s i o l
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4 : 4 2 4一叹3 2 .
S T UD !E S ON F R E E AM IN O AC ID C OM P O N EN T S
CO N T E N T S IN SUG AR C AN E ( S a e c h a r u m s P p
.
)
AN D T H E IR
T IS S U E S
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a n g r ilt
( G u a n g x i A g r j e u l t u r a l C o l l e g e
,
N a n n i n g )
A bs t r a e t A l a n i n e e o n t e n t s w e r e f o u n d t o b e h i g h i n v a r i o u s t i s s u c s o f s u g a r
-
e a n e y o u n g P l a n t s
,
b u t s e r i n e e o n t e n t s w e r e e v e n h z g h e r i n t h e f u l l
一 d e v e l o p e d
l e a f b l a d e a n d f u l l
一 d e v e l o P e d l e a f s h e a t h
.
T h e d i s t r i b u t i o n o 王 t o t a l 王r e e a m i n o a e i d
e o n t e n t s i n t h e o r g a n s s h o w n a s t h o s e i n f u ll 一 d e v e l o P e d l e a f b l a d e > f
u l l d e v e lo P e d
l e a f s h e a t h
,
r o o t > l e a f s p i n d l e > y o u n g s t a l k
.
T h e e o n t e n t s o f e i g h t e e n f r e e a m i n
o
a e id e o m P
o n e n t s i n + 2 le a f o f n i n e g e n o t y P e s w e r e a l s o d e t e r m i n e d a t a b u n d a n t
e l o n g a t i n g s t a g e a n d e a r l y t e e h n i e a l m a t u r i n g s t a g e
.
A l a n i n e p r e v a i le d o v e r t h e
o t h e r s a t t h e t w o s t a g e s
, b u t a l l o f t h e 犯 w e r e d i f f e r e n t a m o n g n i n e g e n o t y p e s .
T h e t o t a l f r e e a m i n
o a e i d e o n t e n t s i n t h e e a r l y 一 m a t u r i n g g e n o t y P e s w e r e m u e h
l o w e r a t e a r l y t e e h n i e a l m a t u r i n g s t a g e t h a n a t a b u n d a n t e l o n g a t i n g s t a g e
.
T h e
r a t i o s o f t o t a l f r e e a m i
n o a e i d e o n t e n t a t a b u n d a n t e l o n g a t i n g s t a g e a n d e a r l y
t e c h n i e a l m a t u r i n g s t a g e w e r e e l o s e l y r e l a t e d t o t h e m
a t u r i t y o f d i f f e r e n t g e n o -
t y Pe s
,
t h o s e o f t h e m i d d le
一 l a t e v a r i e t ie s w e r e m a r k e d l y l o w e r t h a n t h o s e o f t h e
e a r l y一 m a t u r i n g v a r i e t i e s
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w h i e h w e r e m
u e h l o w e r t h a n t h o s e o f t h r e e s m
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a t u r i n g o r i g i n a l s p e e i e s g e n o t y p e s
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K e y w o r d s s u g a r e a n e ; S a e e h a r。 勿 s P P . ; f r e e a m i n o a e i d : o r g a n i e d i s t r i b u t i o n ;
d i f f e r e n e e s a m o n g g e n o t y P e s