豐水、鴨梨果實發(fā)育過程中糖積累特性及其與果實大小關(guān)系研究.pdf

1、糖是梨果實品質(zhì)構(gòu)成的關(guān)鍵指標(biāo)之一。多年來，國內(nèi)外關(guān)于果實糖積累已有不少研究，但梨果實糖積累方面的研究報導(dǎo)不多。我國梨的栽培面積廣，品種極為豐富，不同品種之間生長結(jié)果習(xí)性差異較大，但梨品種之間糖積累差異及調(diào)控方法缺乏系統(tǒng)研究。另一方面，梨樹優(yōu)質(zhì)大果栽培已成為梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切要求，果實大小發(fā)育與糖積累之間關(guān)系如何，尚不明確。
　　 為此，本研究以果形較大、含糖量較高的豐水(Pyruspyrifolia Nakai.cv.‘Hosui

2、’)和果實較小、含糖量較低的鴨梨（Pyrus bretschneideri Rehd.cv.‘Yali’）為材料，研究兩個品種光合產(chǎn)物的運轉(zhuǎn)與分配、果實糖積累特性、糖代謝酶變化及基因表達(dá)差異，并探討不同疏果和冠層結(jié)構(gòu)對果實大小和糖積累的影響，旨在闡明梨果實的糖積累特性，為大果優(yōu)質(zhì)梨生產(chǎn)提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　 1.比較豐水和鴨梨兩品種的光合特性，結(jié)果表明鴨梨葉片的凈光合速率高于豐水;用14CO2示蹤結(jié)果表明，光合產(chǎn)物從

3、葉片運出后先到達(dá)種子和果心，隨后在果實胴部、果實頂部和果實基部果肉中積累，豐水梨的光合產(chǎn)物運轉(zhuǎn)比鴨梨迅速。
　　 2.豐水果實可溶性總糖極顯著高于鴨梨，主要來自蔗糖含量的差異。豐水梨盛花后112 d，蔗糖含量迅速升高，同時伴隨果糖、葡萄糖含量的下降，成熟的豐水梨蔗糖所占的比重高達(dá)43.08％;鴨梨果實發(fā)育期各類可溶性糖平穩(wěn)上升，采前雖有蔗糖少量上升，但蔗糖所占比重小，不到10％。
　　 3.豐水、鴨梨果實單果重與可溶性固

4、形物（糖度）呈極顯著正相關(guān)(r=0.6306**、0.8028**)，與豐水果實的蔗糖呈直線相關(guān)，葡萄糖、果糖、山梨醇和可溶性總糖之間呈曲線相關(guān)（r=0.9896**、0.9689**、0.9575**、0.9955**、0.9852**）;與鴨梨果實蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇和可溶性總糖均呈直線相關(guān)（r=0.9681**，0.9789**，0.9414**，0.9620**，0.9661**），均達(dá)到極顯著水平。豐水梨果實隨著單果重的

5、增加，可溶性糖增加，但300 g左右以后增加緩慢，糖組分中增加的主要是蔗糖，而果糖、葡萄糖略有下降;鴨梨果實也隨著單果重增加而可溶性糖組分均勻增加，兩者線性關(guān)系明顯，沒有出現(xiàn)上限值。
　　 4.研究豐水、鴨梨的大果與小果發(fā)育曲線與糖積累規(guī)律表明，早期的小果在后期膨大差，糖積累水平低，其中豐水梨大果與小果的糖積累差異主要來自蔗糖，前者是后者的3.25倍，證明大果有利于蔗糖積累而小果蔗糖合成少;豐水小果主要積累果糖和葡萄糖，其發(fā)育曲

6、線平緩，積累規(guī)律與鴨梨大果相似;鴨梨大果蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇等組分含量均高于小果。
　　 5.豐水、鴨梨的大果與小果糖積累水平受內(nèi)源激素調(diào)控。豐水梨早期果實ZT、ABA、GA3、IAA含量均高于鴨梨，而且豐水和鴨梨的大果早期內(nèi)源激素含量均高于小果，說明果實發(fā)育早期內(nèi)源激素水平有利于光合產(chǎn)物向果實內(nèi)運轉(zhuǎn)和積累。對豐水小果進(jìn)行GA3+GA4+7處理和大果進(jìn)行PP333多次果面涂抹處理，發(fā)現(xiàn)GA3處理后可使小果的單果重增加41.

7、5％，果實可溶性糖和蔗糖增加21.6％、32.5％;而用PP333處理后可使大果的單果重減小35.6％，果實可溶性糖和蔗糖減少18.5％，27.8％，表明梨果實大小發(fā)育與糖積累之間存在“正向協(xié)同效應(yīng)”。
　　 6.對豐水和鴨梨果實發(fā)育過程中的蔗糖代謝酶和山梨醇代謝酶進(jìn)行測定，結(jié)果表明豐水梨和鴨梨果實液泡酸性轉(zhuǎn)化酶（VAIV）、細(xì)胞壁酸性轉(zhuǎn)化酶(BAIV)呈“前期高、后期低”的規(guī)律。豐水的蔗糖合酶(SS)、蔗糖磷酸合酶(SPS)均

8、呈“高-低-高”的趨勢，但果實發(fā)育后期鴨梨SS和SPS酶活性不再升高，與豐水成熟期積累蔗糖而鴨梨蔗糖少的規(guī)律一致。豐水NAD+SDH和NADP+SDH隨果實的發(fā)育逐漸上升，活性高于鴨梨，在果實“庫強(qiáng)”形成中可能起著重要作用。
　　 7.為確保熒光定量表達(dá)結(jié)果的可靠性，本研究對梨果實基因表達(dá)分析中的內(nèi)參基因的穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)評價，內(nèi)參基因EF1α、GAPDH和TUB-b2總體上在梨果實中的表達(dá)最穩(wěn)定;在具體實驗條件下，不同基因型實

9、驗需要選擇3個內(nèi)參基因(EF1α，TUB-b2和ACT)才能準(zhǔn)確校正熒光定量數(shù)據(jù)，而在不同的組織、不同發(fā)育階段和不同激素處理的條件下選擇2個基因即可，最穩(wěn)定的內(nèi)參基因分別是GAPDH、EF1α，EF1α、GAPDH（或TUB-b2），TUB-b2、GAPDH。采用實時熒光定量PCR技術(shù)對豐水、鴨梨的不同時期、不同大小果實發(fā)育過程中的液泡酸性轉(zhuǎn)化酶基因（VAVI）、蔗糖合酶（SS）、NAD依賴型山梨醇脫氫酶（NAD+-SDH）、山梨醇-6

10、磷酸脫氫酶(S6PDH)等主要糖代謝相關(guān)酶基因表達(dá)分析，結(jié)果表明:VAVI均表現(xiàn)早期活性高，后期活性低;豐水大果果實發(fā)育前期SS、NAD+-SDH表達(dá)量顯著高于小果，后期NAD+-SDH小果高于大果;鴨梨后期NAD+-SD表達(dá)量顯著高于豐水，大果后期NAD+-SDH表達(dá)量高于小果，進(jìn)一步證實了成熟期的豐水為蔗糖積累型、鴨梨為已糖積累型，大果蔗糖積累水平高于小果的規(guī)律。
　　 8.以豐水梨為材料，通過研究不同疏果和冠層結(jié)構(gòu)對豐水梨

11、果形大小、糖積累及葉片生理特性的影響，結(jié)果表明:(1)疏果改變果實大小并影響果實的糖積累。在豐水高負(fù)載量的條件下，可溶性總糖下降19.3％，糖組分中蔗糖的下降幅度最大，與重疏果相比減少40.2％;在高負(fù)載條件下，“源”葉的凈光合速率呈現(xiàn)先增加而后下降的趨勢，高負(fù)載條件下葉片嗜鋨顆粒顯著增多，葉綠體片層結(jié)構(gòu)模糊，說明疏果不僅影響光合產(chǎn)物的分配，還會影響“源”葉的光合特性，加快葉片衰老。(2)采用冠層分析儀、照度計、光合儀和葉綠素儀分析豐水