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脱落酸对葡萄糖积累的影响【字数:7596】

2024-02-25 17:41编辑: www.jxszl.com景先生毕设
果实的糖积累受蔗糖代谢相关酶和激素的综合调控,本研究在探究脱落酸对葡萄果实糖积累影响的基础上,统计了葡萄果实成熟相关指标,如生理和分子水平参数,初步分析了其对葡萄果实成熟的作用机制。实验讨论了脱落酸,脱落酸抑制剂,蔗糖和葡萄糖对葡萄果实不同组织可溶性糖积累的影响,同时根据葡萄果实发育各阶段蔗糖代谢相关酶的基因表达水平和含量变化,具体分析了果实发育中的蔗糖代谢机制。研究发现脱落酸能显著调节一系列与果实颜色,果实软化和香气代谢有关的基因表达水平。这说明脱落酸在以特殊的方式影响着葡萄果实的糖积累、挥发性化合物、花青素含量和果实硬度。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法4
1.1植物材料 4
1.2测定干重百分比 4
1.3可溶性糖含量测定4
1.3.1总糖含量的提取和测定4
1.3.2各糖含量的提取和测定5
1.4酶的提取5
1.4.1中性转化酶5
1.4.2酸性转化酶 5
1.4.3蔗糖磷酸合成酶5
1.5 RNA提取和实时荧光定量PCR分析5
2 结果与分析6
2.1葡萄果实发育过程中的形态和生理变化 6
2.2外源蔗糖,ABA,ABA抑制剂对葡萄果实糖含量的影响 8
2.3蔗糖代谢基因的表达9
2.4外源蔗糖,ABA对果实成熟相关基因表达水平的影响 9
3讨论10
3.1果实发育过程中的蔗糖代谢 10
3.2 ABA对果实成熟的影响 11
致谢11
参考文献12
脱落酸对葡萄糖积累的影响
引言
果实发育和成熟的机制十分复杂。 它们涉及许多的生理特征变化,例如香气产生,果实形状、硬度、颜色的改变等[1,2]。这些过程中,植物激素在调节这些生理变化和诱导底物的翻译中起着十分重要的作用[36]。如有研究表明脱落酸(ABA)可以通过提高成熟衰老相关基因的表达水平来加快类胡萝卜素的合成以及叶绿素的降解,以此调控果实 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072
色泽[7,8]。沙建川[9]等采用13C同位素标记法,用一定的外源ABA处理苹果果实,发现叶片中的13C含量在下降,而果实中的13C含量上升,这表明ABA通过增强果实库强,促进了更多的光合产物向果实中运输,因此加快了果实的发育进程。除了作为碳源之外,糖还可以在果实中代谢大量物质,为其正常的生长发育提供能量,作为控制植物发育和基因表达的信号分子[1012]。植物激素在调控果实糖的积累中同样起着重要作用[13]。生产中可用植物生长调节剂来提高果实糖含量,以提高果实品质。
根据成熟和衰老过程中是否出现呼吸跃变,通常将果实分为两种类型:呼吸跃变型和非呼吸跃变型[1]。对呼吸跃变型果实而言,乙烯会在成熟期间大量产生,因为它协调许多成熟相关基因的转录和翻译,生成的蛋白质负责正常的果实成熟,如番茄表现出成熟期间呼吸速率的增加与乙烯的增加相关[14,15],针对香蕉的试验也说明乙烯能改善如硬度、可溶性固形物、果实中的可溶性总糖、维生素C、总可滴定酸和单宁含量等一系列与果实成熟相关的生理生化指标[16]。ABA也与乙烯产生和果实发育有关[17]。刘廷旭等 [18]的研究发现,外源ABA对桃的处理可以有效提升ACC合酶及氧化酶的活性,导致乙烯在果实中的释放量增加并使乙烯的释放高峰提前产生。
然而,非呼吸跃变型果实中的果实成熟调控机制一直尚未完全揭示。例如胡椒[19]和葡萄[20],它们属于非呼吸跃变型果实,乙烯的增加也无法显著提升他们的成熟速度。值得一提的是,在杨国慧等[21]对树莓的实验中,树莓果实在自然的成熟过程中并无呼吸峰和乙烯峰的出现,且在采收之后的较短时间内呼吸速率和乙烯生成速率都没有明显的变化。然而,乙烯利处理却导致了树莓呼吸速率和乙烯生成速率暂时的提升,也同时提高了乙烯相关酶基因的转录水平,加速果实着色、促进软化、可溶性固形物的积累以及叶绿素和花青素的含量。这表明树莓可能同时具备呼吸跃变型和非呼吸跃变型果实两种呼吸类型的特点。 
关于脱落酸对果实成熟的调控机制,一直以来都吸引了很多研究者的目光,如有人使用了生理学方法来证明脱落酸加速了葡萄皮着色的过程[17]。王利廷等[22]使用外源ABA和表油菜素内酯处理葡萄,发现葡萄果实中还原性糖的含量有了明显提高,且可滴定酸的含量下降显著,同时在转色期从种子内运输生长素到果实其它组织的通路提前被抑制。刘廷旭等[17]使用外源ABA处理桃果实,发现其提高了胞壁降解酶、果胶甲酯酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性,而这些酶都可以对果实细胞的细胞壁结构产生改变的作用,最终加速果实软化的进程。
非呼吸跃变型果实成熟调控一直是果树学科的核心问题,本研究通过分析ABA在葡萄中的功能,探讨ABA调控葡萄果实成熟的机理,为在生产上利用人工措施调控果实品质提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 植物材料
从商业葡萄园收集“巨峰”葡萄(Vifis vinifera L.)的果实。开花后的第二周到收获期间,在整个果实发育期间以7天间隔标记,处理和收集来自至少50串的大约300个果实,所有果实样品均取自同一部位[23]。将所有样品合并在液氮中冷冻并储存在80℃的超低温冰箱中直至分析。
1.2 测定干重百分比
首先,收集新鲜葡萄并称重,然后将葡萄果实切碎并在80℃下干燥两天,之后称重。计算葡萄干重与鲜重的比,数值代表干重百分比。
1.3 可溶性糖含量测定
1.3.1 总糖含量的提取和测定 从80℃的超低温冰箱中取出25 g样品,在液氮中研磨成粉末,精确称重0.5 g,添加10 mL 的80%乙醇并在80℃水浴20分钟, 10000×g离心10分钟,将上清液收集在100 mL锥形瓶中。将残余物用10 mL 80%乙醇在80℃水浴中稀释20分钟,以10000×g离心10分钟,合并上清液。剩余的残余物用80 mL乙醇洗涤并过滤,将滤液转移到10 mL试管中,并加入两滴5% α萘。混合苯酚后,沿管壁缓慢加入浓硫酸。将合并的上清液在沸水中蒸发至干,用20 mL超纯水洗涤两次并定容至50 mL。取2 mL LC18固相萃取柱,弃去原始1 mL,收集后面的1 mL过 0.45 μm 滤膜,然后上机检测。
1.3.2 各糖含量的提取和测定 将适量的切碎和混合样品的样品在110℃下烘烤10分钟,然后于80℃下干燥。称取约0.10 g样品,加入少量80%乙醇进行研磨,随即转移至10 mL刻度试管(总体积<7 mL),于80℃水浴30分钟,冷却至室温之后,稀释至10 mL,过滤得到糖提取液。每个样品的糖分提取重复3次,当提取果皮中的糖时,加入少量活性炭来消除色素对比色的干扰。利用蒽酮法测定蔗糖,并通过改良的3,5二硝基水杨酸(DNS)法来测定还原糖。

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