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钾元素(K)作为果树生长发育过程中重要的营养元素之一,可以提高苹果果实中可溶性糖含量。苹果果实中的可溶性糖不仅是品质成分和风味物质合成的基础物质,而且其中的蔗糖还作为常用的信号传递分子参与调节植物的生长发育。蔗糖非发酵-1相关蛋白激酶1(Sn RK1)作为糖信号传导过程中的关键因子,可以直接或间接调控碳同化过程,也受碳代谢产物的调节。因此本研究选用六年生矮化中间砧‘嘎拉’苹果树(Malus domestica Borkh.)/M26(Malus pumila Mill.)为试验材料,通过研究不同水平K施用量[0%(CK)、1.0%、2.0%和3.0%]条件下苹果果实中糖含量、糖代谢相关酶活性、糖信号传递分子Sn RK1活性的动态变化及它们之间的相关性分析,初步揭示了钾和SnRK1对果实糖代谢的调控机理,为苹果果实的内在品质研究提供了理论依据,对苹果的高产优质具有重要意义。论文获得的结果如下:1.通过测定不同发育时期苹果果实品质指标发现,适宜浓度的钾处理可以改善果实品质。与对照相比,不同水平钾处理均会使苹果单果重增大、可溶性固形物含量增多、可滴定酸含量降低。处理间比较发现,2%K处理组的苹果单果重和可溶性固形物含量在果实成熟期明显高于其它处理组;而3%K处理组,在果实成熟期,其果实中K元素含量最多,可滴定酸含量最低。2.随着苹果果实逐渐膨大成熟,果糖(Fru)、蔗糖(Suc)含量明显升高。K处理明显促进Fru,Suc和山梨醇(Sor)的积累,并且2%K处理组的促进作用最为明显。其中,2%K处理对Suc含量的影响最大,使其提高了35%。说明适量的K处理可以提高成熟果实中Fru,Suc和Sor的含量,其中对Suc含量的促进作用最为明显。3.通过分析果实中蔗糖代谢相关酶的活性变化发现,2%K处理组中,果实中蔗糖合酶(SPS),中性转化酶(NINV)和酸性转化酶(AINV)的活性在果实发育后期明显高于对照组;而蔗糖合酶(SUSY)活性虽有升高的趋势,但作用效果并不显著。4.随着苹果果实生长发育,不同处理后果实的蔗糖非发酵-1-相关激酶1(SnRK1)激酶活性呈现先上升后下降的趋势。在花后84天,所有处理组的SnRK1活性达到最大值,而之后随着果实中钾元素含量的增高,SnRK1的活性开始下降,直至果实成熟其活性分别被抑制了3.49%、25.67%和18.23%。说明低浓度的钾含量促进果实中SnRK1的激酶活性,而较高浓度的钾则会抑制SnRK1活性。5.不同水平钾处理条件下,对不同果实发育时期的SnRK1活性、相关基因表达量以及SUSY相关基因表达量相关性分析表明,SnRK1可能会使苹果果实中的SPS磷酸化并使其失活。而SnRK1活性与SUSY基因表达之间没有明显的相关关系。6.根据本研究结果,提出以下假设:果实膨大的前半个时期,钾会间接地促进AINV和NINV活性,从而积累Fru;而在果实膨大的后半期当果实中的K~+浓度积累到一定程度时,可以在转录水平上抑制Sn RK1活性,从而间接促进SPS活性,促进Suc合成和积累。因此,Sn RK1作为中间因子可能与K~+一起作用影响了果实在膨大期间可溶性糖的积累。