早蜜梨果实发育期间内源激素与细胞壁酶活性变化的研究

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本试验以5年生“早蜜梨”为试材,通过对果实发育期间主要内含物、内源生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素(ZT)、脱落酸(ABA)、细胞壁果胶酯酶(PE)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)的测定。分析了果实发育期间主要内含物含量、内源激素含量和细胞壁酶活性的变化规律和特点;内源激素比值变化;各内源激素含量及其与所占比例和比值之间的相关性;内源激素与细胞壁酶活性的回归分析;内源激素和细胞壁酶对果实发育的影响。结果表明:1、早蜜梨果实生长曲线为单“S”型,有3个明显的发育时期。果实生育期为100d左右,花后10d~30d为迅速膨大期;花后30d~50d为缓慢生长期;花后50d~100d为熟前生长期。2、在果实发育期间,可溶性糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量,随着果实发育天数的增加而呈逐渐上升趋势,果实中糖分以果糖为主,其次是葡萄糖,蔗糖最少。可溶性蛋白质含量出现2次高峰,其中在花后20d达到最高峰,随后呈急剧下降,到花后60d其含量有所上升。游离氨基酸含量在花后10d~50d呈急剧下降,花后50d~100d呈逐渐缓慢上升。而核酸含量分别在花后10d、50d和90d出现3次高峰,其中在花后10d为最高。3、果肉中,各激素含量在不同时期达到高峰,且在4种激素中所占比例也有所差异:IAA在花后50d达到高峰,最高比例为58.6%;而GA3高峰在花后20d,最高比例为42.1%;ZT和ABA则分别在花后40d和80d达到高峰,所占最高比例分别为39.7%和49.1%。而在种子中,各内源激素含量达到高峰的时期和它们在4种激素中所占的最高比例为:IAA在花后20d达到高峰,最高比例65.1%;GA3的高峰则出现在花后60d,最高比例31.7%;而ZT和ABA分别在花后40d和90d达到高峰,最高比例分别为43.4%和52.1%。从各内源激素含量及其所占比例的变化规律可以得出:IAA与果实发育的前期和中期密切相关,而且它在4种内源激素中所占的比例是随着果实生长天数的增加而呈逐渐下降;GA3与果实发育的前期和中后期密切相关;ZT含量在花后40d以前有较为明显的差异,所占比例在果实发育中期最高,后期最低;ABA含量在花后50d以前变化不明显,所占比例在果实发育前期和中期偏低,后期偏高。4、果肉中的IAA/ABA、GA3╱ABA、ZT/ABA和(IAA+GA3+ZT)/ABA比值在果实发育前期较高,而种子中则在中期较高,表明生长类激素对果实细胞的分裂与膨大起着重要调节作用。相关性分析表明,各种内源激素及其比值之间存在复杂的正负相关关系,可见生长促进类激素(IAA、GA3、ZT)和生长抑制类激素(ABA)之间存在着动态平衡关系,各种内源激素之间的相对含量比绝对含量更为重要。5、在果实发育期间,果胶酯酶(PE)活性在花后10d、70d和100d出现3次高峰,其中在花后100d活性最强,说明PE对果实发育的前期和后期具有重要调节作用。多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性在前期低,中期高,后期高于前期,花后50d出现高峰,其活性达到最强,说明PG与果实发育中期和后期密切相关。纤维素酶(Cx)活性随着果实发育天数的增加而呈逐渐上升趋势,在花后90d,其活性为最强。因此,PE和Cx是影响早蜜梨果实成熟软化的关键酶。6、回归分析表明,PE活性主要受ABA、GA3和ZT调控,对PE活性的贡献率ABA依次大于GA3和ZT。PG活性主要受IAA和GA3调控,对PG活性的贡献率GA3大于IAA。而Cx活性主要受IAA和ABA调控,对Cx活性的贡献率ABA大于IAA。因此,各种内源激素提高了细胞壁酶的活性,加速了物质代谢的进行,进而促进了果实的生长与发育。7、内源激素调节果实生长与发育,并能使细胞壁酶活性上升。ABA、GA3和ZT促进PE活性的增强;GA3和IAA调控PG活性的增强;则ABA和IAA调控Cx的活性增强。因此,在果实发育的细胞分裂期、细胞膨大期和果实成熟、衰老、软化期,内源激素和细胞壁酶共同起作用。
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