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本研究采用14C示踪技术、组织解剖学技术和现代分析测试技术,研究了番茄光合运转糖—蔗糖在光合产物运转途径上的代谢及其运转至库器官所需的时间。首次系统研究了番茄光合产物运转途径上从“源”到“库”各部位糖的组成和含量,以及各部位蔗糖代谢相关酶的活性。明确了番茄果实发育过程中各部位糖的组成和含量,以及蔗糖代谢相关酶的活性在时间和空间上的表达。明确了普通栽培型番茄(L.esculentum Mill.)蔗糖代谢的关键酶。初步研究了不同的环境条件—亏缺灌溉、叶面喷肥及土壤不同的氮钾处理对番茄光合作用、产量、品质、干物质分配及蔗糖代谢的影响,并探讨了调控蔗糖代谢的可行性。主要研究结果如下: 1.经14CO2示踪试验,明确了番茄叶片光合1h合成的同化产物在72h之内,基本能全部转运出去,而且85%以上的光合产物是在光合后24h以内运转出去的。并且光合后2h同化产物就能通过节间和果柄的维管束少量的进入果实,而且只以蔗糖型式存在,并未检测到葡萄糖和果糖的放射性,说明在番茄果实发育前期,蔗糖可以直接运转至番茄果实中,而不是由葡萄糖和果糖合成的。光合后8h蔗糖在节间和果柄维管束中运输量最大。 2.明确了番茄光合产物运转途径上从“源”到“库”各部位糖的组成和含量以及蔗糖代谢相关酶的活性不同。叶肉中果糖的含量最高,蔗糖的含量最低;中筋中以果糖和葡萄糖为主;叶柄维管束中葡萄糖含量最高,蔗糖含量次之,果糖含量最低。节间和果柄维管束中主要含有蔗糖。果实维管束以及果实内各部位中则主要含有葡萄糖和果糖,且两者含量无显著差异,蔗糖含量很低。萼片中葡萄糖含量最高,蔗糖含量最低;果蒂中3种糖含量均较高且无显著差异。 3.明确了番茄叶肉及光合产物运转组织中转化酶活性很低,但蔗糖合成酶(SS)活性较高,而在库器官(果实)的非维管组织中转化酶活性较高,而SS活性较低。果蒂中的SS活性最高。在合成蔗糖的器官—叶肉中,有较高的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,从而有利于蔗糖的合成。运转组织中的SPS活性较叶肉中降低,但果柄维管束和果实维管束中则表现出较高SPS活性。果肉、果胶质胎座及心室隔壁中的SPS活性最低。 摘要 4.在番茄果实发育过程中,果肉中葡萄糖和果糖的含量与SS活性呈显著和极显著的负相关关系,相关系数分别为一0.9497,和一0.9598气 (r(o.。5,3)=0.5753,:(0.。;,3)=0.9587),两者与转化酶的活性在果实整个发育期达到显著的正相关;而蔗糖的含量与酸性转化酶及中性转化酶活性均达到极显著的负相关关系,相关系数分别为一0.9706林和一0.9669材(r(0.。1.。=0 .9587),与sS活性呈显著的正相关关系,相关系数为0.8886*(r(0.肠,3》=0 .8783)。在果实整个发育期,3种糖的含量均与SPS无显著相关。说明番茄果实中各种糖的积累与代谢主要受SS和转化酶活性的调控,与SPS活性关系不大。果实中淀粉的积累只与SS呈显著的正相关关系,与其它3种酶活性关系不大。所以转化酶与蔗糖合成酶的共同作用是影响普通栽培型番茄(L.esculentumMili.)果实中糖积累的重要因子。 5.探讨了水分亏缺对番茄植株干物质积累及果实中各种可溶性物质的影响,结果表明:水分亏缺对大果品种番茄植株干物质积累的影响比樱桃番茄大,但适度减少灌水可增加植株干物质积累的百分率。水分亏缺提高了果实中可溶性糖、有机酸的含量及糖酸比,尤其是果实中可溶性糖含量增加更多,所以亏缺灌溉可提高果实的食用品质,但番茄果实的平均单果重及单株产量呈下降趋势,而且水分亏缺越严重,下降越明显。 6.土壤水分胁迫期间,番茄叶片的水势、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均呈下降趋势,而且随着水分胁迫的加重,进一步增加了这种下降的趋势。亏缺灌溉提高了成熟期番茄果实中SS与SPS的活性,降低了转化酶的活性。在水分胁迫期间,番茄果实中转化酶与SPS活性呈先升高后下降趋势,55的活性提高,大分子的淀粉、蔗糖等分解旺盛,而小分子的糖含量升高和积累。表明了葡萄糖和果糖在番茄水分胁迫期间的渗透调节作用。 7.番茄叶面喷施磷酸二氢钾及其与葡萄糖的混合液,促进了干物质向营养器官和果实中的分配与积累,2个番茄品种均提高了产量和果实品质,提高了果实中可溶性糖并降低了有机酸的含量,提高了果实的糖酸比。单独喷施葡萄糖处理稍差。而且叶面喷肥对樱桃番茄的效果好于大果番茄。 8.叶面喷施磷酸二氢钾、葡萄糖及其两者的混合液均提高了番茄叶片中叶绿素的含量和叶片的净光合速率。以单独喷施磷酸二氢钾处理及其与葡萄糖混合液效果较好,单独喷施葡萄糖效果稍差。同时不同处理均不同程度地提高了2个品种番茄糖代谢相关酶的活性,即叶面喷肥条件下,番茄果实是沈阳农业大学博士学位论文通过提高4种酶活力来提高库强度的。果实库强度增加的同时,相应地促进了同化产物的运转和干物质的积累。 9.探讨了不同氮钾肥配施对番茄果实品质的作用,结果表明:在土壤中适当氮肥的基础上配施钾肥不仅明显促进番茄植株的营养生长,促进番茄丰