GA_GA₃

论文导读:：以3a生全球红葡萄（Vitis vinifera L.cv. Red Globe）为试材，研究了用不同浓度的GA₃在花前花后两次处理葡萄果穗后，测定其对葡萄果实生长发育、糖积累规律以及蔗糖代谢酶活性的影响。结果表明：1，GA₃处理增加了果实纵横径，果形指数略有降低，单果重、穗重增大，可溶性固形物含量增加；2，葡萄以积累己糖为主，GA₃处理增加了糖积累速率，尤其是果糖，葡萄糖/果糖比率减小，但并没有改变糖积累总的变化规律；3，果实发育前期转化酶（AI，NI）活性增加较大，后期蔗糖合成酶（SS）活性增加，以T2(20mgL^-1GA₃)处理最为显著。说明，外源GA₃处理可通过改变果实内部相关酶的活性参与葡萄糖积累及代谢的调控。
论文关键词：GA₃，葡萄，生长发育，糖积累，蔗糖代谢，酶活性

 

果糖、葡萄糖和蔗糖积累是葡萄（Vitisvinifera L.）果实内在品质形成的关键，蔗糖代谢是糖积累的重要环节，而蔗糖代谢酶（NI，中性转化酶；AI，酸性转化酶；SS蔗糖合成酶；SPS，蔗糖磷酸合成酶）是调节蔗糖转化、合成的关键酶，糖卸载到果实中在很大程度上取决于果实的库强，库强大小的一个重要的生化标志就是与糖代谢有关的关键酶活性^[1,2]。外源植物生长调节剂的应用作为一种新型的栽培措施，在调控植物的生长发育和成熟衰老等方面具有重要作用。赤霉素是一种高效的植物生长调节剂，在葡萄无核化栽培^[3,4]、果实发育^[5,6]、提高浆果品质^[7]等方面已得到广泛应用。因此，在充分研究葡萄果实同化物积累的基础上，可以找出有效外施植物生长调节剂和果实发育过程中营养物质的特性来改变其代谢和转化形式，从而可以进一步改善葡萄的品质。近几年来，国内外研究者从糖合成、运输和代谢等方面着手，在生理、分子和糖信号转导水平上对糖积累和调控进行了大量的研究，并取得了许多新的成果。

目前，对激素对葡萄果实糖代谢的影响也已有初步研究，但在赤霉素对葡萄浆果糖含量及蔗糖代谢酶活性影响方面的研究迄今未见系统报道，本试验使用不同浓度的赤霉素（GA₃）处理全球红葡萄果实，测定其对葡萄果实生长发育、糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的影响，以期为激素对葡萄糖分的输入、积累、代谢及其调控研究提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2008年5月10日～2008年9月10日在石河子大学农学院试验站标准葡萄示范园进行。试材为3年生全球红葡萄（Vitis vinifera cv. Red Globe），株行距为1m×3m。植株生长健壮，正常管理。试验设4个处理，每个处理选取10棵长势一致的植株，分别在花前5d（5月22日）、花后10d（6月10日）对葡萄果穗各喷施一次GA₃，处理浓度为：CK（对照）：清水处理；T1：10mgL^-1GA₃；T2：20mgL^-1GA₃；T3：30mgL^-1GA₃。GA₃购自美国Sigma公司。

自从花后25d开始每隔10d采样一次，至葡萄采收期前7d（9月3日）结束，每次采样时从各处理植株的上、中、下3个部位的8～9个果穗上采摘大小均匀的果实，幼果期取50粒，膨大以后每次采摘30粒，冰盒带回实验室,液氮速冻后用贮于-40℃冰箱中备用。1.2 测定方法

1.2.1果实生长动态调查

在每个处理中选取2棵树，在每株树的上中下三个部位各选一个果穗，再在每个果穗的上中下各选取3个果粒，从开花到成熟，每隔10d用游标卡尺测量果实的纵横径，取其平均值，然后绘制出果实生长发育的动态曲线。

1.2.2 单果重及穗重的测定

在果实完全成熟时，每个处理中剪取果穗10穗，在台秤上称取穗重，取其平均值；然后从每个果穗的上中下三个部位各选取果粒3个果粒，在天平上分别称其单果重量GA₃，然后求平均值。

1.2.3可溶性固形物的测定

将测定葡萄单果重的果实随机选取10粒用手持测糖仪进测定可溶性固形物的含量，然后求其平均值。

1.2.4 总糖、果糖、蔗糖、葡萄糖含量的测定

总糖的提取和测定采照李合生^[8]的方法；葡萄糖、果糖和蔗糖的提取和测定参照刘永忠等^[9]的方法，用高效液相色谱法（HPLC）测定糖的含量。色谱条件为：色谱柱Carbohydrate Analysis84038，超纯水做流动相，流速为0.4mlmin^-1，60℃柱温，50℃示差检测器。设3次取样重复，每个样品测定2次取均值。

1.2.5 酶活性的测定

蔗糖代谢相关酶的提取参照Nielsen et al^[10]、王惠聪等^[11]的方法；中性转化酶和酸性转化酶的测定参照的方法；蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的测定参照王惠聪等^[11]的方法。以上指标测定均在0-4条件下进行，并做3次重复，酶活性单位为mgg^-1h^-1FM。

1.3 数据处理

采用 Microsoft Excel和SPSS16.0进行数据处理，并对差异显著指标进行Duncan多重比较。

2 结果与分析

2.1GA₃处理对葡萄果实生长发育的影响

表1 GA₃对全球红葡萄果实发育的影响

Tab 1 Effect of changes in development of ‘RedGlobe’ with GA₃

注：数据为平均值.同列不同小写字母分别表示LSD差异达显著水平(P=0.05)。

Note:Valuesare the means.The same small letter sindicate the significant difference sat (P=0.05)by LSD test.

从表1中可知， GA₃处理增加了成熟期葡萄平均单果重和平均穗重，且二者变化幅度相似，低浓度增加的幅度大于高浓度。T1、T2和T3与CK相比，果实成熟后可溶性固形物含量均显著升高，增幅分别为5.6%、4.6%和5.8%。

GA₃处理对果实纵横径的影响非常明显，由图1可知，GA₃处理并没有改变葡萄果实总的生长趋势，纵横径均表现不太明显的双‘S’型增长曲线，且同步变化，但各处理之间差异显著。T2处理效果最为明显，在果实第一次迅速膨大期（花后25-35d），T2处理的果实纵径和横径平均值分别为1.99cm和2.04cm，相比对照分别提高了15.70%和24.22%，且果形指数略大于1。在果实缓慢生长期，各处理纵横径生长量均高于对照，但变化幅度相对果实第一次快速生长期降低。在花后65d果实表现第二次快速生长，纵横径表现为另一个峰值，与对照相比，各处理（T1、T2和T3）纵径增加幅度分别为3.91%、7.83%和6.52%，横径增加幅度分别为3.17%、12.21%和2.71%，T2处理达极显著水平。花后65d后果实生长缓慢，至花后95d生长趋于稳定，此时果实已达成熟。以上结论说明GA₃处理加速了葡萄果实生长，并有减小果实果形指数的作用。

2.2GA₃处理对葡萄果实发育过程中糖组分的影响

在全球红葡萄果实发育过程中，各处理明显改变了葡萄果肉组织中葡萄糖积累的变化趋势（如图2A）。在果实第一次生长高峰期，各处理果实中葡萄糖的积累成迅速上升趋势。从花后45d开始，葡萄糖积累速率减缓，T1出现缓慢下降，在花后45d（转色），T1、T2和T3均提高了葡萄糖的含量，增幅分别是对照的24.74%、17.96%和7.13%。而在果实转色之后至果实成熟（花后85d-105d），T2和T3处理果实的葡萄糖积累速率高于对照，尤其T2处理最明显。另外，各处理在葡萄果实转色前期（花后45d）和成熟前期（花后85d）葡萄糖含量出现短时间下降，而对照的葡萄糖一直在提高并且与日呈直线上升。

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