GA_GA₃

在葡萄果实整个发育过程中，蔗糖含量基本呈现出较低水平的变化趋势(如图2C所示)。在果实第一次快速生长期（花后25-35d），蔗糖的含量迅速增加，但含量较低。从果实进入第二次生长期开始，蔗糖的积累速率缓慢增加。葡萄果实经GA₃处理后，明显促进了蔗糖的积累速率（如图2）。在花后第45d，经处理果实的蔗糖积累速率明显高于对照，其含糖量由高到低分别为T1＞T2＞T3＞CK，分别比对照提高了32.25%、22.76%和21.23%，处理之间差异不显著，但各处理与对照的差异极显著（P=0.01）。在果实成熟过程中，整个处理对果实蔗糖的影响不明显，果实成熟后，经处理果实的蔗糖含量整体低于对照，T1和T2差异显著（P=0.05）。

全球红葡萄果实生长发育过程中，总糖的含量基本呈增长趋势。由图2D可知，经处理的葡萄果实可溶性糖的变化趋势与对照相似。在幼果期，可溶性糖积累速率由快变慢，在花后45d达到一个峰值，之后趋于缓和。转色（花后45d）完成后，各处理（T1、T2和T3）果实的可溶性糖含量分别高于对照7.13%、12.69%和4.67%，处理之间差异显著（P=0.05），而T2与对照之间差异极显著（P=0.01）核心期刊。之后果实中可溶性总糖含量的积累速率减慢，直到果实成熟时（花后95～105d），可溶性糖含量最终上升到最高GA₃，之后几乎不再改变。

2.3GA₃处理对葡萄果实发育过程中蔗糖代谢酶活性的影响

果实中的转化酶包括酸性转化酶（AI）和中性转化酶（NI）两类。由图3A表明：在果实发育前期，AI酶活性保持较高水平增加，在花后第55d达到最大值，即出现高峰，此后逐渐降低，但在果实成熟后又开始小幅度上升。使用GA₃处理显著提高了果实生长过程中AI的活性，从花后25d到果实成熟，整个处理的酶活性整体高于对照，尤其在整个生长过程中均表现高酶活性，与对照差异达到极显著水平（P=0.01）。在果实成熟后，除T3外，T1和T2分别比对照高4.51%和7.94%，但差异不显著。

在果实发育的整个过程中，经处理果实的NI和对照的变化趋势基本一致（如图3B）。在葡萄果实发育前期，各处理NI活性总体低于CK，尤其在果实转色期，T2最为明显，但在果实发育后期，各处理与对照之间差异减小，并在果实成熟时，NI活性增加，但差异不显著。

葡萄果实中SS酶随着果实的生长发育呈波动性的变化（如图4A）。在果实发育前期，酶活性较高，随后开始下降，在花后第45d降到最低点，出现低谷，此后快速上升，从花后75d保持稳定或微有上升，在花后第85d，果实开始成熟后SS活性又开始下降。使用GA₃后明显提高了SS的活性，尤其在花后85d，T1、T2和T3三个处理的SS活性分别比对照高4.17%、19.74%和12.54%，T2和T3差异显著（P=0.05）。

果实中SPS活性呈逐渐上升趋势（如图4B），果实发育早期SPS活性较高，随着果实的发育，其活性呈下降趋势，在花后45d到达低谷，此后逐渐增大，在花后第65d到达高峰期，此后又开始波动性的变化。同样使用GA₃提高了SPS的活性，在葡萄浆果成熟期（花后第105d），T1、T2和T3处理的SPS活性分别比对照高40.17%、28.32%和9.37%，处理之间差异表现极显著（P=0.01）。

2.4 葡萄果实可溶性糖积累与蔗糖代谢相关酶的关系

表2 葡萄果实糖积累和酶活性的关系

Table 2 The relational analysis betweensugar accumulation and sucrose metabolizing enzyme activities in the developingfruits

注：总糖=葡萄糖+果糖+蔗糖。* *表示相关性达0.01显著。

Note:All sugar content=glucose content+fructose content+suctosecontent;* * Correlation is significant at the 0.01 level (2-taoled).

对葡萄果实可溶性糖积累与蔗糖代谢相关酶活性的相关性分析，由表2可知，葡萄果实中糖分的积累主要以己糖为主。蔗糖的含量与其酶活性均无显著相关性。在葡萄果实生长发育过程中，葡萄糖和果糖含量与AI和NI呈显著正相关（相关系数分别为0.790^**、0.806^{* *}和0.838^**、0.810^{* *}），SS和SPS与这几种糖均不存在显著的相关性，可见AI和NI是调节葡萄果实糖积累的关键酶， SS和SPS在葡萄果实糖积累过程中所起的作用不大。

3 讨论

赤霉素的主要生理效应是促进植物细胞分裂，特别是顶端分生组织的细胞分裂，并使果肉细胞伸长、增大，外施赤霉素能增加生长素的含量，并吸引营养物质向处理部位运转^[12]，使果实成为强“库”，在营养竞争中处于有利地位，从而起到增大果粒的作用。本研究结果表明，经GA₃处理的葡萄果实的平均单粒重比对照明显高，在所设的几个处理中T2与对照的差异达到极显著水平，但处理间差异均不显著。全球红葡萄经GA₃处理后，果实纵横径在整个生长过程中均明显高于对照，同时果实横径的增长作用比纵径大，特别在果实发育后期，因此GA₃处理有减小果形指数的趋势，这与吴俊等^[5]在藤稔葡萄上的研究结果一致，但与王跃进等 ^[13]在无核、巨峰葡萄上所得结果刚好相反。GA₃对葡萄果实的可溶性固形物也有不同程度的影响。本试验结果表明，果实可溶性固形物的含量随处理浓度的升高而逐渐增加，T1和T3均达到显著水平，且T2差异达到极显著水平。说明适度浓度的植物生长调节剂能提高葡萄果实的可溶性固形物的含量，这与倪竹如等^[14]的研究结果一致。

糖分含量的高低是衡量果实品质的重要指标，了解果实糖分积累规律有助于改进栽培措施或者利用分子手段调节糖分的积累过程 ^[15]。本试验通过GA₃对全球红葡萄果实发育过程中糖代谢的研究，结果发现：果实经处理后，糖分的含量基本成‘S’形曲线积累，同时果糖和葡萄糖的含量明显高于蔗糖，可见葡萄是以果糖和葡萄糖的积累为主，这与Davies等^[1]研究结果是一致，说明GA₃并没有改变葡萄果实糖积累的类型。葡萄成熟果实以积累己糖为主，在成熟过程中细胞液泡开始大量积累葡萄糖和果糖^[16]。此外本研究表明，不同浓度的GA₃在果实转色过程中均明显促进了蔗糖的积累，但在果实成熟期无论是积累速率还是蔗糖含量几乎没有影响，差异均不显著。夏国海等^[7]的研究结果表明:GA₃促进果实发育前期(幼果期和膨大期)对蔗糖的吸收,而在后期(转色后)作用愈来愈小,至成熟期完全无效。GA₃使果糖含量明显增加, 抑制了果糖向葡萄糖的转化^[8]。同时本试验发现，葡萄果实经不同浓度的GA₃处理后，在果实完熟时GA₃，可溶性糖含量均比对照高，随处理浓度的降低差异越显著，这可能是低浓度的GA₃影响了葡萄果实中己糖异构酶的活性，从而影响了果糖与葡萄糖的转化结果。这也可能是激素之间产生的“拮抗”作用，因此这值得进一步研究。

GA₃对葡萄果实糖分积累的调控，还体现在对糖代谢的关键酶基因表达的调节上。同时激素处理也会调节果实糖的运输、代谢与积累，激素的调节作用可能是在基因表达的不同水平上（转录翻译和翻译后）调节与代谢相关的关键酶和运输糖的载体^[17]。本试验测定结果表明，葡萄果实经GA₃处理在生长发育过程中，特别是转色过程中，转化酶的活性显著提高。Robinson等^[18]在葡萄上发现，在浆果转熟之前，液泡酸性转化酶生产的己糖主要用于代谢；而在转熟之后，糖酵解受到抑制，己糖被代谢量大大减少，此时转化酶生产的己糖主要用于积累。Perez等^[19]的研究表明，葡萄果实应用GA₃后加速了葡萄浆果细胞的分裂和膨大，促进了己糖含量和转化酶活性的增加，且果实大小、转化酶活性和己糖含量呈正相关。本试验研究发现，在葡萄果实的生长发育过程中，前期转化酶的活性较高，葡萄果实中只有少量的蔗糖积累。高的蔗糖转化酶活力有利于将输入的蔗糖迅速分解生成单糖和UDPG供合成淀粉、纤维素、半纤维素和各种细胞成分，以及供呼吸消耗，为旺盛的生理活动提供能量。而果实成熟期蔗糖分解酶活力低有利于果实积累蔗糖。

影响糖代谢的相关酶不仅仅是转化酶，而且还有蔗糖合成酶（SS）,蔗糖磷酸合成酶（SPS）。赵智中等^[20]提出在研究糖积累机理时应考虑蔗糖代谢相关酶的综合作用,酶的净活性是反映这种综合作用的指标,在番茄的研究中也印证了这一观点^[21]。在以积累己糖为主的果实中,转化酶对果实糖分的积累起着主要的作用,但是在果实发育的整个过程中,糖代谢是由这几种酶共同调控^[22]。本试验表明，使用GA₃对蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的影响同样体现在转色期，GA₃处理提高了SS和SPS的活性，但对葡萄可溶性糖与蔗糖代谢酶活性的相关性分析研究发现，在葡萄果实中糖分的积累以己糖为主，且AI和NI是调节葡萄糖代谢的关键酶，与SS和SPS的关系不大。

综上所述，GA₃对果实糖代谢的影响是通过影响蔗糖代谢相关酶的活性而间接作用的。同时Rolland等^[23]分析结果显示，糖响应与植物激素合成或信号转导突变体之间存在复杂的内在联系。很可能是内在的糖信号与外间信号共同作用调控了果实发育与糖积累。因此，研究糖与植物激素信号之间的联系是揭示植物生长和发育的调控机制的重点，是今后研究的方向。

4 结论

本实验结果表明，GA₃与葡萄果实生长，糖积累及代谢之间存在密切联系，GA₃处理可促进果实生长，膨大，部分浓度处理可减小果形指数，增加可溶性固形物的积累及可溶性糖的积累速率，主要是通过增加果实中转化酶的活性实现的，综合以上指标，以20mgL^-1GA₃处理效果为佳。

参考文献References:
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[3]LIU Jie, YANG Li-na, TAOJian-min, XU Kuan-yong, CHENG Qun-kang, LIU Yan-hong .Effects of GA₃and CPPU treatments on fruit growth of seedless grape of Seto Giants[J]. Sino-overseas Grapevine & Vine,2007,5:10-15.
 

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