果实糖代谢及其相关酶基因研究进展

摘要

cqvip:果实的糖分种类、含量及其构成比例和形成动态是果实风味形成的重要基础之一,同时对其代谢过程中色泽的形成以及其他营养成分的代谢具有重要的影响,是决定果实品质和商品价值的主要因素,对果实生长发育过程中糖的种类、数量、代谢途径的变化、代谢相关酶的变化及基因调控研究进行了整理综述,以期为果实品质改善、提高商品价值提供一定的理论参考。在糖的生理功能上,糖类物质是果树生长发育的重要物质,其不仅作为能源物质参与果树的生长发育过程,而且作为一种信号物质参与植物成花与果实成熟控制基因的表达调节,并且能抵抗外界非生物胁迫的作用;在糖的类型上,不同物种、不同器官组织、不同果实部位间糖的主要类型、数量、出现顺序均存在差异;叶片光合作用产物经过蛋白跨膜运输和系列酶反应,最终以蔗糖、山梨醇、果糖和葡萄糖的形式分散于果实的不同部位,使得果实具有独特的风味品质,蔗糖代谢、山梨醇代谢、己糖代谢和淀粉代谢途径是目前公认的4大糖代谢途径,这几种途径均由不同类型的代谢酶参与,不同物种间糖积累机制存在较大差异,代谢酶的调控作用也存在较大的差别,目前主要代谢酶有酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)等;在糖相关代谢酶基因上,不同果实生长发育时期,相关代谢基因的表达差异会导致其不同时期的糖分的积累量出现差异,依靠先进的科学技术水平,现已克隆出许多和糖代谢相关的基因;糖代谢受到各种因素的影响,可以分为环境因素与栽培管理因素,其中环境因素主要是光、温度、湿度、气体等,栽培管理措施主要是指套袋、铺设反光膜、胁迫、施肥等栽培技术,均会对糖代谢造成一定的影响。果实糖代谢是一个较为复杂的生理过程,内外影响因素较多,果实糖积累过程中其不同类型的糖组分动态变化及相关酶调控机制已较为清晰,但仍需进一步通过制备抗体等方式分离纯化糖代谢过程中的关键酶,以明确酶作用中心,同时应采用多组学联用的方式明确关键酶基因对果实糖分积累的直接作用方式,并探明糖积累的机理。