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

摘要

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，以及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LAA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LAA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。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：中英文缩写词对照表

声明

1前言

2研究概述

2.1果实生长发育的类型及特点

2.2内源激素与果实发育的研究

2.2.1内源激素及其生理作用

2.2.2内源激素之间的相互作用

2.2.3果实内源激素的产生

2.2.4内源激素对果实发育的调控作用

2.2.5激素平衡与果实发育

2.2.6内源激素与果实发育的研究进展

2.3细胞壁酶与果实发育的研究

2.3.1果实的细胞分裂和膨大

2.3.2主要的细胞壁酶类

2.3.3细胞壁酶与果实发育的研究进展

3材料与方法

3.1试验材料

3.2试验技术路线

3.3试验方法

3.3.1生物学特性调查

3.3.2样品采集

3.3.3样品处理

3.3.4果实生长动态测定

3.3.5果实发育期间主要内含物的测定

3.3.6果实发育期间内源激素的测定

3.3.7果实发育期间细胞壁酶的测定

3.4试验数据统计分析

4结果与分析

4.1果实生长发育动态

4.1.1果实纵、横径的生长变化

4.1.2果实生长发育与果形指数的变化

4.1.3果实生长发育与日增长量的变化

4.2果实发育期间主要内含物变化的分析

4.2.1碳水化合物含量的变化

4.2.2可溶性蛋白质含量的变化

4.2.3游离氨基酸含量的变化

4.2.4核酸含量的变化

4.3果实发育期间4种内源激素含量变化分析

4.3.1 IAA含量的变化

4.3.2 GA3含量的变化

4.3.3 ZT含量的变化

4.3.4 ABA含量的变化

4.4果实发育期间4种内源激素比值变化分析

4.5果实发育期间4种内源激素及其与所占比例和比值的相关分析

4.5.1果肉中内源激素及其与所占比例的相关分析

4.5.2种子中内源激素及其与所占比例的相关分析

4.5.3果肉中内源激素及其与比值的相关分析

4.5.4种子中内源激素及其与比值的相关分析

4.6果实发育期间细胞壁酶活性变化分析

4.6.1 PE活性的变化

4.6.2 PG活性的变化

4.6.3 Cx活性的变化

4.7果实发育期间内源激素与细胞壁酶活性的回归分析

4.7.1果肉中内源激素与细胞壁酶活性的回归分析

4.7.2种子中内源激素与细胞壁酶活性的回归分析

5讨论

5.1果实生长发育特点

5.2果实发育期间糖的转化与积累

5.3内源激素与果实发育的关系

5.3.1 IAA与果实发育的关系

5.3.2 GA3与果实发育的关系

5.3.3 ZT与果实发育的关系

5.3.4 ABA与果实发育的关系

5.4内源激素对果实发育的影响

5.5细胞壁酶与果实发育的关系

5.5.1 PE与果实发育的关系

5.5.2 PG与果实发育的关系

5.5.3 Cx与果实发育的关系

5.6内源激素与细胞壁酶对果实发育的影响

6 小结

7进一步研究的内容

参考文献

致谢

在读期间参与的科研项目、发表的学术论文目录

附图