小麦颖果韧皮部细胞ATPase活性及其与籽粒光合同化物积累关系

摘要

[目的]探明韧皮部细胞ATPase分布规律,分析韧皮部细胞ATPase活性与籽粒光合同化物量之间的关系.[方法]在小麦(Triticum aestivum L.)灌浆不同阶段,采用蒽酮法测定籽粒光合同化物积累量;运用显微细胞化学技术对颖果韧皮部和胚乳细胞的多糖进行定位,同时对韧皮部细胞ATPase进行超微细胞化学定位.对籽粒光合同化物积累量与韧皮部细胞ATPase活性产物量进行相关分析和线性回归分析.[结果](1)在灌浆渐增期,籽粒积累的光合同化物主要是可溶性糖.约在花后14 d,籽粒可溶性糖和淀粉积累量含量相等.以后,籽粒以积累淀粉为主.在整个灌浆期,籽粒可溶性糖和淀粉量的变化呈现彼此消长,但籽粒总糖含量一直呈"S"型增长.在灌浆渐增期和快增期,韧皮部筛分子(Sieve element,SE)的细胞壁和胚乳细胞的淀粉粒均被锡夫试剂染成鲜红色;但在灌浆缓增期,上述细胞染色明显变浅.(2)在SE、中间细胞(Intermediary Cell,IC)、伴胞(Companion Cell,CC)和韧皮薄壁细胞(Phloem Parenchyma Cell,PPC)中,ATPase活性产物主要分布于质膜、细胞内壁和靠近质膜的囊泡上.在SE内的P型-质体和线粒体的双层膜上、SE和IC之间分枝状的胞间连丝上也有较强ATPase活性.在灌浆渐增期和快增期,SE的ATPase活性高,而在缓增期,IC的ATPase活性较SE高.(3)SE中ATPase 酶活性产物与籽粒可溶糖呈显著负相关;与籽粒淀粉含量呈极显著正相关;与籽粒总糖呈显著正相关,且ATPase 活性产物与光合同化物积累量之间有明显的线性关系.IC中ATPase活性产物只与籽粒可溶糖呈极显著正相关.[结论]在灌浆过程中,籽粒中可溶性糖和淀粉量的增加彼此消长,但总糖含量一直增加.籽粒光合同化物积累量与SE和IC中ATPase活性产物量之间有显著或极显著的相关关系.韧皮部细胞ATPase活性产物呈现出动态的时空变化.SE在灌浆前2个阶段起主要的同化物运输作用,而IC主要在灌浆第3阶段起主导作用.上述结果为小麦籽粒灌浆生理研究提供了细胞学基础.