不同生境下脐橙果实糖酸代谢生理生态反应的研究

论文摘要

本研究针对当前脐橙产业发展中普遍存在着果实糖低酸高导致品质差的关键问题，从决定脐橙品质的最重要指标的糖、酸含量和糖酸比入手，并从生态生理的角度研究分析脐橙糖酸代谢，试图探索影响不同生境和不同脐橙品种果实糖、酸代谢积累的关键酶及生态区划的主导生态因子，为脐橙生态区划提供相关理论和实践依据。为此，本试验选取脐橙果实品质和生态条件差异较大的3大类生态代表型区的7个生态代表性园片，以9～11年生的红桔砧的罗伯逊脐橙、纽荷尔脐橙和丰脐为试材，采取田间生物学、生态学观测和室内生理生化测试相结合的综合比较分析方法，重点研究比较果实发育过程中脐橙在不同生境下果实糖酸含量动态变化及其代谢相关酶的活性变化，并综合研究分析决定果实风味品质的精、酸含量和糖酸比与糖酸代谢相关酶的关系，不同脐橙品种果实生长发育过程中糖酸代谢生理，以及主要生态因子对果实糖酸代谢的影响等方面进行了较全面系统的研究，研究结果如下：1、在脐橙果实有机酸积累期，CS、PEPC活性随有机酸积累而增大，呈显著正相关。而在有机酸降解期，IDH的活性与有机酸含量呈极显著负相关。因而影响果实有机酸合成的主要酶是PEPC和CS，而影响有机酸分解的则是IDH。但细胞质ACO在有机酸降解时起一定的作用，而MDH和线粒体ACO则对酸含量的影响小。2、果实发育过程中，脐橙果实内糖酸比的变化与SS合成方向和IDH的活性变化相一致。糖酸比与SS合成方向和IDH活性均达到极显著相关水平，而与SPS在花后105 d至150 d显著相关，与细胞质ACO在花后105 d至180 d显著相关。由此认为影响脐橙果实糖酸比的主要酶为SS合成方向和IDH，SPS和细胞质ACO也起一定的作用。CS和PEPC虽然是果实有机酸合成的重要酶，但其活性与糖酸比的大小无明显的相关性。3、果实发育过程中，不同生境下脐橙果实有机酸含量的差异，不是取决于果实发育早期有机酸合成积累量，而是果实发育后期有机酸降解量。不同生境下总糖、蔗糖和果糖含量差异显著，均表现为在南亚热带生态型区的显著高于在中亚热带生态型区和中北亚热带生态型区的，在中亚热带生态型区的也显著高于中北亚热带生态型区的，但葡萄糖在各生境下相近。不同生境下脐橙果实内蔗糖和果糖的含量差异而引起总糖含量的差异。生境条件对果实内糖酸比的影响随着果实的发育而逐渐增大，到成熟采收期时各生境下的糖酸比差异表现出与果实总糖含量变化相一致。4、不同生境下，果实内CS、MDH和线粒体ACO的活性变化小、差异不显著；但PEPC和细胞质ACO活性在花后120 d后差异显著；而IDH的活性表现为在南亚热带生态型区的极显著高于在中亚热带生态型区的，而在中亚热带生态型区的极显著高于在中北亚热带生态型区，恰好与不同生境下果实有机酸含量差异恰好相反。因而说明引起不同生境下果实有机酸含量差异的关键酶是IDH，PEPC和细胞质ACO也起到一定的作用，是这3种酶共同作用的结果。但果实内CS、MDH和线粒体ACO与不同生境下果实有机酸差异关系不密切。引起不同生境下果实糖含量差异的关键酶则是SS合成方向。5、不同脐橙品种糖含量差异是由于它们果实内SPS和SS合成方向的活性大小不同所致，可以认为是这两种酶共同作用的结果，SPS主要作用于果实发育中前期，SS合成方向则主要作用于果实发育中后期。6、CS、细胞质ACO、MDH和线粒体ACO活性在不同脐橙品种果实内活性差异小；PEPC和IDH活性则在不同脐橙品种中差异显著，说明PEPC和IDH是引起不同脐橙品种有机酸差异的主要酶。7、脐橙果实糖酸比与各地主要生态因子进行灰色关联度分析结果年日照时数、花后60 d至90d的日照百分率和花后120d至150d的日照百分率与果实糖酸比的关联度都在0.9以上。而且，果实膨大期至成熟期各时段的平均气温和日照百分率与果实糖酸比的关联度几乎均在前十位，这进一步表明年日照时数、果实发育关键时期的平均气温和日照以及年活动积温是影响果实糖酸比的重要生态因子，可以作为脐橙生态区划的重要指标。在栽培管理条件相对一致的情况下，在一定范围内果实发育关键时期的日照好、气温高以及年积温高的地区脐橙果实糖高酸低，糖酸比高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 柑橘糖、酸代谢的研究概况及进展
• 1.1.1 柑橘果实糖积累代谢的研究概况
• 1.1.2 果实糖代谢相关酶的研究概况
• 1.1.3 柑橘果实有机酸研究概况
• 1.2 果实糖、酸的跨膜运输
• 1.3 主要生态因子对果实糖、酸代谢的影响
• 2 材料与方法
• 2.1 试验试材
• 2.1.1 园地选择
• 2.1.2 试验试材
• 2.2 试验设计方案
• 2.2.1 试验设计一
• 2.2.2 试验设计二
• 2.2.3 试验设计三
• 2.3 主要药品
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 园地生态学及植株生物学观测
• 2.4.2 室内测试分析
• 2.5 试验数据统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 罗脐果实发育过程中果实内糖和有机酸的积累
• 3.2 果实发育过程中果实内有机酸和糖代谢相关酶的研究
• 3.2.1 果实发育过程中的蔗糖代谢相关酶活性变化动态
• 3.2.2 果实发育过程中的有机酸代谢相关酶活性变化动态
• 3.3 糖酸比与果实糖酸代谢关键酶的关系
• 3.4 不同生境对果实有机酸和糖代谢及其相关酶的影响
• 3.4.1 不同生境下果实糖及有机酸含量的变化
• 3.4.2 不同生境下罗脐果实内有机酸代谢相关酶活性变化
• 3.4.3 不同生境下果实糖代谢相关酶活性变化
• 3.5 不同脐橙品种果实内糖酸代谢相关酶活性变化
• 3.5.1 不同脐橙品种果实含糖量的变化
• 3.5.2 不同脐橙品种果实发育过程中糖代谢相关酶活性比较
• 3.5.3 不同脐橙品种果实内有机酸含量变化
• 3.5.4 不同脐橙品种果实内有机酸代谢相关酶活性变化
• 3.6 主要生态因子与脐橙果实品质的关系
• 3.6.1 不同生境下脐橙果实品质分析
• 3.6.2 主要生态因子与果实糖酸比的灰色关联度分析
• 4 讨论
• 4.1 脐橙果实发育过程中果实内糖酸的积累
• 4.2 果实发育过程中果实内有机酸代谢相关酶的研究
• 4.3 糖酸比与果实糖酸代谢关键酶的关系
• 4.4 不同生境对果实有机酸和糖代谢及其相关酶的影响
• 4.4.1 不同生境下果实有机酸和糖含量的变化
• 4.4.2 不同生境下罗脐果实内有机酸代谢相关酶活性变化
• 4.4.3 不同生境下果实糖代谢相关酶活性变化
• 4.5 不同脐橙品种果实内糖酸代谢相关酶活性变化
• 4.5.1 不同脐橙品种果实内糖酸含量变化
• 4.5.2 不同脐橙品种果实发育过程中糖代谢相关酶活性比较
• 4.5.3 不同脐橙品种果实内有机酸代谢相关酶活性变化
• 4.6 主要生态因子与脐橙果实品质的关系
• 5 结论
• 6 论文的立意缘因与创新性
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 攻读博士学位期间发表的学术论文目录