蔗糖积累型番茄果实糖卸载路径及其蔗糖积累机理研究

Tomato is a typical hexose accumulation plant.In this studying, we are going to use fruit sucrose accumulate mutant tomato and its wild type as materials, analyzing the change of sugar content during fruit development and the key enzymes activity in sucrose metabolism to study the variation of fruit sugar in sugar metabolism pathway.QRT-PCR is used to analyze gene expression pattern of the key enzymes in sucrose metabolism during fruit development, while ,the cellular pathway of sugar unloading is being elucidated by the technology of Confo-cal and TEM. On this basis, we analyse the different types of sucrose transporters expression pattern to determine the transporters which plays a key role during fruit development. Further more,western blotting and colloidal gold immunoelectron microscopic technique are used to explore the function of sucrose transport protein in fruit unloading pathway. Through the above research, we try to clarify the sugar unloading pathway and sucrose accumulation metabolism to provide scientific evidences in tomato fruit quality regulation.

番茄是典型的果实己糖积累型植物，本项目拟以果实蔗糖积累型的番茄突变体和其野生型（果实己糖积累型）番茄为试材，通过分析果实生长发育过程中糖含量变化、蔗糖代谢途径关键酶活性及其荧光定量基因表达水平，探明蔗糖积累型番茄果实糖代谢途径的变化。利用激光共聚焦扫描显微镜和透射电子显微镜确定果实发育过程中糖卸载的细胞学路径，在此基础上，分析不同类型的蔗糖转运蛋白的表达水平，确定在蔗糖积累型番茄果实发育中起关键作用的转运蛋白；进一步通过Western blotting与胶体金免疫电镜技术，探明蔗糖转运蛋白在果实糖卸载过程中的作用。通过以上研究，可望阐明蔗糖积累型番茄果实糖卸载路径及蔗糖积累机理，以期为番茄果实糖代谢调控提供科学的理论依据。

番茄是典型的果实己糖积累型植物，本项目以果实蔗糖积累型番茄和己糖积累型番茄为试材，初步阐明蔗糖积累型番茄果实糖卸载路径及蔗糖积累机理，以期为番茄果实糖代谢调控提供科学的理论依据。主要结果如下：1、发现蔗糖积累型番茄的品质优于己糖积累型，蔗糖积累型番茄品种S型果实Vc含量、可溶性总糖含量、糖酸比以及番茄红素含量在成熟期高于己糖积累型番茄，蔗糖的积累影响了其它品质因子，蔗糖积累型番茄具有作为商品价值高的栽培品种的潜力。2、通过分析果实生长发育过程中糖含量变化、蔗糖代谢途径关键酶活性，在蔗糖积累和与蔗糖合成和分解相关的不同酶活性之间建立一个联系，酸性转化酶活性蔗糖积累型番茄果实在整个果实发育时期维持在较低的水平。蔗糖磷酸合成酶活性在蔗糖积累型番茄果实在成熟期显示了较高的酶活性。随着蔗糖含量的提高，SPS酶活性也随之提高。3、通过透射电子显微镜观察两种积累型番茄果实超微结构，发现在始熟期前CC/PCs之间存在胞间连丝, 果实韧皮部和周围薄壁细胞之间存在共质体联系, 同化物能够通过共质体途径从韧皮部运输到周围薄壁细胞中。始熟期后CC/PCs之间没有发现胞间连丝，存在共质体隔离，同化物运输主要通过质外体途径。利用激光共聚焦扫描显微镜观察不同发育时期CF在蔗糖积累型番茄果实维管束中的分布卸载情况，果实发育始熟期伴随共质体和质外体卸载途径的转变提供了明确的证据。4、蔗糖磷酸合成酶基因表达量在己糖积累型番茄中各组织部位呈逐渐增加的趋势，在蔗糖积累型番茄中呈下降的趋势；蔗糖合成酶、酸性转化酶基因表达量在蔗糖积累型番茄主要组织部位（外中内果皮）中高于己糖积累型番茄果实的表达量。结合可溶性糖和基因变化趋势分析表明，从整体上看，在果实发育成熟时期，LeSUT4和 LeSUT2在蔗糖积累型番茄果实S内果皮组织部位表达量相对较高，在己糖积累型番茄中表达量较低，因此，蔗糖合成酶、酸性转化酶和蔗糖转运蛋白（LeSUT4和 LeSUT2）在蔗糖积累型番茄果实发育过程中发挥着重要的作用。