菜用大豆子粒蔗糖积累过程中关键酶表达特征

选用6个基因型菜用大豆，根据子粒蔗糖含量，分成高低两组，在相同管理条件下种植于大田，对同一天开花的植株挂牌标记，从R5.5期开始，每间隔5天取样，剥离子粒为种皮、子叶和胚轴，测定各个组织的蔗糖含量，同步测定转化酶（酸性、中性）、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性变化，分析不同组织蔗糖分解酶、合成酶和净酶活性与蔗糖含量的关系及其在调解蔗糖合成中的作用，深入开展关键酶的合成位点及表达研究。.预期：量化不同组织三种酶在贮藏组织积累蔗糖的能力；判定菜用大豆子粒蔗糖代谢与积累的关键酶；确定基因型间子粒蔗糖积累差异的关键调控点。.项目将揭示"菜用大豆子粒中蔗糖积累的调控机制"，这一目前植物科学研究的前沿热点问题；调控位点及其表达研究将蔗糖积累与酶活性实质联系起来，在连接点上获取新知识；将为菜用大豆种质资源的鉴定评价，提高子粒蔗糖含量，改善食味品质提供理论依据。

利用蔗糖含量不同的三个菜用大豆品种，从籽粒蔗糖积累快速期开始取样，直至生理成熟，研究了籽粒全粒及其不同部位的关键酶表达及其与蔗糖积累的关系。研究发现子叶是籽粒蔗糖的主要贮藏场所，胚轴是籽粒中蔗糖相对含量最高的部位，子叶蔗糖含量高低与整个籽粒蔗糖含量多少密切相关。 蔗糖合成酶活性随籽粒的成熟呈下降趋势，在各个时期始终表现为胚轴中蔗糖合成酶活性表达最强。子叶和胚轴中蔗糖合成酶活性差异不明显。蔗糖磷酸合成酶活性在鼓粒始期R5.5-R6期和鼓粒末期R7期的差异很小，而在籽粒蔗糖含量最高的R6.2和R6.5期差异明显，其中子叶中的蔗糖磷酸合成酶活性表达最高。胚轴和子叶中酸性转化酶活性变化相似，从鼓粒始期到鼓粒末期始终维持在相对较低的水平，而种皮中酸性转化酶活性则远高于其他部位酸性转化酶的活性。不同部位中性转化酶的活性差异不明显。蔗糖磷酸合成酶活性与子叶（r=0.875**）和胚轴（0.595*）蔗糖含量呈显著正相关，是控制蔗糖合成的关键酶，而蔗糖合成酶(r=-0.560*)、酸性转化酶(r=-0.630*)和中性转化酶（r=-0.762**)活性与子叶中蔗糖含量显著负相关，所以主要起着控制蔗糖的分解作用。同时发现蔗糖合成方向的酶活性（SPS）-蔗糖分解方向的酶活性（SS+AI+NI）的活性与籽粒中蔗糖的含量呈显著正相关（r=0.530**），表明菜用大豆籽粒中的蔗糖代谢受到这几种关键酶的共同调节。