我校國(guó)家自然科學(xué)基金《甜菜根中蔗糖的運(yùn)輸、代謝與積累機(jī)制及其調(diào)控途徑》通過(guò)驗(yàn)收

由馬鳳鳴教授主持的國(guó)家自然科學(xué)基金《甜菜根中蔗糖的運(yùn)輸、代謝與積累機(jī)制及其調(diào)控途徑》通過(guò)驗(yàn)收。

主要技術(shù)內(nèi)容：選用3個(gè)典型品種，通過(guò)飼喂14CO2與否的反向試驗(yàn)、抑促氮糖代謝的交叉試驗(yàn)。示蹤14C光合產(chǎn)物比活度梯度；有無(wú)PCMBS條件下檢測(cè)浸泡于不同濃度14C蔗糖、甘露醇溶液中根組織圓片的ATPase活性；掃描電鏡觀察貯糖組織超微結(jié)構(gòu)；同步測(cè)定SS、SPS、AI、NI和UDPG焦化磷酸酶活性動(dòng)態(tài)及與酶活性相伴產(chǎn)物的含量變化。①判定蔗糖運(yùn)輸途徑中的限速階段及跨膜運(yùn)輸是否為蔗糖輸入的控制點(diǎn)；②探討細(xì)胞膨壓對(duì)蔗糖積累的調(diào)節(jié)及貯藏組織對(duì)蔗糖再貯積的潛力；③明確制約根中蔗糖代謝與積累的關(guān)鍵酶及蔗糖代謝的機(jī)制；④篩選出氮素?cái)?shù)量、形態(tài)與比例并配合PGR等的調(diào)控途徑。項(xiàng)目將揭示“甜菜根中蔗糖的運(yùn)輸、代謝與積累機(jī)制”，目前植物科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，調(diào)控途徑的研究將蔗糖與氮素兩大代謝聯(lián)系起來(lái)，在交叉點(diǎn)上獲取新知識(shí)，為高糖種質(zhì)資源的鑒定評(píng)價(jià)與改造利用及制定合理栽培措施提供理論依據(jù)。

選用3個(gè)典型甜菜品種，在田間框栽和室內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的條件下，通過(guò)飼喂14C與否的反向試驗(yàn)和促糖抑氮的交叉試驗(yàn)，研究了根中蔗糖運(yùn)輸代謝和積累機(jī)制及調(diào)控途徑。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在甜菜各生育時(shí)期，不同器官14C光合產(chǎn)物放射性比活度排序?yàn)椋喝~片>葉柄>根，在甜菜塊根增長(zhǎng)期與糖分積累期，14C飼喂48 h后，根組織中14C比活度排序?yàn)樘乔?維管束>根頭，表明此生育時(shí)期存在一個(gè)蔗糖運(yùn)輸與積累的限制路徑；相關(guān)的蔗糖代謝酶活性的變化與糖分積累的關(guān)系表現(xiàn)為：塊根可溶性總糖含量與SPS、SS分解方向、NI和AI活性間相關(guān)關(guān)系不顯著，而與SS合成方向活性在塊根增長(zhǎng)期呈顯著正相關(guān)；塊根組織圓片浸泡于蔗糖與甘露醇溶液的試驗(yàn)表明，在糖分積累后期塊根仍有積累蔗糖的潛力；根中Mg2+-ATPase活性與根中可溶性總糖呈正相關(guān)，與甜菜根的成熟進(jìn)程正相關(guān)；通過(guò)旋轉(zhuǎn)回歸試驗(yàn)優(yōu)化了最高產(chǎn)糖量所需的田間試驗(yàn)條件：當(dāng)硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、鎂及磷分別為48.98、61.0、23.9和120 kg·hm-2時(shí)甜菜產(chǎn)糖量最高。