低磷胁迫对不同品系番茄蔗糖转运的影响

【作者】 于新超； 王晶； 姜晶；

【机构】 沈阳农业大学园艺学院设施园艺省部共建教育部重点实验室辽宁省设施园艺重点实验室；

【摘要】 蔗糖运转蛋白又是蔗糖在番茄植株体内运输的重要载体。低磷胁迫是番茄生长发育过程中常见的逆境。作为能源物质的糖类是否也作为信号分子,协同相关酶类调控低磷胁迫尚不清楚。在水培条件下通过设定低磷胁迫条件,对碳水化合物和相关酶进行测定并鉴定糖转运蛋白在不同耐性的番茄和番茄不同部位的表达情况,以验证番茄蔗糖运转蛋白在低磷胁迫下的表达情况,以期提高生产品质,为实际生产提供理论依据。不同基因型的番茄高代自交系9号和30号分别为耐低磷番茄品系和低磷敏感品系。果糖,葡萄糖,蔗糖含量用高效液相分析仪Agilent 1260测定,淀粉采用蒽酮法测定。并测定蔗糖转化酶、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性。总RNA提取采用Trizol法进行提取。实时定量PCR使用iQ5实时荧光定量PCR仪。结果显示,番茄植株中4种碳水化合物含量所占比例具有明显的差异,其中淀粉在根、茎、叶中含量均较低,果糖、葡萄糖和蔗糖在植株的地上部分含量较高,而在根部较低。从蔗糖代谢的关键酶的变化来看,对番茄根茎叶糖类积累量起到主要作用的是蔗糖中性和酸性转化酶,其活性高,变化趋势相同。30号品系中的转化酶含量均有不同程度的降低,与其糖含量的多少对应,原因可能是其为磷敏感品种,经过低磷处理后不适应而导致代谢紊乱,重要的糖物质降低。在9号品系中转化酶含量均是根中降低,而茎叶中含量较高,低磷条件下,根部趋于积累葡萄糖和果糖,酶含量较少防止其重新合成蔗糖,而茎叶中含量较高是因为茎中趋于分解蔗糖,利于维持生理代谢活动。编码蔗糖转运蛋白的基因有SUT1、SUT2和SUT4。其中SUT1主要在根、茎和叶中有表达,但在叶中大量表达。这可能是因为SUT1类蔗糖转运蛋白大多定位在韧皮部伴胞上,并由源到库运输。SUT2主要在根组织表达,其他部位表达不明显。而SUT4仅在叶中有表达。这可能是因为SUT2和SUT4蛋白均位于筛管的质膜上。综合来讲,蔗糖转运蛋白SUT参与了番茄对低磷胁迫的反应,而且在叶片中蔗糖转运蛋白的表达量随着昼夜节律而波动。更多还原