甜菜根中蔗糖代谢机理的初步探讨

【摘要】： 本论文利用池栽试验研究了在不同施氮形态及水平条件下甜菜叶片及根体中氮代 谢关键酶（硝酸还原酶NR）与蔗糖代谢关键酶（蔗糖合成酶SS、蔗糖磷酸合成酶SPS及 转化酶Inv）的活性变化规律。通过对各酶在各期的同步测定及糖分积累期开始对块根 的分区测定，根据对各酶在不同时期表现特点的分析，初步探讨了根中蔗糖代谢与积 累的内在机理。 研究结果表明：不同施氮水平与氮糖代谢酶活性在各个生育时期大多表现出较为 显著的相关关系，并且不同时期其相关显著性不同；同时，不同形态氮素对各酶活性 及块根产量、蔗糖含量等均有不同影响。 在整个生育期间，叶片中NR、SPS、SS的变化均呈现出一定的相互配合，协调 进行的变化规律。叶片NR活性的变化曲线与SPS、SS分解相近；SS的合成与分解 活性大致呈相反变化，表现出自身协调性。高的氮同化能够刺激高的碳同化，即“碳 氮互作，共同调节”这一机制在叶片的NR、SPS及SS的活性变化上有一定体现。 不同形态氮素对甜菜体内各酶的影响存在差异。硝态氮处理下的叶片NR，SPS 活性普遍大于氨态氮处理结果，说明硝态氮对碳氮同化的关键酶具有更大的促进作用， 硝态氮更有利于枝叶的繁茂及整个生物量的积累。另外，较之氨态氮，硝态氮更能促 进SS的分解活性，同时抑制其合成活性。 同样，不同生育时期的干物质积累，收获期蔗糖含量，块根产量及蔗糖产量在不 同氮肥处理条件下表现不同。简而言之，硝态氮促进生长量的积累，但不平行增加块 根含糖；氨态氮有利于提高含糖，但植株生长量逊于前者。 根中蔗糖调节关键酶——SS在合成方向上的活性高峰出现在8月下旬9月上旬 间，而其分解活性高峰出现在8月中旬，说明SS的调节作用在块根增长期既已开始， 并一直延续至生育期末在糖分积累期。根头中SS在分解与合成两方面都有较强活性， 均高于根体及根尾。说明根头库在控制块根同化物方面起有重要作用，并且这一过程 主要主要由SS完成。 根中SPS活性变化与块根不同区域含糖率之间表现出对应关系，即根尾大于根体 大于根头，并都略呈上升趋势。根中中性Inv活性在前期稍高，中期很低，后期又有 所的回升，但幅度不大；并在根中不同部位呈有规律表现，即根头大于根体大于根尾。 由于根中蔗糖代谢是一个与地上部相对独立的过程，并受到根部生理结构等多种因素 的影响，因此在检测有关各酶活性变化的同时，从追踪新近吸收的碳的命运归宿入手 应是解决问题的另一关键。