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甜菜糖蜜處理對(duì)番茄幼苗生長和糖轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

2024-10-29 00:00:00朱建偉李佳琦劉碩陳春燕劉根忠張旭馬方放包志龍
關(guān)鍵詞:蔗糖番茄

關(guān)鍵詞:番茄;甜菜糖蜜;蔗糖;蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白;碳水化合物的分配

番茄(SolanumlycopersicumL.)是世界上最重要的蔬菜作物之一,其全球年產(chǎn)量已達(dá)1.7億t,在蔬菜作物中位居首位[1]。生物刺激物是指一類含有微生物或其他特定成分的化學(xué)物質(zhì),施于植株周圍時(shí),能夠激發(fā)植株的生理反應(yīng),促進(jìn)養(yǎng)分吸收并增強(qiáng)其抗逆性[2]。生物刺激物主要分為8類:氨基酸類、有益微量元素類、腐殖酸類、水溶性無機(jī)鹽類、復(fù)合有機(jī)物質(zhì)類、幾丁質(zhì)、藻萃取物與植物藥類和殼聚糖衍生物類[3,4]。甜菜糖蜜屬于藻萃取物與植物藥類,來源于甜菜糖廠的末次母液,糖分高,經(jīng)稀釋后,可作為一種植物源的肥料添加劑或生物刺激物來使用[5]。在生產(chǎn)上,植物糖蜜通過根部灌施或者葉面噴施的方式,已被證明可以改善土壤的活性[9],提升植株氮素和磷素營養(yǎng)的吸收[6],增強(qiáng)植物對(duì)干旱或脅迫的耐受能力[7]等。甜菜糖蜜主要包含多種糖類物質(zhì)(包括多糖、蔗糖和單糖),其次為必需氨基酸[8],礦物元素如氮磷鉀鎂鈣等和維生素等[9-11],這些成分均對(duì)植物生長均有促進(jìn)作用。其中,糖類物質(zhì)在植物的碳水化合物長距離轉(zhuǎn)運(yùn)和植株生長發(fā)育中扮演著關(guān)鍵角色。如蔗糖,作為光合作用產(chǎn)物,是植物韌皮部長距離轉(zhuǎn)運(yùn)的主要碳水化合物,直接參與調(diào)控植株的整體發(fā)育,為植物初生和次生代謝提供最直接的碳源。蔗糖的跨膜運(yùn)輸和分配主要受到蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(sucrosetransporter,SUT)的調(diào)控[12]。SUTs介導(dǎo)蔗糖從質(zhì)外體到韌皮部運(yùn)輸以及蔗糖從韌皮部到庫器官的運(yùn)輸[13]。SUTs是具有蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)活性的載體,廣泛存在于高等植物的細(xì)胞和組織中[14,15]。因此,蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SUTs在蔗糖由源向庫轉(zhuǎn)運(yùn)途徑中發(fā)揮著重要作用。除了作為代謝物質(zhì)和能量的來源,糖類物質(zhì)(蔗糖為主)經(jīng)葉片噴施可通過糖信號(hào)通路誘導(dǎo)植株調(diào)控代謝基因、轉(zhuǎn)運(yùn)子基因、逆境應(yīng)答基因以及轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)[16],從而系統(tǒng)性改變植株的發(fā)育,這為甜菜糖蜜作為一種糖類生物刺激物提供了理論依據(jù)。

盡管生物刺激物在植物生長發(fā)育調(diào)控方面的應(yīng)用已有研究,但甜菜糖蜜對(duì)番茄幼苗生長的影響還未見報(bào)道,尤其是甜菜糖蜜所含有的糖類物質(zhì)如何調(diào)控植物體內(nèi)的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白繼而影響糖類代謝物的分配尚不清晰。本文通過研究甜菜糖蜜對(duì)番茄葉片糖轉(zhuǎn)運(yùn)的影響從而介導(dǎo)番茄幼苗生長,以期為甜菜糖蜜在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為番茄栽培品種‘Heinz1706’,正常條件下以體積比1∶1∶2的比例在蛭石、珍珠巖和土壤混合基質(zhì)中進(jìn)行播種,萌發(fā)后,在光周期16h/8h(晝/夜)、晝夜溫度循環(huán)25℃/20℃、光照強(qiáng)度200μmol·m?2·s?1和相對(duì)濕度50%的條件下生長。

1.2 生物刺激物處理

本試驗(yàn)所使用甜菜糖蜜的總糖含量為0.7129g/mL;蔗糖含量為0.5390g/mL,葡萄糖0.0945g/mL,果糖0.0008g/mL;即蔗糖含量為總糖含量的75.60%,為甜菜糖蜜的主要糖類物質(zhì);測(cè)定的具體方法見1.4,參考由繼紅[17]的研究。當(dāng)‘Heinz1706’幼苗生長至五葉一心時(shí),采用噴霧器對(duì)番茄幼苗葉片進(jìn)行甜菜糖蜜(300倍稀釋)處理,對(duì)照組使用水進(jìn)行處理,每株均噴施約30mL,每7d施用1次,共處理15d。在處理后0、12、24、36、48h,分別取莖尖、莖、葉片和根系樣品,進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析以及糖含量的測(cè)定。

在處理第15天,分別采集處理組與對(duì)照組各5株代表性幼苗的地上和地下部分,以分析甜菜糖蜜處理對(duì)番茄植株生長發(fā)育的影響;其中涉及到葉片的生理測(cè)定試驗(yàn)是在發(fā)育程度相似、完全展開的第五或第六片功能葉上展開的。

1.3 RNA提取和實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析

用VeZolReagent試劑盒(諾唯贊)提取各組織總RNA,用HiScriptⅢRTSuperMixforqPCR(+gDNAwiper)(諾唯贊)反轉(zhuǎn)錄為cDNA。以cDNA為模板,用SYBR?GreenPCRMasterMix試劑盒(諾唯贊)進(jìn)行qRT-PCR反應(yīng),檢測(cè)基因的組織特異性表達(dá)以及處理后不同部位的基因表達(dá)。20μL反應(yīng)體系為:2×SYBR?GreenPCRMasterMix10μL,上游引物(10μmol·L-1)和下游引物(10μmol·L-1)各0.8μL,cDNA2.0μL和ddH2O6.4μL。qRT-PCR反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性10min;95℃變性15s,58℃退火15s,72℃延伸10s。以SlActin作為內(nèi)參基因,每樣本3次重復(fù),使用2-ΔΔCt方法計(jì)算目的基因表達(dá)量。所需的引物詳見表1。

1.4 糖含量的測(cè)定

采用改進(jìn)的3,5-二硝基水楊酸(DNS)比色法[18,19]對(duì)番茄葉片中還原性糖含量進(jìn)行測(cè)定。將樣品用液氮磨成粉末,用80%的乙醇溶液重復(fù)提取上清,加入0.4g活性炭吸附色素。取100μL提取產(chǎn)物,依次加入400μL去離子水,250μL3,5-二硝基水楊酸(10mg/mL),95℃加熱5min后,用酶標(biāo)儀(BIO-TEKSynergyH4Hybrid,美國)測(cè)定520nm處吸光度。以0,100,200,300,400μg/mL的葡萄糖溶液,作還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。還原糖標(biāo)曲:y=0.0056x+0.0957(R2=0.991)

采用改進(jìn)的蒽酮比色法[20,21]對(duì)番茄葉片中蔗糖和總糖含量進(jìn)行測(cè)定。取100μL上述提取產(chǎn)物,加入25μL30%KOH,95℃加熱15min后,加入875μL蒽酮試劑(1.5mg/mL),95℃加熱15min,測(cè)定620nm處的吸光度。以0,50,100,150,200μg/mL的蔗糖溶液,作蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線。蔗糖標(biāo)曲:y=0.0249x-0.001(R2=1.000)

取25μL上述提取產(chǎn)物,加入875μL蒽酮試劑(1.5mg/mL),95℃加熱15min,測(cè)定620nm處的吸光度。以0,20,40,60,80μg/mL的葡萄糖溶液,作總糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線??偺菢?biāo)曲:y=0.0498x-0.0016(R2=0.982)

1.5 葉綠素含量測(cè)定

采用SPAD-502葉綠素儀(KonicaMinolta,日本)測(cè)量番茄第六片功能葉的無損葉綠素含量。

對(duì)番茄第六片葉進(jìn)行打孔,取四個(gè)葉圓片,采用80%丙酮研磨法[22]提取葉綠素,用酶標(biāo)儀測(cè)定在663nm、647nm、470nm下吸光度。具體計(jì)算公式如下:

Chla=12.21*A663-2.81*A647

Chlb=20.13*A647-5.03*A663

1.6 光合參數(shù)的測(cè)定

采用CIRAS-3便攜式光合光合儀(PPSystem,美國),在環(huán)境CO2(360ppm)、光子通量密度為600μmol·m?2·s?1、蒸汽壓差(VPD)為1.9~2kPa、空氣溫度為23±1℃的條件下,于上午9:00-12:00測(cè)定第六片功能葉的凈光合速率(Netphotosyntheticrate,Pn)和胞間CO2濃度(Ci)。

1.7 植物生長表型的測(cè)量

使用尼康相機(jī)D7100(日本光學(xué)工業(yè)株式會(huì)社,日本)對(duì)植株進(jìn)行拍照后使用ImageJ(https://imagej.nih.gov/ij/)軟件測(cè)量株高、莖粗、冠幅、葉片面積。

株高:自番茄莖基部起量至生長點(diǎn);莖粗:測(cè)量番茄植株第一片真葉下1cm處;冠幅:測(cè)量番茄植株東西和南北方向的長度,結(jié)果取平均值;葉面積:測(cè)量番茄第五葉完全展開的面積。

1.8 根系形態(tài)學(xué)特征及植株干鮮重的測(cè)定

將番茄幼苗從近地面部分剪斷,地面以上為地上部,地面以下為地下部,用MettlerToledoME820電子天平(梅特勒-托利多,瑞士)測(cè)量其地上部鮮重。將地上部植株裝進(jìn)紙袋中,放入烘箱,60℃干燥至恒重,待其完全烘干后用電子天平稱量地上部干重。用水沖洗干凈地下部的根系,用萬深LA-S根系分析系統(tǒng)(杭州萬深檢測(cè)科技有限公司,中國)測(cè)定根表面積、根體積、根平均直徑、根長。用紙將水分吸干后,用電子天平稱地下部鮮重,稱重完成后同樣放入60℃烘箱干燥至恒重后,測(cè)量地下部干重。

1.9 數(shù)據(jù)分析

本研究使用ImageJ軟件采集表型數(shù)據(jù),利用MicrosoftExcel軟件作圖,通過R軟件進(jìn)行相關(guān)性分析,隨后用IBMSPSSStatistics軟件的單因素的鄧肯檢驗(yàn)或T檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜菜糖蜜處理對(duì)番茄植株生長的影響

為了研究甜菜糖蜜處理對(duì)番茄植株生長的影響,我們測(cè)定了處理15d后的植株生長表型。由圖1可知,與對(duì)照相比,處理后的番茄植株在株高、莖粗、冠幅、葉片面積、根表面積、根體積、根長、根平均直徑、地上部干重、地上部鮮重、地下部干重、地下部鮮重分別增加了27.2%、10.6%、20.6%、61.8%、20.3%、25.3%、24.2%、11.0%、25.1%、26.3%、21.4%和33.2%。這說明甜菜糖蜜處理能夠促進(jìn)番茄幼苗的生長。

2.2 甜菜糖蜜處理對(duì)番茄植株葉綠素合成、光合作用的影響

葉綠素是植物光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ),而光合作用最終決定植物的生長和作物產(chǎn)量。此外,葉綠素a/葉綠素b(Chla/Chlb)比值的大小反應(yīng)了植物對(duì)紅光及藍(lán)紫光的吸收程度,其比值大能夠促進(jìn)植物吸收紅光,而其比值小能夠促進(jìn)植物吸收藍(lán)紫光。因此,我們分析了甜菜糖蜜處理對(duì)番茄幼苗的葉綠素含量以及光合能力的影響。由圖2可知,經(jīng)過甜菜糖蜜處理的番茄幼苗的葉綠素總含量(Chla+Chlb)和Chla/Chlb值顯著高于對(duì)照,分別增加了17.2%與13.6%。番茄幼苗的凈光合速率(Pn)比對(duì)照增長了32.7%,而胞間CO2濃度(Ci)則下降了16%。以上結(jié)果表明,甜菜糖蜜處理能夠促進(jìn)番茄葉綠素的合成并增強(qiáng)光合作用。

2.3 番茄源庫組織的含糖量受甜菜糖蜜的影響

為了確定甜菜糖蜜是否能影響植株體內(nèi)的糖含量,我們使用甜菜糖蜜噴施番茄的下部葉片,并測(cè)定了48h內(nèi)不同組織中還原性糖、蔗糖和總糖的變化趨勢(shì)(圖3)。在番茄莖尖組織中,還原糖含量在甜菜糖蜜處理后12、36和48h顯著高于對(duì)照處理,蔗糖含量在甜菜糖蜜處理后24、36和48h顯著高于對(duì)照處理,而總糖含量在甜菜糖蜜處理后12至48h均顯著高于對(duì)照處理。

在番茄莖稈中,還原糖含量在甜菜糖蜜處理后12和36h顯著低于對(duì)照處理,而在24h顯著高于對(duì)照處理,蔗糖含量在甜菜糖蜜處理后12h顯著低于對(duì)照處理,而在24和48h顯著高于對(duì)照處理,而總糖含量在甜菜糖蜜處理后12至48h均顯著高于對(duì)照處理。

在番茄葉片中,還原糖含量在甜菜糖蜜處理后12h顯著高于對(duì)照處理,36h顯著低于對(duì)照處理,蔗糖含量在甜菜糖蜜處理后12至36h均顯著高于對(duì)照處理,總糖含量在甜菜糖蜜處理后12至48h均顯著高于對(duì)照處理。在番茄根中,還原糖含量在甜菜糖蜜處理后12、24和48h顯著高于對(duì)照處理,蔗糖含量在甜菜糖蜜處理后24和48h顯著高于對(duì)照處理,而36h顯著低于對(duì)照處理,總糖含量在甜菜糖蜜處理后12、36和48h均顯著高于對(duì)照處理

2.4 SlSUTs的組織表達(dá)模式分析

番茄基因組中含有三個(gè)SlSUT基因(SlSUT1:Solyc11g017010、SlSUT2:Solyc05g007190和SlSUT4:Solyc04g076960)。為了明確SlSUTs的組織表達(dá)模式,我們利用qRT-PCR檢測(cè)了SlSUTs基因在根、莖、葉、花芽、完全開放花、12d大小果實(shí)、綠果及紅果中的表達(dá)量。結(jié)果如圖4所示,SlSUT1在根部的表達(dá)最高,葉片與花的表達(dá)次之,在莖部與果實(shí)的表達(dá)較低。SlSUT2的表達(dá)在花芽處最高,其余的組織表達(dá)趨于相對(duì)一致。SlSUT4在根部、花芽及花的表達(dá)較高,葉片及果實(shí)中的表達(dá)較低。這些結(jié)果說明SlSUTs在番茄植株的營養(yǎng)生長期和生殖生長期都有可能參與糖的運(yùn)輸和分配。

2.5 SlSUTs響應(yīng)甜菜糖蜜處理

為了分析SlSUTs的轉(zhuǎn)錄是否響應(yīng)甜菜糖蜜處理,我們檢測(cè)了48h內(nèi)不同組織中SlSUTs基因的表達(dá)(圖5)。在番茄莖尖中,SlSUT1在處理后12、36和48h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,SlSUT4在處理后12和36h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,而SlSUT2在處理后24和36h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,48h的表達(dá)量顯著低于對(duì)照處理。在番茄莖稈中,SlSUT1在處理后12、36和48h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,SlSUT4在處理后24、36和48h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,而SlSUT2在處理后12、36和48h的表達(dá)量顯著低于對(duì)照處理。在番茄葉片中,SlSUT1在處理后12和36h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,SlSUT2在處理后12、36和48h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理。在番茄根中,SlSUT1在處理后12和26h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,而24和48h的表達(dá)量顯著低于對(duì)照處理;SlSUT2在處理后24和36h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,而48h的表達(dá)量顯著低于對(duì)照處理;SlSUT4在處理后12和36h的表達(dá)量顯著高于對(duì)照處理,而48h的表達(dá)量顯著低于對(duì)照處理。這些結(jié)果說明,SlSUTs響應(yīng)甜菜糖蜜處理,并且處理后SlSUTs基因的時(shí)空表達(dá)模式存在明顯差異。

2.6 番茄不同組織中SlSUTs基因變化與糖組分含量的相關(guān)性分析

為了進(jìn)一步明確甜菜糖蜜處理引起的植株體內(nèi)糖含量變化與SlSUTs之間的關(guān)系,我們對(duì)不同組織中的糖含量和SlSUTs表達(dá)量進(jìn)行了相關(guān)性分析。在番茄莖尖組織中,SlSUT1的表達(dá)與還原糖和蔗糖含量的變化呈顯著正相關(guān),SlSUT2的表達(dá)與蔗糖和總糖含量的變化呈顯著正相關(guān),而SlSUT4的表達(dá)只與還原糖含量的變化呈顯著正相關(guān)(圖6A)。在番茄莖稈中,SlSUT1的表達(dá)只與總糖含量的變化呈顯著正相關(guān),SlSUT4的表達(dá)與蔗糖和總糖含量的變化呈顯著正相關(guān),而SlSUT2的表達(dá)與還原糖含量的變化呈顯著正相關(guān),與蔗糖和總糖含量的變化呈顯著負(fù)相關(guān)(圖6B)。在番茄葉片中,SlSUT1的表達(dá)與還原糖和蔗糖含量的變化呈顯著正相關(guān),而SlSUT2和SlSUT4的表達(dá)與蔗糖和總糖含量的變化呈顯著正相關(guān)(圖6C)。在番茄根中,只有SlSUT1的表達(dá)與蔗糖含量的變化呈顯著負(fù)相關(guān),而SlSUT2和SlSUT4的表達(dá)與還原糖、蔗糖和總糖含量變化之間沒有顯著相關(guān)性。上述結(jié)果表明,外施甜菜糖蜜會(huì)通過影響不同組織中SlSUTs的表達(dá)從而促進(jìn)糖轉(zhuǎn)運(yùn)以及在不同組織中的再分配。

3 討論

生物刺激物可以促進(jìn)植物營養(yǎng)利用效率,增強(qiáng)抗逆性,提高作物產(chǎn)量品質(zhì),其成分包括腐殖酸,黃腐酸,蛋白水解產(chǎn)物,海藻或植物提取物,殼聚糖,無機(jī)化合物和益生真菌和細(xì)菌等[4]。盡管生物刺激物在植物生長發(fā)育調(diào)控方面的應(yīng)用已有研究,但甜菜糖蜜對(duì)番茄營養(yǎng)生長的影響還未見報(bào)道。營養(yǎng)生長時(shí)期的均衡生長影響園藝作物的果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[23]。番茄葉片進(jìn)行光合作用,生成碳水化合物如蔗糖,是主要的源器官;莖尖的光合能力弱,為弱源強(qiáng)庫;而根系組織不具備光合能力,是庫器官。前人研究發(fā)現(xiàn),葉面噴施蔗糖能夠提高弱光脅迫下南瓜幼苗生長和光合作用能力,并促進(jìn)了換錦花小鱗莖的發(fā)生[24,25]。目前,雖無直接證據(jù)表明植物葉片可以直接吸收蔗糖或其他糖類物質(zhì),但外源施用蔗糖可作為一種信號(hào)分子啟動(dòng)植物的應(yīng)答和反應(yīng)[26],參與調(diào)控植株的整體發(fā)育;在這一過程中,大量試驗(yàn)證據(jù)表明很多基因的表達(dá)均可發(fā)生變化。本研究發(fā)現(xiàn),甜菜糖蜜噴施番茄幼苗葉片12h后,3個(gè)SlSUT基因在根部的表達(dá)均有顯著升高,佐證了這一觀點(diǎn)。另外,甜菜糖蜜處理提高番茄葉片中葉綠素含量和光合作用效率,特別是增加了葉片中蔗糖的積累,說明葉片的光合初生代謝能力顯著增強(qiáng)。蔗糖,作為番茄植株長距離運(yùn)輸?shù)闹饕妓衔?,在源庫組織中分解成葡萄糖和果糖,隨后通過磷酸化生成磷酸己糖,參與糖酵解、三羧酸循環(huán)等初生代謝通路,為植物的生長發(fā)育提供碳源和能量,具重要作用[27,28]。因此我們檢測(cè)了不同組織中還原性糖、蔗糖和總糖的含量。在不同的番茄組織中,甜菜糖蜜處理后總糖含量均有顯著升高,說明甜菜糖蜜確實(shí)可以促進(jìn)葉片光合初生代謝,增加碳水化合物的合成和轉(zhuǎn)運(yùn),葉片中蔗糖含量的顯著增加直接證明了這一觀點(diǎn);而莖稈中逐步上升的總糖含量進(jìn)一步佐證了我們的發(fā)現(xiàn),說明植株內(nèi)糖遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)男曙@著增強(qiáng),糖可以更有效地運(yùn)輸至庫器官或光合能力較弱的綠色組織。更有意思的是,糖類物質(zhì)在根組織中的積累明顯不如莖尖組織,說明甜菜糖蜜更多地促進(jìn)葉片中的糖向上運(yùn)輸而不是向下運(yùn)輸。此外,莖尖中還原性糖的含量在處理的各個(gè)階段都顯著高于對(duì)照,其他三類植物組織均未表現(xiàn)出如此明顯的積累;還原性糖一般包括葡萄糖、果糖和半乳糖等,而葡萄糖和果糖是由蔗糖經(jīng)長距離運(yùn)輸?shù)诌_(dá)庫器官后降解生成的單糖,是植物呼吸代謝的直接底物[29]。莖尖作為分生較為活躍的組織,具有一定的光合能力,但總體來說是代謝活動(dòng)很強(qiáng)的庫組織,因此,這些結(jié)果說明,甜菜糖蜜可以促進(jìn)葉片向莖尖的蔗糖傳輸,且可增強(qiáng)莖尖的代謝活性,系統(tǒng)性平衡地上、地下部的生長速率??偟膩碚f,碳水化合物合成的增加,源庫器官間運(yùn)輸以及分配的加強(qiáng)可能是甜菜糖蜜促進(jìn)番茄植株地上部和地下部生長的主要原因。

糖在源庫器官間的運(yùn)輸與分配需要糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的參與,其中蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)子SUT家族主要負(fù)責(zé)將蔗糖運(yùn)輸進(jìn)韌皮部[30]。番茄基因組中含有三個(gè)SlSUT基因,SlSUT1是一個(gè)高親和力的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,主要負(fù)責(zé)將質(zhì)外體中的蔗糖運(yùn)輸至韌皮部,同時(shí)在長距離運(yùn)輸中起著非常重要的作用[31]。甜菜糖蜜處理促進(jìn)了SlSUT1基因在各個(gè)組織中的表達(dá),其表達(dá)模式與莖尖和葉片中的蔗糖和還原糖積累呈顯著正相關(guān),說明甜菜糖蜜增強(qiáng)了糖轉(zhuǎn)運(yùn)能力。SlSUT2被認(rèn)為是感知細(xì)胞外蔗糖濃度變化,從而調(diào)控SlSUT1和SlSUT4介導(dǎo)的蔗糖在細(xì)胞膜上的運(yùn)輸[32]。甜菜糖蜜處理促進(jìn)了SlSUT2基因在莖尖和葉片中的表達(dá),說明SlSUT2也參與了蔗糖在葉片和莖尖組織中的轉(zhuǎn)運(yùn),但是抑制了SlSUT2基因在莖中的表達(dá),這可能是由于大量蔗糖被轉(zhuǎn)運(yùn)至庫器官導(dǎo)致莖中蔗糖含量少,降低了對(duì)SlSUT2基因的誘導(dǎo)表達(dá)。SlSUT4是一個(gè)低親和力的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,與SlSUT1互作,減弱SlSUT4功能可以促進(jìn)SlSUT1介導(dǎo)蔗糖向莖尖轉(zhuǎn)運(yùn)[32]。甜菜糖蜜促進(jìn)了SlSUT4基因在各個(gè)組織中的表達(dá),其表達(dá)模式與莖稈和葉片中的蔗糖和總糖含量呈正相關(guān),說明SlSUT4在莖稈和葉片的糖轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起著重要作用。因此,甜菜糖蜜通過調(diào)節(jié)蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)子SlSUT基因的時(shí)空表達(dá)變化,影響蔗糖在源庫之間運(yùn)輸與分配。

4 結(jié)論

綜上所述,研究結(jié)果表明甜菜糖蜜可能是通過調(diào)節(jié)SlSUT基因的時(shí)空表達(dá)變化,增強(qiáng)光合產(chǎn)物糖由源向庫器官轉(zhuǎn)運(yùn),促進(jìn)番茄營養(yǎng)生長時(shí)期地上部和地下部的生長,為甜菜糖蜜在園藝作物生產(chǎn)上的應(yīng)用提供了理論支持。

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