刺梨果實(shí)發(fā)育過程中糖和黃酮的積累及其與光照強(qiáng)度變化的相關(guān)性

樊衛(wèi)國(guó)，潘學(xué)軍，何春麗，陳紅，周禹佳

刺梨果實(shí)發(fā)育過程中糖和黃酮的積累及其與光照強(qiáng)度變化的相關(guān)性

樊衛(wèi)國(guó)，潘學(xué)軍，何春麗，陳紅，周禹佳

貴州大學(xué)/國(guó)家林業(yè)和草原局刺梨工程技術(shù)研究中心，貴陽(yáng) 550025

【目的】研究不同光照強(qiáng)度對(duì)刺梨（Tratt.）果實(shí)發(fā)育過程中糖和總黃酮的積累規(guī)律及其對(duì)光照強(qiáng)度變化的生理關(guān)聯(lián)性，為刺梨果實(shí)的品質(zhì)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。【方法】以4年生的‘貴農(nóng)5號(hào)’刺梨結(jié)果樹為材料，以自然光照強(qiáng)度為對(duì)照，設(shè)置光照強(qiáng)度減弱20%、40%、60%的3個(gè)處理（分別用R0（CK）、R20、R40、R60表示），分析測(cè)定不同發(fā)育時(shí)期刺梨果實(shí)中可溶性糖和總黃酮的積累量、相關(guān)合成代謝酶活性及其與光照強(qiáng)度變化的相互關(guān)系?！窘Y(jié)果】在刺梨果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過程中，糖和總黃酮類物質(zhì)不斷積累，但不同發(fā)育時(shí)期的積累量有明顯差異。在果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期之后，果實(shí)中的糖分開始快速積累，到成熟期可溶性總糖和蔗糖的積累量達(dá)到最高，其中蔗糖的積累量占可溶性總糖的36.97%。刺梨果實(shí)中葡萄糖和果糖的積累量至快速膨大期達(dá)到最大，但僅占果實(shí)成熟期可溶性總糖最大積累量的10.50%和18.18%。刺梨果實(shí)屬于蔗糖積累型。刺梨果實(shí)中的總黃酮從幼果期開始就快速積累，一直持續(xù)到果實(shí)快速膨大期，之后總黃酮的積累量增加不明顯。刺梨果實(shí)發(fā)育過程中，不同光照強(qiáng)度下的果實(shí)中糖和總黃酮的積累量差異顯著，光照強(qiáng)度減弱不利于果實(shí)中糖和總黃酮的積累。蔗糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）、轉(zhuǎn)化酶（Ivr）和丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸-4-羥基化酶（C4H）、4-香豆酸輔酶A連接酶（4CL）、查爾酮合成酶（CHS）分別是影響果實(shí)中糖和黃酮類物質(zhì)合成代謝的關(guān)鍵酶，光照強(qiáng)度變化與刺梨果實(shí)中糖、總黃酮的積累量以及相關(guān)合成代謝酶的活性變化密切關(guān)聯(lián)。光照強(qiáng)度減弱會(huì)明顯抑制SS、SPS、Ivr、PAL、C4H、4CL、CHS的活性。在刺梨果實(shí)整個(gè)發(fā)育過程中，SS和SPS對(duì)光照強(qiáng)度減弱的反應(yīng)敏感。刺梨果實(shí)中糖與總黃酮的積累量呈極顯著正相關(guān)，果實(shí)中糖和總黃酮的積累量以及SS、SPS、IVR、PAL、C4H、4CL、CHS的活性均與光照強(qiáng)度變化呈顯著或極顯著正相關(guān)?！窘Y(jié)論】刺梨果實(shí)為蔗糖積累型，果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期之后，果實(shí)中的糖分開始快速積累，果實(shí)中總黃酮的積累量從幼果期開始迅速增長(zhǎng)，一直持續(xù)到快速膨大期。光照強(qiáng)度減弱不利于刺梨果實(shí)中糖和黃酮類物質(zhì)的積累。生產(chǎn)中可以通過改善光照條件，增加刺梨果實(shí)中糖和黃酮類物質(zhì)的含量，提高刺梨果實(shí)的品質(zhì)。

刺梨；果實(shí)；光照強(qiáng)度；糖；總黃酮

0 引言

【研究意義】維生素C和黃酮類物質(zhì)含量豐富是刺梨（Tratt.）果實(shí)的兩大特色。在每100 g刺梨果實(shí)干樣中，總黃酮的含量可達(dá)0.93%—1.69%[1-2]。然而，不同產(chǎn)地及采收期的刺梨果實(shí)總黃酮含量差異很大[3-4]，產(chǎn)地的環(huán)境差異和果實(shí)發(fā)育狀況可能與此有關(guān)。黃酮類物質(zhì)是一類以光合產(chǎn)物為基礎(chǔ)的次生代謝產(chǎn)物，光照在影響糖類合成代謝的同時(shí)，也對(duì)黃酮類物質(zhì)的合成產(chǎn)生重要的影響[5]。迄今，有關(guān)光照強(qiáng)弱對(duì)刺梨果實(shí)發(fā)育過程中糖和黃酮類物質(zhì)的積累及其相關(guān)生理影響尚不清楚，對(duì)此進(jìn)行探究有利于刺梨果實(shí)品質(zhì)的生理生態(tài)調(diào)控?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】有關(guān)光照條件對(duì)果實(shí)糖分和黃酮類物質(zhì)積累的影響已有較多報(bào)道。在光照強(qiáng)度減弱的條件下，甜瓜[6]、梨[7]、葡萄[8]等果實(shí)中糖的積累量明顯減少，果實(shí)中與糖合成密切相關(guān)的蔗糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和轉(zhuǎn)化酶（Ivr）活性受到抑制是影響糖積累的重要生理原因。減弱光照強(qiáng)度不僅會(huì)降低藍(lán)莓果實(shí)中糖的積累量，總黃酮的積累量也隨之降低[9]。在銀杏葉中，黃酮類物質(zhì)的增量具有明顯的光強(qiáng)效應(yīng)，增加光照強(qiáng)度能夠顯著提高總黃酮的含量[10]。光照影響果實(shí)中黃酮類物質(zhì)合成代謝的基因表達(dá)，遮光的核桃果實(shí)青皮中黃酮類物質(zhì)的含量隨相關(guān)合成酶基因的相對(duì)表達(dá)量降低而減少[11]。光質(zhì)也影響果實(shí)中黃酮的合成與積累，陽(yáng)光的紫外線強(qiáng)度減少會(huì)降低葡萄果實(shí)中黃酮的積累[12]。然而也有例外，如遮光反而增加桃果實(shí)中黃酮醇的積累[13]，適宜的光照強(qiáng)度有利于楊梅葉中黃酮類物質(zhì)的合成，過強(qiáng)或過弱的光照則不利于總黃酮的積累[14]。植物體內(nèi)黃酮類物質(zhì)的合成是十分復(fù)雜的過程，人們普遍公認(rèn)合成代謝途徑是苯丙烷途徑[5,15-16]，其中，苯丙氨酸解氨酶（PAL）將黃酮類物質(zhì)合成的初始物質(zhì)苯丙氨酸脫氨基轉(zhuǎn)化形成肉桂酸，之后由肉桂酸-4-羥化酶（C4H）將肉桂酸轉(zhuǎn)化為P-香豆酸，然后在4-香豆素輔酶A連接酶（4CL）作用下，P-香豆酸和輔酶A生成對(duì)香豆酰輔酶A，此后在查爾酮合成酶（CHS）催化下，蘋果酰輔酶A與對(duì)香豆酰輔酶A發(fā)生縮合反應(yīng)形成查爾酮，然后再進(jìn)一步衍生轉(zhuǎn)化為黃酮醇、黃烷酮醇、異黃酮、異黃烷酮等各類黃酮化合物[15,17-19]。因此，PAL、C4H、4CL和CHS是黃酮類物質(zhì)合成代謝過程中具有關(guān)鍵作用的酶，其活性的強(qiáng)弱與黃酮類物質(zhì)的合成與積累密切相關(guān)。然而光照強(qiáng)度、光質(zhì)和光照時(shí)長(zhǎng)都能促進(jìn)植物體內(nèi)黃酮類物質(zhì)合成代謝途徑中關(guān)鍵酶的基因表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)相關(guān)酶的活性，促進(jìn)黃酮類物質(zhì)的合成和積累[20]。在光照強(qiáng)度減弱的條件下，葡萄[12]、楊梅[14]、蘋果[21]等果實(shí)中、、和的相對(duì)表達(dá)量減少，從而導(dǎo)致黃酮類物質(zhì)的積累量降低?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】刺梨果實(shí)主要用于營(yíng)養(yǎng)及保健食品的加工，其果實(shí)中維生素C及黃酮的含量高低一直備受加工企業(yè)重視。前期研究發(fā)現(xiàn)，不同光照條件下的刺梨果實(shí)中維生素C的含量差異極大，在蔭蔽條件下的刺梨果實(shí)中維生素C含量很低[22]，然而光照條件是否對(duì)刺梨果實(shí)中黃酮類物質(zhì)的合成積累也產(chǎn)生重要的影響仍不清楚?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過對(duì)‘貴農(nóng)5號(hào)’刺梨植株樹冠進(jìn)行不同光照強(qiáng)度的遮光處理，探究刺梨果實(shí)發(fā)育過程中糖和黃酮類物質(zhì)的積累規(guī)律及其與光照強(qiáng)度變化和合成代謝酶活性的相互關(guān)聯(lián)性，旨在為提高刺梨果實(shí)品質(zhì)的生態(tài)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在貴州大學(xué)刺梨盆栽場(chǎng)進(jìn)行。試材為2016年11月栽植于高80 cm、口徑80 cm黑色塑料缸中的‘貴農(nóng)5號(hào)’刺梨，每個(gè)塑料缸栽1株，苗木為2年生扦插苗，樹形為單干圓頭形。PAL、C4H、4CL、CHS活性測(cè)定試劑盒和總黃酮測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)品均由深圳子科生物科技有限公司提供，SS、SPS、Ivr活性測(cè)定的試劑盒由北京索萊寶科技有限公司提供。盆栽土壤為耕作土，pH 6.61，有機(jī)質(zhì)含量2.54%，堿解氮118.20 mg×kg-1，速效鉀96.32 mg×kg-1，速效磷21.61 mg×kg-1，交換性鈣1 065.07 mg×kg-1，交換性鎂286.43 mg×kg-1，有效鐵7.23mg×kg-1，有效錳13.44 mg×kg-1，有效銅0.81 mg×kg-1，有效鋅2.01 mg×kg-1，有效硼0.52 mg×kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)不同光照強(qiáng)度的處理，光照強(qiáng)度分別為自然全光照強(qiáng)度減弱20%（R20）、40%（R40）、60%（R60），以自然全光照下的光照強(qiáng)度（R0）為對(duì)照（CK）。每個(gè)處理1株，重復(fù)4次。試驗(yàn)期間，在刺梨果實(shí)的幼果期（5月上旬至5月中旬，花后15 d，以S1表示）、緩慢生長(zhǎng)期（5月下旬至6月中旬，花后16—46 d，以S2表示）、快速膨大期（6月下旬至7月下旬，花后47—89 d，以S3表示）、成熟期（8月初至8月下旬，花后90—115 d，以S4表示）不同處理和對(duì)照（CK）的光照強(qiáng)度平均值見表1。

表1 在刺梨果實(shí)不同發(fā)育期自然全光照及不同遮光處理的光照強(qiáng)度

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 遮光處理 2017年2月在每株盆栽試驗(yàn)樹上罩上長(zhǎng)、寬、高各2.5 m的框架，每個(gè)框架間隔2 m，再在框架上用不同透光率的遮陽(yáng)網(wǎng)罩對(duì)試驗(yàn)樹進(jìn)行遮光。于每個(gè)月中旬選擇晴天的上午10:00時(shí)，用SL-HYX型光照強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定框架內(nèi)的光照強(qiáng)度，及時(shí)調(diào)整遮陽(yáng)網(wǎng)的密度使框架內(nèi)的光照強(qiáng)度分別達(dá)到不同處理和對(duì)照光照強(qiáng)度的要求。試驗(yàn)期間統(tǒng)一正常水肥管理。

1.3.2 取樣及樣品制備 2018年和2019年，對(duì)各處理不同發(fā)育時(shí)期的果實(shí)進(jìn)行取樣。由于不同遮光處理的刺梨果實(shí)發(fā)育時(shí)期比對(duì)照都有所推遲，其中，R20、R40和R60處理分別比對(duì)照推遲3—4 d、5—7 d和12—15 d；此外，2019年物候期比2018年晚3 d。因此，2018年對(duì)照（R0）不同發(fā)育時(shí)期的果實(shí)取樣時(shí)間為：幼果期在花后第10天，果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期在花后第30天，果實(shí)快速膨大期在花后第60天，果實(shí)成熟期在花后第105天，當(dāng)年對(duì)R20、R40和R60處理的果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期的取樣時(shí)間分別比R0推遲3、6和13 d。2019年對(duì)不同處理的不同發(fā)育時(shí)期的果實(shí)進(jìn)行取樣時(shí)，取樣時(shí)間在2018年的基礎(chǔ)上分別再推遲3 d。果實(shí)的取樣部位在樹冠中上部外圍4個(gè)方向，幼果期和果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期取樣時(shí)每個(gè)植株采果8個(gè)，果實(shí)快速膨大期和成熟期取樣時(shí)每個(gè)株植采果4個(gè)。取樣后的樣品果分為兩份，將一份樣品洗凈、殺酶后于60℃下烘干，粉碎過60目篩后用于測(cè)定可溶性總糖、蔗糖、果糖、葡萄糖和總黃酮含量。另將一份樣品用液氮冷凍處理后置于超低溫冰箱（-79℃）中保存，用于測(cè)定相關(guān)酶的活性。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定 試驗(yàn)期間用SL-HYX型光照強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定不同處理的光照強(qiáng)度。用烘干稱重法測(cè)定果實(shí)平均單果干物質(zhì)重。果實(shí)中可溶性總糖含量采用蒽酮比色法[23]測(cè)定，蔗糖、葡萄糖、果糖含量采用高效液相色譜法[24]測(cè)定，檢測(cè)器為島津RID-10A示差檢測(cè)器，色譜柱為YMC-Pack Polyamine II（250 mm×4.6 mm，5 μm），流動(dòng)相為乙腈﹕水（75﹕25，V﹕V），柱溫30℃，檢測(cè)池溫度為35℃，進(jìn)樣量為10 μL，流速1 mL·min-1。果實(shí)中總黃酮含量的測(cè)定采用硝酸鋁顯色法[25]，SS、SPS和Ivr活性測(cè)定分別采用間苯二酚比色法和3, 5-二硝基水楊酸法[26]，PAL、C4H、4CL、CHS的活性測(cè)定采用酶聯(lián)免疫法，酶的提取分別參照Br?denfeldt等[27]和范存斐等[28]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算及處理

數(shù)據(jù)為2018年和2019年兩年取樣測(cè)定結(jié)果的平均值。每個(gè)指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定4次。果實(shí)中蔗糖、果糖、葡萄糖及可溶性總糖和總黃酮積累量以單果干重的mg數(shù)表示，計(jì)算公式為：果實(shí)中相關(guān)物質(zhì)的積累量=單果平均干物質(zhì)重（g）×果實(shí)干物質(zhì)中相關(guān)物質(zhì)的含量（%）×1000。

在Excel 2003上進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及作圖，用DPS v7.05軟件進(jìn)行顯著性分析和相關(guān)性測(cè)定，多重比較采用Duncan’s新復(fù)極差法。

2 結(jié)果

2.1 自然全光照（ck）條件下刺梨果實(shí)發(fā)育過程中可溶性總糖和總黃酮的積累

2.1.1 糖的積累 在ck條件下,刺梨果實(shí)中可溶性糖總糖及其中的蔗糖、葡萄糖和果糖的積累量隨果實(shí)不斷發(fā)育而逐漸增長(zhǎng)，到果實(shí)快速膨大期開始迅速大量積累（圖1-A、1-B）。在幼果期，果實(shí)中可溶性總糖（圖1-A）和蔗糖、葡萄糖、果糖（圖1-B）的積累量都較低，每個(gè)單果（DW）中分別只有85.96、17.13、15.81和18.88 mg；到果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期的積累量增長(zhǎng)仍然較緩慢，分別為196.81、39.79、40.06和46.60 mg；此后，果實(shí)中糖分開始快速積累，成熟期可溶性總糖和蔗糖的積累量達(dá)到最高，分別為1 178.61和435.73 mg，而葡萄糖的積累量以果實(shí)快速膨大期為最多?？扇苄钥偺羌捌渲械恼崽欠e累量在果實(shí)不同發(fā)育期的差異顯著（＜0.05），果糖積累量在快速膨大期和成熟期的差異不顯著。蔗糖是成熟期果實(shí)中最多的糖分，在可溶性總糖中的占比達(dá)到36.97%。

S1、S2、S3、S4分別幼果期、緩慢生長(zhǎng)期、快速膨大期、成熟期。不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。下同

2.1.2 黃酮的積累規(guī)律 隨刺梨果實(shí)的不斷發(fā)育，果實(shí)中黃酮類物質(zhì)積累量不斷增加（圖2）。在幼果期和果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期，每個(gè)果實(shí)（DW）總黃酮的積累量分別達(dá)到23.83和43.36 mg；果實(shí)迅速膨大期，總黃酮積累量達(dá)到最多，果實(shí)迅速膨大期和成熟期的總黃酮積累量分別達(dá)到63.42和65.41 mg，但差異并不顯著，說明總黃酮從幼果期就開始快速積累，一直持續(xù)到果實(shí)快速膨大期，這可能是刺梨果實(shí)中黃酮類物質(zhì)積累規(guī)律的表征，而且與幼果期開始果實(shí)中合成黃酮的酶活性就已經(jīng)較高有關(guān)。

2.2 光照強(qiáng)度對(duì)不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中可溶性總糖和總黃酮積累的影響

2.2.1 對(duì)可溶性總糖積累的影響 在刺梨果實(shí)的不同發(fā)育期，隨光照強(qiáng)度的減弱，果實(shí)中可溶性總糖的積累量總體表現(xiàn)為明顯降低的趨勢(shì)（圖3-A），僅在果實(shí)快速膨大期的自然全光照強(qiáng)度（CK）與光照強(qiáng)度減弱20%的可溶性總糖積累量差異不顯著；在果實(shí)其他發(fā)育期，所有光照強(qiáng)度減弱處理的可溶性總糖積累量均顯著低于CK（＜0.05）。說明刺梨果實(shí)在發(fā)育過程中糖分的合成需要良好的光照條件，光照強(qiáng)度減弱不利于可溶性總糖的積累。

圖2 在自然全光照條件下刺梨果實(shí)不同發(fā)育期的總黃酮積累量

2.2.2 對(duì)蔗糖、葡萄糖及果糖積累的影響 在果實(shí)的不同發(fā)育時(shí)期，蔗糖、葡萄糖及果糖的積累量總體表現(xiàn)為隨光照強(qiáng)度的減弱而降低的變化趨勢(shì)（圖3-B—D），但在果實(shí)快速膨大期，光照強(qiáng)度減弱20%處理的葡萄糖和果糖積累量比對(duì)照的高，而在成熟期，二者之間差異不顯著。

2.2.3 對(duì)總黃酮積累的影響 光照強(qiáng)度減弱會(huì)明顯降低刺梨果實(shí)總黃酮的積累量。在果實(shí)的不同發(fā)育期，自然全光照強(qiáng)度下刺梨果實(shí)中總黃酮的積累量均為最大（圖4），隨光照強(qiáng)度減弱，刺梨果實(shí)的總黃酮積累量表現(xiàn)出明顯的降低趨勢(shì)。在幼果期、緩慢生長(zhǎng)期和快速膨大期，光照強(qiáng)度減弱20%處理的總黃酮積累量降低的幅度與CK差異不顯著，但在成熟期的差異達(dá)到顯著水平（＜0.05）。光照強(qiáng)度減弱40%和60%后，不同發(fā)育時(shí)期果實(shí)中的總黃酮積累量均大幅度降低。在果實(shí)快速膨大期和成熟期，光照強(qiáng)度減弱20%、40%和60%處理的總黃酮積累量分別比CK降低了3.22%、41.09%、63.07%和10.82%、32.56%、43.78%。以上結(jié)果表明，在整個(gè)刺梨果實(shí)發(fā)育過程中，嚴(yán)重減弱光照強(qiáng)度后對(duì)果實(shí)中黃酮的合成與積累都有極其不利的影響，其中光照強(qiáng)度減弱60%的處理，嚴(yán)重影響緩慢生長(zhǎng)期。

2.3 光照強(qiáng)度變化與不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中可溶性糖和總黃酮積累的相關(guān)性

2.3.1 光照強(qiáng)度變化與可溶性糖、總黃酮積累的相關(guān)性 在刺梨果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期，光照強(qiáng)度變化與刺梨果實(shí)中蔗糖、葡萄糖、果糖、可溶性總糖、總黃酮的積累量都表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.87—0.98（表2），均達(dá)到極顯著水平（＜0.01）。

2.3.2 總黃酮與可溶性糖積累量的相關(guān)性 在刺梨果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期及不同光照強(qiáng)度下，果實(shí)中總黃酮的積累量與可溶性糖積累量均密切相關(guān)。不同發(fā)育期，刺梨果實(shí)的總黃酮積累量與蔗糖、葡萄糖、果糖及可溶性總糖的積累量均呈正相關(guān)（表3），相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（＜0.01），說明糖類物質(zhì)是黃酮合成的基礎(chǔ)底物。

CK、R20、R40和R60分別代表自然全光照強(qiáng)度（對(duì)照）、光照強(qiáng)度減弱20%、40%、60%。不同小寫字母表示相同發(fā)育時(shí)期不同處理間在0.05水平上的顯著性差異，括號(hào)內(nèi)不同小寫字母表示相同處理不同發(fā)育期在0.05水平上的顯著性差異。下同

圖4 光照強(qiáng)度減弱對(duì)不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中總黃酮積累的影響

2.4 光照強(qiáng)度減弱對(duì)不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中糖和黃酮類化合物合成相關(guān)酶活性的影響

2.4.1 對(duì)果實(shí)中可溶性糖合成相關(guān)酶活性的影響 在不同發(fā)育期的刺梨果實(shí)中，與蔗糖合成相關(guān)的SS和SPS的活性均隨光照強(qiáng)度的減弱而降低，不同處理間均有顯著差異（＜0.05）（表4）。與果糖、葡萄糖合成密切相關(guān)的Ivr活性，雖然在不同發(fā)育時(shí)期也表現(xiàn)出隨光照強(qiáng)度減弱而降低的趨勢(shì)，但在果實(shí)發(fā)育過程中，自然全光照強(qiáng)度下（CK）與R20處理的Ivr活性均無顯著差異；而在刺梨果實(shí)進(jìn)入到快速膨大期和成熟期，光照強(qiáng)度減弱至自然全光照強(qiáng)度（CK）的40%（R40）和60%（R60）的Ivr活性顯著低于CK和R20處理。由此可見，在光照強(qiáng)度稍有減弱的條件下，對(duì)整個(gè)刺梨果實(shí)發(fā)育過程中Ivr活性的影響不明顯，刺梨果實(shí)中Ivr對(duì)光照強(qiáng)度減弱的敏感性不如SS和SPS。從表4還可看出，無論在自然全光照和光照強(qiáng)度減弱的條件下，刺梨果實(shí)中SS和SPS的活性均明顯表現(xiàn)出隨果實(shí)發(fā)育時(shí)期的增長(zhǎng)而增強(qiáng)的趨勢(shì)，而Ivr的活性則表現(xiàn)出隨果實(shí)發(fā)育時(shí)期的增長(zhǎng)而減弱的趨勢(shì)，這種變化趨勢(shì)與果實(shí)發(fā)育后期蔗糖大量積累而葡萄糖及果糖積累較少相吻合，這是蔗糖積累型果實(shí)的重要生理表征。

表2 不同光照強(qiáng)度與不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中可溶性總糖、蔗糖、葡萄糖、果糖和總黃酮積累量的相關(guān)性

**表示相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（<0.01）。下同 ** indicate the correlation coefficient at 0.01 significant levels. The same as below

表3 不同光照強(qiáng)度條件下刺梨果實(shí)發(fā)育過程中總黃酮積累量與蔗糖、葡萄糖、果糖及可溶性總糖積累量的相關(guān)性

表4 不同光照強(qiáng)度對(duì)不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中可溶性糖合成相關(guān)代謝酶活性的影響

同列不同小寫字母表示相同發(fā)育期不同處理間的差異顯著（＜0.05），同行不同大寫字母表示相同處理不同發(fā)育期之間的差異顯著（＜0.05）。下同

Different small letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level in different treatments of the same development stage, and different capital letter of the same row indicated significant difference at 0.05 level in different development stages of the same treatment. The same as below

2.4.2 對(duì)果實(shí)中黃酮類物質(zhì)合成關(guān)鍵酶活性的影響 在刺梨果實(shí)發(fā)育過程中，果實(shí)中PAL、C4H、4CL和CHS的活性隨光照強(qiáng)度減弱表現(xiàn)出明顯的降低趨勢(shì)（表5）。在黃酮類化合物合成的初始過程中，PAL是將初始物質(zhì)苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為肉桂酸的關(guān)鍵酶。從表5看出，果實(shí)中PAL活性隨光照強(qiáng)度的減弱而明顯降低，不同處理間的差異均達(dá)到顯著水平（＜0.05），說明光照強(qiáng)度減弱會(huì)抑制黃酮類化合物合成的初始物質(zhì)苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為肉桂酸。C4H是調(diào)控合成黃酮類物質(zhì)的中間產(chǎn)物P-香豆酸的關(guān)鍵酶，雖然不同發(fā)育期果實(shí)中C4H的活性總體表現(xiàn)出隨光照強(qiáng)度減弱而降低的趨勢(shì)（表5），但在不同發(fā)育期這種趨勢(shì)仍然有一些差異。在刺梨果實(shí)成熟期，C4H的活性隨光照強(qiáng)度減弱而明顯降低，不同處理間的差異均達(dá)到顯著水平（＜0.05）。而在幼果期和果實(shí)快速膨大期，C4H的活性在R40與R60處理間差異不顯著，但它們明顯低于R0（CK）和R20處理，說明光照強(qiáng)度減弱至自然全光照強(qiáng)度的40%以下之后，對(duì)這兩個(gè)時(shí)期果實(shí)中C4H活性進(jìn)一步減弱的影響差異不明顯。在刺梨果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期，果實(shí)中的C4H活性在R0（CK）與R20處理間的差異不顯著。4CL的作用是催化P-香豆酸與輔酶A結(jié)合生成對(duì)香豆酰輔酶A，這一過程直接影響查爾酮的合成。從表5看出，在刺梨果實(shí)發(fā)育過程中，4CL的活性隨光照強(qiáng)度減弱而明顯降低，其中，在緩慢生長(zhǎng)期，不同處理間的4CL活性差異顯著，但幼果期R20與R40處理、快速膨大期R40與R60處理和成熟期CK與R20處理間的差異不顯著。在黃酮類化合物合成過程中，CHS催化合成查爾酮，再由其衍生轉(zhuǎn)化為多種類黃酮物質(zhì)。由表5可見，光照強(qiáng)度減弱能明顯降低不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中的CHS活性，但是幼果期R40與R60處理、緩慢生長(zhǎng)期和成熟期R20與R40處理、快速膨大期CK與R20處理間，CHS活性的差異也不顯著。

表5 不同光照強(qiáng)度對(duì)不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中黃酮類化合物關(guān)鍵合成酶活性的影響

從表5還可看出，不同光照強(qiáng)度下PAL的活性都以果實(shí)成熟期最高，CHS的活性則在幼果期最高。而自然全光照強(qiáng)度下，C4H的活性以幼果期較弱，4CL的活性在果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期最高，但在光照強(qiáng)度減弱的條件下，緩慢生長(zhǎng)期的果實(shí)中C4H和4CL活性高于其他發(fā)育時(shí)期。以上結(jié)果表明，不同光照強(qiáng)度對(duì)不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中的黃酮類物質(zhì)合成代謝過程具有明顯的差異性影響。

2.5 光照強(qiáng)度變化與不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中可溶性糖合成、轉(zhuǎn)化酶和黃酮合成關(guān)鍵酶活性的關(guān)聯(lián)性

2.5.1 與不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中可溶性糖合成、轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的相關(guān)性 在刺梨果實(shí)的不同發(fā)育期，光照強(qiáng)度變化與SS、SPS和IVR的活性變化均呈顯著或極顯著正相關(guān)（表6），除果實(shí)成熟期的光照強(qiáng)度變化與IVR活性變化的相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著水平外，其他的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（＜0.01），說明光照強(qiáng)度變化與果實(shí)中SS、SPS和IVR的活性密切關(guān)聯(lián)，并對(duì)刺梨果實(shí)中可溶性糖的合成及轉(zhuǎn)化過程有著重要的生理影響。因此，光照強(qiáng)度減弱不利于刺梨果實(shí)中蔗糖、葡萄糖和果糖的合成與積累。

2.5.2 與不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中黃酮合成關(guān)鍵酶活性的相關(guān)性 在刺梨果實(shí)的不同發(fā)育期，光照強(qiáng)度變化與果實(shí)中黃酮類物質(zhì)合成的PAL、C4H、4CL和CHS活性均表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)（＜0.01）（表7），說明光照強(qiáng)度與果實(shí)中合成黃酮類物質(zhì)的上述4種關(guān)鍵酶活性密切關(guān)聯(lián)。因此，光照強(qiáng)度減弱不利于刺梨果實(shí)中黃酮類物質(zhì)的合成與積累。

表6 光照強(qiáng)度變化與不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和轉(zhuǎn)化酶活性的相關(guān)性

表7 光照強(qiáng)度變化與不同發(fā)育期刺梨果實(shí)中PAL、C4H、4CL及CHS活性的相關(guān)性

3 討論

3.1 刺梨果實(shí)中糖和總黃酮的積累規(guī)律及其關(guān)聯(lián)性

蔗糖、葡萄糖、果糖是果實(shí)中主要的糖組分，不同果實(shí)中糖分組成及積累有較大差異[29-30]。根據(jù)果實(shí)成熟時(shí)所積累的主要糖的含量，可將果實(shí)分為淀粉轉(zhuǎn)化型（獼猴桃、香蕉、芒果等）、蔗糖積累型（柑橘、杏、桃等）和己糖積累型（葡萄、蘋果、枸杞等）[31]。在幼果期，刺梨果實(shí)中蔗糖、葡萄糖和果糖的積累量差異不明顯，但從果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期開始，各自的積累量迅速增長(zhǎng)，其中，蔗糖到成熟期的積累量占可溶性總糖的比例高達(dá)36.99%，而葡萄糖和果糖分別僅占10.50%和18.18%，在刺梨果實(shí)發(fā)育過程中，無論光照強(qiáng)度如何變化，刺梨果實(shí)中蔗糖、葡萄糖、果糖的積累量與總黃酮的積累量均呈極顯著正相關(guān)。幼果期和緩慢生長(zhǎng)期，蔗糖、葡萄糖、果糖的積累量不多，這除了與果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的組織構(gòu)建對(duì)糖的消耗有關(guān)外，可能還與果實(shí)中黃酮類物質(zhì)快速合成對(duì)糖的消耗有關(guān)。

3.2 光照強(qiáng)度變化對(duì)刺梨果實(shí)中糖分積累的生理影響

在刺梨果實(shí)發(fā)育進(jìn)程中，無論在何種光照強(qiáng)度下，果實(shí)中SS和SPS活性均表現(xiàn)出不斷增強(qiáng)的趨勢(shì)，在成熟期的活性達(dá)到最高，而IVR的活性變化正好相反。由此可見，這種變化趨勢(shì)并不會(huì)因光照強(qiáng)度的變化而改變，說明SS和SPS在果實(shí)蔗糖的積累過程中具有主導(dǎo)作用，其中SPS對(duì)蔗糖積累的貢獻(xiàn)最大。

光照條件還影響果實(shí)中糖的合成與轉(zhuǎn)化。在糖的合成、轉(zhuǎn)化和積累過程中，SS、SPS和IVR扮演著極其重要的角色，其中，SS催化蔗糖的代謝是可逆的，即蔗糖+UDP←→UDP-葡萄糖+果糖，SPS則是催化蔗糖的合成，IVR是將蔗糖水解為葡萄糖和果糖[32-33]。在光照強(qiáng)度減弱的情況下，刺梨果實(shí)中SS、SPS和IVR的活性降低，且光照強(qiáng)度變化與SS、SPS和IVR的活性和糖的積累量都表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)，說明光照減弱導(dǎo)致果實(shí)中糖合成轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵酶活性降低后，對(duì)糖的積累量產(chǎn)生了極其不利的生理影響，這種結(jié)果在梨[7]、楊梅[34]和厚皮甜瓜[6,35]等果實(shí)上也有類似的報(bào)道。已有研究發(fā)現(xiàn)，光照條件能夠影響果實(shí)中糖合成代謝關(guān)鍵酶基因的表達(dá)，對(duì)甜瓜果實(shí)延長(zhǎng)光照后，能夠誘導(dǎo)的表達(dá)從而增加SPS的活性[36]。對(duì)梨果實(shí)進(jìn)行套袋遮光處理后，果實(shí)中和的相對(duì)表達(dá)量降低了，果實(shí)中的SPS和IVR活性及糖的積累量也相應(yīng)降低[37]，說明光照對(duì)果實(shí)糖合成積累的影響與相關(guān)酶基因的表達(dá)水平及酶活性密切相關(guān)。刺梨果實(shí)糖的合成積累與相關(guān)酶基因表達(dá)的聯(lián)系有待進(jìn)一步研究。

3.3 光照強(qiáng)度變化對(duì)刺梨果實(shí)中黃酮積累的生理影響

植物體內(nèi)的黃酮類物質(zhì)合成代謝過程極其復(fù)雜，光對(duì)黃酮類物質(zhì)合成代謝的影響主要是光照對(duì)苯丙烷合成途徑中、、、等關(guān)鍵酶基因表達(dá)的調(diào)控[16]，、、和的基因表達(dá)量及酶活性增強(qiáng)為黃酮類物質(zhì)合成的下游反應(yīng)提供充足的底物，從而對(duì)黃酮類化合物的合成產(chǎn)生影響[38-39]。遮陰條件下，茶樹新梢中的和表達(dá)量降低，減少茶葉中總黃酮的含量[19,40]，相似的研究結(jié)果在葡萄[41-42]和銀杏[43]中也有報(bào)道。蘋果中的PAL活性也受光的誘導(dǎo)[44]，光照強(qiáng)度減弱能夠降低蘋果中PAL的活性[45]，沒有進(jìn)行套袋遮光處理的酥梨果實(shí)中，PAL的活性也比套袋遮光處理的果實(shí)高[46]。在本研究中，光照強(qiáng)度減弱不僅使刺梨果實(shí)中合成黃酮類化合物的糖類基礎(chǔ)物質(zhì)減少，同時(shí)使PAL、C4H、4CL、CHS的活性明顯減弱，導(dǎo)致總黃酮積累量降低。因此，建議在生產(chǎn)上選擇光照良好的區(qū)域進(jìn)行刺梨栽培，并通過合理密植改善光照條件，從而增加果實(shí)中的糖，以促進(jìn)刺梨果實(shí)中黃酮的合成。

4 結(jié)論

刺梨果實(shí)屬于蔗糖積累型，果實(shí)中糖的積累量與總黃酮的積累量密切相關(guān)。果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期之后，可溶性總糖和其中的蔗糖開始快速積累，果實(shí)中總黃酮的積累量從幼果期開始迅速增長(zhǎng)，一直持續(xù)到果實(shí)快速膨大期。在刺梨果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，果實(shí)中糖分和總黃酮的積累量以及SS、SPS、IVR、PAL、C4H、4CL、CHS的活性均與光照強(qiáng)度變化表現(xiàn)出顯著或極顯著的正相關(guān)。光照強(qiáng)度減弱會(huì)明顯抑制SS、SPS、Ivr、PAL、C4H、4CL、CHS的活性，不利于刺梨果實(shí)中糖和黃酮類物質(zhì)的合成積累。在生產(chǎn)中可以通過改善光照條件，以增加刺梨果實(shí)中糖和黃酮類物質(zhì)的含量，提高刺梨果實(shí)的品質(zhì)。

[1] 秦孟根, 舒?zhèn)? 刺梨總黃酮的含量測(cè)定. 中草藥, 1999(2): 106-107.

Qin M G, shu W. determination of total flavonoids in fruit ofTratt. chinese Traditional and Herbal Drugs, 1999(2): 106-107. (in Chinese)

[2] 杜薇, 劉國(guó)文. 刺梨總黃酮的含量測(cè)定及資源利用. 食品科學(xué), 2003(1): 112-114.

DU W, LIU G W. Determination of content of total flavonoids in Cili and resources development prospect. Food Science, 2003(1): 112-114. (in Chinese)

[3] 杜薇. 不同采收期刺梨黃酮含量的影響. 中國(guó)中藥雜志, 2002, 27(5): 379-380.

DU W. Effects on flavonoids content ofTratt.at different harvesting stages. China Journal of Chinese Materia Medica, 2002, 27(5): 379-380. (in Chinese)

[4] 王慧, 杜薇. 貴州不同產(chǎn)地刺梨總黃酮的含量分析. 微量元素與健康研究, 2007, 24(6): 22-23.

WANG H, DU W. Content analysis of total flavonoids in fruit ofTratt.from different producing areas in guizhou. Studies of Trace Elements and Health, 2007, 24(6): 22-23. (in Chinese)

[5] 程水源, 顧曼如, 束懷瑞. 銀杏葉黃酮研究進(jìn)展. 林業(yè)科學(xué), 2000, 36(6): 110-115.

CHENG S Y, GU M R, SHU H R. Advances in research on flavonoids inleaf. Scientia Silvae Sinicae, 2000, 36(6): 110-115. (in Chinese)

[6] 安翠香, 張玉鑫, 楊世梅, 陳年來. 遮陰對(duì)甜瓜果實(shí)蔗糖積累及其代謝酶活性的影響. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2011, 39(9): 167-173.

AN C X, ZHANG Y X,YANG S M, CHEN L N. Effects of light intensity on sucrose accumulation and sucrose-metabolizing enzymea ctivities of melon fruit. Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition), 2011, 39(9): 167-173. (in Chinese)

[7] 楊紹蘭, 王玫, 張曉菲, 王成榮, 王然. 套袋對(duì)‘茌梨’果實(shí)蔗糖代謝及相關(guān)酶基因表達(dá)的影響. 園藝學(xué)報(bào), 2013(10): 1887-1896.

YANG S L, WANG M, ZHANG X F, WANG C R, WANG R. Effects of bagging treatment on sugar metabolism and related gene expression in‘Chili pear fruits. Acta Horticulturae Sinica, 2013(10): 1887-1896. (in Chinese)

[8] 劉敏, 成正龍, 張晉升, 鞠延侖, 房玉林, 孟江飛, 張振文. 遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)釀酒葡萄果實(shí)及葡萄酒品質(zhì)的影響. 西北植物學(xué)報(bào), 2017, 37(9): 1764-1772.

LIU M, CHENG Z L, ZHANG J S, JU Y L, FANG Y L, MENG J F, ZHANG Z W. Influence of shading net on qualities of cabernet sauvignon and Syrah berries and wines. Acta Botanica Boreali- Occidentalia Sinica, 2017, 37(9): 1764-1772. (in Chinese)

[9] 閆靜, 王德爐, 郝家孝, 謝雙喜. 光照強(qiáng)度對(duì)貴州兔眼藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的影響. 經(jīng)濟(jì)林研究, 2017, 35(4): 118-123.

YAN J, WANG D L, HAO J X, XIE S X. Effects of light intensity on fruit quality of rabbiteye blueberry in Guizhou. Nonwood Forest Research, 2017, 35(4): 118-123. (in Chinese)

[10] 徐友, 王歡利, 汪貴斌, 曹福亮. 溫度和光照強(qiáng)度對(duì)銀杏葉黃酮合成的影響. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 36(4): 30-34.

Xu Y, Wang H l, Wang G b, Cao F l.Effects of temperature and light intensity on flavonoid biosynthesis of ginkgo (L.) leaves.Journal of Central South University of Forestry & Technology, 2016, 36(4): 30-34. (in Chinese)

[11] 陸勝波, 陳靜, 張文娥, 潘學(xué)軍. 遮光對(duì)鐵核桃青皮多酚物質(zhì)及相關(guān)酶活性和基因表達(dá)的影響. 植物生理學(xué)報(bào), 2020, 56(6): 1231-1242.

LU S B, CHEN J, ZHANG W E, PAN X J. Effect of shading on polyphenols, related enzyme activity and gene expression in green husk of. Plant Physiology Communications, 2020, 56(6): 1231-1242. (in Chinese)

[12] Spayd S E, Tarara J M, Mee D L, Ferguson J C. Separation of sunlight and temperature effects on the composition ofcv. Merlot berries. American Journal of Enology and Viticulture, 2002, 53(3): 171-182.

[13] 周君, 陳宗玲, 張瓊, 王紅清. 套袋對(duì)桃果實(shí)成熟過程中酚酸類和類黃酮類物質(zhì)積累的影響. 園藝學(xué)報(bào), 2009, 36(12): 1717-1724.

ZHOU J, CHEN Z L, ZHANG Q, WANG H Q. Effects of bagging on accumulation of phenolic acids and flavonoids it peach pericarp during fruit maturity. Acta Horticulturae Sinica, 2009, 36(12): 1717-1724. (in Chinese)

[14] 楊蓓芬, 李鈞敏. 東魁楊梅葉片次生代謝產(chǎn)物對(duì)光照與水分脅迫的響應(yīng). 河南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 40(7): 118-122.

YANG B F, LI J M. Responses of the secondary metabolites contents in the leaves ofcv.Dongkui to light and water stress. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2011, 40(7): 118-122. (in Chinese)

[15] Winkel-Shirley B. Biosynthesis of flavonoids and effects of stress. Current Opinion Plant Biology, 2002, 5(3): 218-223.

[16] 潘俊倩, 佟曦然, 郭寶林. 光對(duì)植物黃酮類化合物的影響研究進(jìn)展. 中國(guó)中藥雜志, 2016, 41(21): 3897-3903.

PAN J Q, TONG X R, GUO B L. Progress of effects of light on plant flavonoids. China Journal of Chinese Materia Medica, 2016, 41(21): 3897-3903. (in Chinese)

[17] WHETTEN R, SEDEROFF R. Lignin biosynthesis. The Plant Cell, 1995, 7(7): 1001-1013.

[18] Duthie G, Crozier A. Plant-derived phenolic antioxidants.Current Opinion in Lipidology, 2000, 3(6): 447-450.

[19] WANG Y S, GAO L P, SHAN Y, LIU Y J, TIAN Y W, XIA T. Influence of shade on flavonoid biosynthesis in tea ((L.) O. Kuntze). Scientia Horticulturae, 2012, 141: 7-16.

[20] 王峰, 王秀杰, 趙勝男, 閆家榕, 卜鑫, 張穎, 劉玉鳳, 許濤, 齊明芳, 齊紅巖, 李天來. 光對(duì)園藝植物花青素生物合成的調(diào)控作用. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2020(23): 4904-4917.

WANG F, WANG X J, ZHAO S N, YAN J R, BU X, ZHANG Y, LIU Y F, XU T, QI M F, QI H Y, LI T L. Light regulation of anthocyanin biosynthesis in horticultural crops. Scientia Agricultura Sinica, 2020, 53(23): 4904-4917. (in Chinese)

[21] FENG F J, LI M J, MA F W, CHENG L L. Phenylpropanoid metabolites and expression of key genes involved in anthocyanin biosynthesis in the shaded peel of apple fruit in response to Sun exposure. Plant Physiology and Biochemistry, 2013, 69: 54-61.

[22] 何春麗, 樊衛(wèi)國(guó). 遮光對(duì)刺梨果實(shí)和葉片中維生素C與糖含量以及相關(guān)酶活性的影響. 西北植物學(xué)報(bào), 2020, 40(12): 2081-2092.

HE C L, FAN W G. Effects of shading on vitamin C and sugar contents and related enzymes activities in fruits and leaves of. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2020, 40(12): 2081-2092. (in Chinese)

[23] 王學(xué)奎. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù). 2版. 北京: 高等教育出版社, 2006.

WANG X K. Principles and Techniques of Plant Physiological and Biochemical Experiments. 2nd ed. Beijing: Higher Education Press, 2006. (in Chinese)

[24] 杜改改, 李泰山, 刁松鋒, 張嘉嘉, 傅建敏, 李芳東, 楊紹彬. 6個(gè)杏李品種果實(shí)甜酸風(fēng)味品質(zhì)分析. 果樹學(xué)報(bào), 2017, 34(1): 41-49.

DU G G, LI T S, DIAO S F, ZHANG J J, FU J M, LI F D, YANG S B. Evaluation of flavor quality in relation to sugars and acids of six×cultivars. Journal of Fruit Science, 2017, 34(1): 41-49. (in Chinese)

[25] 羅鋒, 汪河濱, 楊玲, 周忠波. 超聲-微波協(xié)同萃取法提取甘草黃酮的研究. 食品研究與開發(fā), 2006, 27(8): 127-128.

LUO F, WANG H B, YANG L, ZHOU Z B. Studying on ultrasonic-microwave synergistic extraction flavonoids of. Food Research and Development, 2006, 27(8): 127-128. (in Chinese)

[26] 高俊鳳. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo). 北京: 高等教育出版社, 2006.

GAO J F. Experimental Guidance for Plant Physiology. Beijing: Higher Education Press, 2006. (in Chinese)

[27] Br?denfeldt R, MOHR H. Use of immunotitration to demonstrate phytochrome-mediated synthesisof chalcone synthase and phenylalanine ammonia lyase in mustard seedling cotyledons. Zeitschrift fur Naturforschung, 1986, 41: 61-68.

[28] 范存斐, 畢陽(yáng), 王云飛, 任亞琳, 楊志敏, 王毅. 水楊酸對(duì)厚皮甜瓜采后病害及苯丙烷代謝的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 45(3): 584-589.

FAN C F, BI Y, WANG Y F, REN Y L, YANG Z M, WANG Y. Effect of salicylic acid dipping on postharvest diseases and phenylpropanoid pathway in muskmelon fruits. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(3): 584-589. (in Chinese)

[29] 呂英民, 張大鵬. 果實(shí)發(fā)育過程中糖的積累. 植物生理學(xué)通訊, 2000, 36(3): 258-265.

Lü Y M, ZHANG D P. Accumulation of sugars in developing fruits. Plant Physiology Communications, 2000, 36(3): 258-265. (in Chinese)

[30] 羅霄, 鄭國(guó)琦, 王俊. 果實(shí)糖代謝及其影響因素的研究進(jìn)展. 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究, 2008, 29(2): 69-74.

LUO X, ZHENG G Q, WANG J. Advances in research on sugar metabolism and its influencing factor in fruits. Journal of Agricultural Sciences, 2008, 29(2): 69-74. (in Chinese)

[31] 閆梅玲, 王振平, 范永, 周明, 孫盼, 單守明, 代紅軍. 蔗糖代謝相關(guān)酶在赤霞珠葡萄果實(shí)糖積累中的作用. 果樹學(xué)報(bào), 2010, 27(5): 703-707.

YAN M L, WANG Z P, FAN Y, ZHOU M, SUN P, SHAN S M, DAI H J. Roles of sucrose-metabolizing enzymes in accumulation of sugars in Cabernet Sauvignon grape fruit. Journal of Fruit Science, 2010, 27(5): 703-707. (in Chinese)

[32] 陳俊偉, 張良誠(chéng), 張上隆. 果實(shí)中的糖分積累機(jī)理. 植物生理學(xué)通訊, 2000, 36(6): 497-503.

CHEN J W, ZHANG L C, ZHANG S L. Sugar accumulation mechanism in fruits. Plant Physiology Communications, 2000, 36(6): 497-503. (in Chinese)

[33] 秦巧平, 張上隆, 謝鳴, 陳俊偉. 果實(shí)糖含量及成分調(diào)控的分子生物學(xué)研究進(jìn)展. 果樹學(xué)報(bào), 2005, 22(5): 519-525.

QIN Q P, ZHANG S L, XIE M, CHEN J W. Progress on the research of the molecular regulation of sugar content and composition in fruit. Journal of Fruit Science, 2005, 22(5): 519-525. (in Chinese)

[34] Shi L Y, Cao S F, Shao J R, Chen W, Yang Z F, Zheng Y H.Chinese bayberry fruit treated with blue light after harvest exhibit enhanced sugar production and expression of cryptochrome genes. Postharvest Biology & Technology, 2016, 111:197-204.

[35] 任雷, 胡曉輝, 楊振超, 鄒志榮, 李鵬飛. 光照強(qiáng)度對(duì)厚皮甜瓜糖分積累與蔗糖代謝相關(guān)酶的影響. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2010, 38(6): 120-126.

REN L, HU X H, YANG Z C, ZOU Z R, LI P F. Effects of light intensity on sugar accumulation and sucrose-metabolizing enzymes in muskmelon. Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition), 2010, 38(6): 120-126. (in Chinese)

[36] Yang L Y, Chen J J, Sun X M, Li J X, Chen N L. Inhibition of sucrose and galactosyl-sucrose oligosaccharide metabolism in leaves and fruits of melon (L.) under low light stress. Scientia Horticulturae, 2019, 244: 343-351.

[37] ROY CHOUDHURY S, ROY S, DAS R, SENGUPTA D N. Differential transcriptional regulation of banana sucrose phosphate synthase gene in response to ethylene, auxin, wounding, low temperature and different photoperiods during fruit ripening and functional analysis of banana SPS gene promoter. Planta, 2008, 229(1): 207.

[38] KOYAMA K, IKEDA H, POUDEL P R, GOTO-YAMAMOTO N. Light quality affects flavonoid biosynthesis in young berries of Cabernet Sauvignon grape. Phytochemistry, 2012, 78: 54-64.

[39] ZORATTI L, KARPPINEN K, LUENGO ESCOBAR A, H?GGMAN H, JAAKOLA L. Light-controlled flavonoid biosynthesis in fruits. Frontiers in Plant Science, 2014, 5: 534.

[40] Takeuchi A, Matsumoto S, Hayatsu M. Effects of shading treatment on the expression of the genes for chalcone synthase and phenylalanine ammonia-lyase in tea plant (). Bulletin of the National Research Institute of Vegetables Ornamental Plants & Tea, 1995, 8: 1-9.

[41] MATUS J T, LOYOLA R, VEGA A, PE?A-NEIRA A, BORDEU E, ARCE-JOHNSON P, ALCALDE J A. Post-veraison sunlight exposure induces MYB-mediated transcriptional regulation of anthocyanin and flavonol synthesis in berry skins of. Journal of Experimental Botany, 2009, 60(3): 853-867.

[42] AZUMA A, YAKUSHIJI H, KOSHITA Y, KOBAYASHI S. Flavonoid biosynthesis-related genes in grape skin are differentially regulated by temperature and light conditions. Planta, 2012, 236(4): 1067-1080.

[43] XU Y, WANG G B, CAO F L, ZHU C C, WANG G Y, EL-KASSABY Y A. Light intensity affects the growth and flavonol biosynthesis of(L.). New Forests, 2014, 45(6): 765-776.

[44] Bakhshi D, Arakawa O. Induction of phenolic compounds biosynthesis with light irradiation in the flesh of red and yellow apples. Journal of Applied Horticulture,2006, 8(2): 101-104.

[45] Wang H Q, ARAKAWA O, MOTOMURA Y. Influence of maturity and bagging on the relationship between anthocyanin accumulation and phenylalanine ammonialyase (PAL) activity in ‘Jonathan’ apples. Postharvest Biology & Technology, 2000, 19(2): 123-128.

[46] 王斌, 張楠, 閆沖沖, 金青, 林毅, 蔡永萍, 張金云. 套袋對(duì)碭山酥梨果實(shí)石細(xì)胞發(fā)育及木質(zhì)素代謝的影響. 園藝學(xué)報(bào), 2013, 40(3): 531-539.

Wang B, Zhang N, Yan C c, Jin Q, Lin Y, Cai Y p, Zhang J y.Bagging for the development of stone cell and metabolism of lignin in‘Dangshan Suli’. Acta Horticulturae Sinica, 2013, 40(03):531-539. (in Chinese)

Accumulation of Sugar and Flavonoids as Well as Their Association with Changes of Light Intensity During Fruit Development of

FAN WeiGuo, pan xueJun, HE ChunLi, chenhong, zhouyuJia

Guizhou University/Engineering Technology Research Centre for Rosa Roxburghii of National Forestry andGrassland Adminstration, Guiyang 550025

【Objective】The accumulation of sugar and total flavonoids and their association with changes of light intensity during fruits development ofTratt. were studied, so as to provide a scientific basis for the fruit quality control of. 【Method】 Four-year-old‘Guinong 5’fruit-bearing trees ofwas used as the material in the experiment, the natural light intensity was used as control (R0, CK), and three treatments were set up with the light intensity reduced by 20% (R20), 40% (R40) and 60% (R60), respectively. The accumulations of soluble sugar and total flavonoids as well as activities of related anabolic enzymes in fruits were analyzed, and the relationship between them and light intensity was determined.【Result】Sugar and total flavonoids were accumulated continuously during the growth and development offruit, but their accumulation of different development periods had significant differences. The sugar in fruits began to accumulate rapidly after the slow growth stage, and the accumulation of total soluble sugar and sucrose reached the highest at maturity stage, in which the accumulation of sucrose accounted for 36.97% of the total soluble sugar. The accumulation of glucose and fructose in the rapid expansion period was the largest, but only accounted for 10.50% and 18.18% of the maximum accumulation of total soluble sugar at fruit maturity stage, respectively.fruit was sucrose accumulation type. The total flavonoids in fruits were rapidly accumulated from young fruit stage to rapid fruit expansion stage, and then the accumulation of total flavonoids did not increase significantly. During the development offruit, the accumulation of sugar and total flavonoids under different light intensities was significantly different, while the decrease of light intensity was not conducive to the accumulation of sugar and total flavonoids in fruits. Sucrose synthase (SS), sucrose phosphate synthase (SPS), invertase (IVR) were the key enzymes affecting the metabolism of sugar in fruit. Alanine ammonia lyase (PAL), cinnamic acid-4-hydroxylase (C4H), 4-coumaric acid coenzyme A ligase (4CL) and chalcone synthase (CHS) were the key enzymes affecting the metabolism of flavonoids in fruit. The changes of light intensity were closely related to the accumulation of sugar, total flavonoids and the activities of related anabolic enzymes in fruits, while the activities of SS, SPS, IVR, PAL, C4H, 4CL and CHS were significantly inhibited by the decrease of light intensity. SS and SPS were sensitive to the decrease of light intensity during the whole fruit development of. There was a significant positive correlation between sugar and total flavonoids accumulation in fruits, while the accumulation of sugar and total flavonoids and the activities of SS, SPS, IVR, PAL, C4H, 4CL and CHS were significantly or extremely significantly positively correlated with the changes of light intensity.【Conclusion】fruit were sucrose accumulation type, and the sugar in fruits began to accumulate rapidly after the slow growth stage, while the total flavonoids in fruits were rapidly accumulated from young fruit stage to rapid fruit expansion stage. The decrease of light intensity was not conducive to the accumulation of sugar and flavonoids in fruits. The contents of sugar and flavonoids in fruits could be increased by improving light conditions in production, which was conducive to improving the quality offruit.

; fruit; light intensity; sugar; total flavonoids

2021-02-25；

2021-06-28

國(guó)家林業(yè)和草原局林業(yè)科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)（2019133002）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2014BAD23B03）

通信作者樊衛(wèi)國(guó)，E-mail：wgfan@gzu.edu.cn

（責(zé)任編輯 趙伶俐）