我校國家自然科學基金《甜菜根中蔗糖的運輸、代謝與積累機制及其調控途徑》通過驗收

由馬鳳鳴教授主持的國家自然科學基金《甜菜根中蔗糖的運輸、代謝與積累機制及其調控途徑》通過驗收。

主要技術內容：選用3個典型品種，通過飼喂14CO2與否的反向試驗、抑促氮糖代謝的交叉試驗。示蹤14C光合產物比活度梯度；有無PCMBS條件下檢測浸泡于不同濃度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構；同步測定SS、SPS、AI、NI和UDPG焦化磷酸酶活性動態及與酶活性相伴產物的含量變化。①判定蔗糖運輸途徑中的限速階段及跨膜運輸是否為蔗糖輸入的控制點；②探討細胞膨壓對蔗糖積累的調節及貯藏組織對蔗糖再貯積的潛力；③明確制約根中蔗糖代謝與積累的關鍵酶及蔗糖代謝的機制；④篩選出氮素數量、形態與比例并配合PGR等的調控途徑。項目將揭示“甜菜根中蔗糖的運輸、代謝與積累機制”，目前植物科學研究的前沿熱點問題，調控途徑的研究將蔗糖與氮素兩大代謝聯系起來，在交叉點上獲取新知識，為高糖種質資源的鑒定評價與改造利用及制定合理栽培措施提供理論依據。

選用3個典型甜菜品種，在田間框栽和室內營養液培養的條件下，通過飼喂14C與否的反向試驗和促糖抑氮的交叉試驗，研究了根中蔗糖運輸代謝和積累機制及調控途徑。試驗結果顯示，在甜菜各生育時期，不同器官14C光合產物放射性比活度排序為：葉片>葉柄>根，在甜菜塊根增長期與糖分積累期，14C飼喂48 h后，根組織中14C比活度排序為糖鞘>維管束>根頭，表明此生育時期存在一個蔗糖運輸與積累的限制路徑；相關的蔗糖代謝酶活性的變化與糖分積累的關系表現為：塊根可溶性總糖含量與SPS、SS分解方向、NI和AI活性間相關關系不顯著，而與SS合成方向活性在塊根增長期呈顯著正相關；塊根組織圓片浸泡于蔗糖與甘露醇溶液的試驗表明，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，與甜菜根的成熟進程正相關；通過旋轉回歸試驗優化了最高產糖量所需的田間試驗條件：當硝態氮、銨態氮、鎂及磷分別為48.98、61.0、23.9和120 kg·hm-2時甜菜產糖量最高。