園藝學(xué)報， 2018， 45 (2)： 351 358. Acta Horticulturae Sinica doi： 10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0395； http： /www. ahs. ac. cn 351 收稿日期 ： 2017 12 24； 修回日期 ： 2018 01 22 基金項目 ： 河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊項目（ HBCT2013050201） * 通信作者 Author for correspondence（ E-mail： nlch66126.com） 黃瓜葉面噴施硅肥對果實糖分和維生素 C 積累及相關(guān)酶的影響 王苗苗，乜蘭春*，徐瑞深，王珊珊 （河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北省蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點實驗室，河北省蔬菜產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，河北保定 071000） 摘 要： 研究了黃瓜葉面噴施硅肥對其生長、產(chǎn)量、果實糖分、維生素 C 及相關(guān)酶活性和基因表達(dá)量的影響。結(jié)果表明：葉面噴施硅肥顯著促進(jìn)了黃瓜生長，增加了單株產(chǎn)量，提高了果實中堿性轉(zhuǎn)化酶（ NI） 、蔗糖磷酸合成酶（ SPS） 、蔗糖合成酶（ SS）及半乳糖內(nèi)脂脫氫酶（ GaILDH）活性，提高了果實果糖、葡萄糖和維生素 C 含量。其中， 1.420 g · L-1單硅酸處理效應(yīng)最顯著，其果糖、葡萄糖和維生素 C含量分別較對照高 13.79%、 18.08%和 75.11%。實時熒光定量 PCR 分析表明，葉面噴施單硅酸的黃瓜果實堿性轉(zhuǎn)化酶 3（ NI-3） 、蔗糖磷酸合成酶（ SPS）和半乳糖內(nèi)脂脫氫酶（ GaILDH）基因表達(dá)量顯著提高。 關(guān)鍵詞： 黃瓜；硅肥；糖積累；糖代謝酶；維生素 C；半乳糖內(nèi)酯脫氫酶；基因表達(dá)量 中圖分類號： S 642.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 0513-353X（ 2018） 02-0351-08 Effects of Foliar Application of Silicon on Accumulation of Sugar and Vitamin C and Related Enzymes in Cucumber Fruits WANG Miaomiao， NIE Lanchun*， XU Ruishen， and WANG Shanshan （ College of Horiticulture， Agricultural University of Hebei， Key Laboratory for Vegetable Germplasm Enhancement and Utilization of Hebei， Collaborative Innovation Center of Vegetable Industry in Heibei， Baoding， Hebei 071000， China） Abstract： The effects of foliar application of silicon on growth， yield， accumulation of sugar and vitamin C in fruit and activities and gene expression of the related enzymes of cucumber were studied. The results showed that foliar application of silicon significantly promoted the growth and yield of cucumber plants， and increased activities of neutral invertase（ NI） ， sucrose phosphate synthase（ SPS） ， sucrose synthase（ SS） and galactose dehydrogenase（ GaILDH） and contents of fructose， glucose and vitamin C in fruits of cucumber. Among all treatments， foliar application of 1.420 g · L-1monosilicic acid showed the most significant effect. Compared to the control， contents of fructose， glucose and vitamin C of the fruits increased by 13.79%， 18.08% and 75.11%， respectively. Real-time quantitative PCR results indicated that the genes expression of neutral invertase-3（ NI-3） ， sucrose phosphate synthase（ SPS） and galactose dehydrogenase（ GaILDH） were significantly increased in fruits under 1.420 g · L-1monosilicic acid treatment. Wang Miaomiao， Nie Lanchun， Xu Ruishen， Wang Shanshan. Effects of foliar application of silicon on accumulation of sugar and vitamin c and related enzymes in cucumber fruits. 352 Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (2)： 351 358. Keywords： cucumber； silicon application； sugar accumulation； sugar metabolism enzyme； vitamin C； galactose dehydrogenase； gene expression 前人在硅元素促進(jìn)黃瓜等作物生長發(fā)育、提高其抗病性和抗逆性等方面已有大量研究報道（ Stamatakis et al.， 2003；侯玉慧 等 2007； Yu et al.， 2010；宋阿琳 等， 2011；曹逼力 等， 2013，2014； 范培培 等， 2014； Khoshgoftarmanesh et al.， 2014） 。 硅還可提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì) （ Khoshgoftarmanesh et al.， 2012； 薛高峰 等， 2012， 劉景凱 等， 2014； 李煒?biāo)N 等， 2016； 蘇敬 等， 2016） 。 劉緩等 （ 2014）利用水培方法研究表明，營養(yǎng)液中添加硅可提高黃瓜果實可溶性糖、維生素 C 及游離氨基酸含量。但目前這方面的研究積累尚不足，生產(chǎn)中也沒有成熟的硅素補(bǔ)充技術(shù)，關(guān)于硅改善果蔬品質(zhì)的內(nèi)在生理機(jī)制尚缺乏研究。本試驗中通過葉面噴施硅肥，研究了硅對黃瓜生長、產(chǎn)量、果實糖分和維生素 C 積累及其相關(guān)酶活性和基因表達(dá)量的影響，以期進(jìn)一步豐富硅改善果蔬品質(zhì)的研究，揭示硅促進(jìn)果蔬糖分和維生素 C 積累的內(nèi)在機(jī)理，并為生產(chǎn)中應(yīng)用硅肥提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。 1 材料與方法 1.1 供試材料與試驗設(shè)計 供試黃瓜品種為爍元 9 號 。單硅酸（ H4SiO4）購于河北省深州市中科啟潤生物有機(jī)肥料廠，硅酸鉀（ K2SiO3）購于國藥集團(tuán)化學(xué)有限公司，芭田水溶性硅肥購于深圳市芭田生態(tài)工程股份有限公司。 黃瓜于 2016 年 2 月 27 日定植于河北省衡水市饒陽縣吾固村塑料大棚內(nèi)，前期在大棚內(nèi)設(shè)二道幕及小棚， 4 月中下旬后逐漸撤除。 4 月 19 日（結(jié)果初期）開始葉面噴施硅肥處理。參照上一年預(yù)試驗篩選出的有效濃度，共設(shè) 5 個處理： 1.420 g · L-1單硅酸（硅含量 8 mmol · L-1） ； 1.144 g · L-1單硅酸（硅含量 7 mmol · L-1） ； 0.141 g · L-1水溶性硅肥（硅含量 7 mmol · L-1） ； 1.140 g · L-1硅酸鉀（硅含量 7 mmol · L-1） ；清水（對照） 。每處理 30 株， 3 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。噴施處理在上午 9 點，用噴霧器噴灑使葉面均勻濕潤為度。每 5 d 噴 1 次，共噴施 8 次。在第 1 次噴施時，每小區(qū)隨機(jī)選 10 株掛牌并標(biāo)記株高，記錄標(biāo)記部位以上單株結(jié)果數(shù)、平均單果質(zhì)量及單株產(chǎn)量至試驗結(jié)束（ 5 月 27 日） 。 5 月 19 日噴施后，對同一天開花的果實進(jìn)行掛牌標(biāo)記。在花后 8 d（即 5 月27 日，果實商品成熟期）每處理取大小一致、無病蟲害和機(jī)械損傷的掛牌果實 20 個，用于測定蔗糖、果糖、葡萄糖、維生素 C 含量和酸性轉(zhuǎn)化酶（ AI）、堿性轉(zhuǎn)化酶（ NI）、蔗糖合成酶（ SS）、蔗糖磷酸合成酶（ SPS）及半乳糖內(nèi)酯脫氫酶（ GalLDH）活性。同時調(diào)查植株標(biāo)記部位以上的株高增長量、最大功能葉面積及最大功能葉節(jié)位的莖粗等生長指標(biāo)。根據(jù)各處理上述指標(biāo)，取效應(yīng)大的1.420 g · L-1單硅酸處理及對照的果實采用實時熒光定量 PCR 檢測糖代謝及維生素 C 合成相關(guān)酶基因表達(dá)量。 1.2 測定方法 1.2.1 果實糖分及糖代謝相關(guān)酶活性測定 果糖、葡萄糖、蔗糖含量測定參照李合生（ 2000）的方法。糖代謝相關(guān)酶活性的測定參照米國全 （ 2011） 的方法。 稱取 0.5 g 黃瓜果實， 加入 5 mL 預(yù)冷的提取緩沖液 0.1 mol · L-1 Tris-HCl（ pH 7.0） ，5 mmol · L-1 MgCl2， 2 mmol · L-1 EDTA-Na2， 0.2%乙二醇， 0.2%牛血清（ BSA） ， 2% PVP， 5 mmol · L-1 王苗苗，乜蘭春，徐瑞深，王珊珊 . 黃瓜葉面噴施硅肥對果實糖分和維生素 C 積累及相關(guān)酶的影響 . 園藝學(xué)報， 2018， 45 (2)： 351 358. 353 DTT冰浴下研磨后， 10 000 r · min-1離心 20 min，上清液即為粗酶提取液。以上操作均在 0 4 下進(jìn)行。 1.2.2 果實維生素 C 及半乳糖內(nèi)酯脫氫酶（ GalLDH）活性測定 維生素 C 含量采用 2,6二氯酚靛酚滴定法，半乳糖內(nèi)酯脫氫酶（ GalLDH）活性測定參照 Tabata 等（ 2001）的方法。稱取 2 g 黃瓜果肉，加入預(yù)冷的 5 mL 100 mmol · L-1的磷酸鉀緩沖液（含 400 mmol · L-1蔗糖， pH 7.4）冰浴下研磨， 3 000 r · min-1離心 10 min，上清液轉(zhuǎn)入 10 mL 離心管， 12 000 r · min-1離心 20 min，收集沉淀，加入 l mL 磷酸鉀緩沖液，溶解液即為粗線粒體提取液，供酶活性測定用。以上操作均在 0 4 下進(jìn)行。 1.2.3 糖代謝及維生素 C 合成關(guān)鍵酶基因表達(dá)分析 提取黃瓜果實 RNA 后，用 DNase試劑盒進(jìn)行 DNA 消化處理，采用 HiFi-MMLVcDNA 試劑盒（ CWbio.Co.Ltd， Cat#CW0744）進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄，應(yīng)用 BIOER LineGene 9600Plus 型熒光定量 PCR儀進(jìn)行熒光定量檢測，設(shè) 3 次獨(dú)立重復(fù)。 PCR 反應(yīng)體系： UltraSYBR Mixture 10 L，上、下游引物（ 10 mol · L-1）各 0.4 L， cDNA 2 L， ddH2O 7 L。 PCR 反應(yīng)程序： 95 10 min； 95 15 s， 60 60 s， 45 個循環(huán)。 根據(jù)黃瓜已登錄序列采用 Primer 5.0 分別設(shè)計 SPS、 SS、 AI、 NI-1、 NI-2、 NI-3 及 GaILDH 等 7個基因的特異性引物序列（表 1），由北京吉普生物科技有限公司合成，以 UBI-ep 為內(nèi)參基因。采用 2-CT法（ Livak & Schmittgen， 2001）進(jìn)行數(shù)據(jù)的相對定量分析。 表 1 黃瓜 SPS、 SS、 AI、 NI 及 GAILDH 基因熒光定量 PCR 引物序列 Table 1 The quantitative PCR primer sequences of SPS， SS， AI， NI and GAILDH genes of cucumber 基因 Gene 引物 Primer 引物序列（ 5 3） Primer sequence 片段長度 /bp Fragment size SPS（蔗糖磷酸合成酶 Sucrose phosphate synthase） SPS-F GATGGCTAAACGTCGTCTTGAAC 139 SPS-R ATCTCCATGAACTGATACATCTCCAT SS（蔗糖合成酶 Sucrose synthase） SS-F GCTGAAATCCTTGTCGACTTCTTC 114 SS-R ATAGATCTGCCATGTGTACCTTCTCGTA AI（酸性轉(zhuǎn)化酶 Acid invertase） AI-F GTCGGAGAATGGTGGTGGTGTA 335 AI-R ATTGGATTATGTTGCTGCCTGTCTT NI-1（堿性轉(zhuǎn)化酶 1 Neutral invertase-1） NI1-F GGAGGAGGATTACGACATTCTTCAG 81 NI1-R TGGCGATGACGAGAGCACTT NI-2（堿性轉(zhuǎn)化酶 2 Neutral invertase-2） NI2-F TTGCTGTGGCTGAGAAGAGGAT 101 NI2-R GGTTTGATAGAGTCGGGATTGCTTT NI-3（堿性轉(zhuǎn)化酶 3 Neutral invertase-3） NI3-F ACTGGTAACTGATGGCTCTTGTATG 260 NI3-R AGGCGGATGGAGGAGGAACT GalLDH（半乳糖內(nèi)脂脫氫酶 Galactose dehydrogenase） GaILDH-F GGAGGAAGTCAGAAGGATACAGAGT 209 GaILDH-R AGTCCACCGCTGCTCAAGAG 1.2.4 數(shù)據(jù)處理 采用 Microsoft Excel 2007 對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理，采用 DPS 7.05 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性測驗 。 2 結(jié)果與分析 2.1 葉面噴施硅肥對黃瓜生長和產(chǎn)量的影響 由表 2 可以看出，各處理黃瓜株高增長量、莖粗和最大功能葉葉面積均顯著高于對照。株高增Wang Miaomiao， Nie Lanchun， Xu Ruishen， Wang Shanshan. Effects of foliar application of silicon on accumulation of sugar and vitamin c and related enzymes in cucumber fruits. 354 Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (2)： 351 358. 長量比對照高 9.2% 11.3%，不同處理間差異不顯著。莖粗以 1.420 g · L-1單硅酸處理最高，比對照高 10.07%。最大功能葉葉面積以 1.420 g · L-1單硅酸和 1.140 g · L-1硅酸鉀處理最大，分別比對照高53.54%和 36.00%。從坐果和產(chǎn)量來看， 4 個處理單株坐果數(shù)均顯著多于對照，其中以 1.420 g · L-1單硅酸處理最多。 1.420 g · L-1單硅酸、 0.141 g · L-1水溶性硅肥和 1.140 g · L-1硅酸鉀處理的平均單果質(zhì)量也顯著高于對照。各處理單株產(chǎn)量顯著高于對照，以 1.420 g · L-1單硅酸處理最高，比對照高49.30%。可見葉面噴施硅肥具有促進(jìn)黃瓜植株生長，提高產(chǎn)量的效應(yīng)，本試驗中以 1.420 g · L-1單硅酸處理效應(yīng)最大。 表 2 葉面噴施硅肥對黃瓜植株生長量的影響 Table 2 Effect of spraying silicon on the growth and yield of cucumber plants 處理 Treatment 濃度 / （ g · L-1） Concentration株高增長量 /cm Plant height increment 莖粗 /mm Stem diameter最大功能葉 面積 /cm2Maximum functionalleaf area 單株坐果數(shù) Fruit number per plant 單果質(zhì)量 /g Single-fruit weight 單株產(chǎn)量 /g Yield per plant 單硅酸 H4SiO41.420 93.8 a 7.87 a 227.06 a 5.1 a 261.28 a 1 301.5 a 單硅酸 H4SiO41.144 94.2 a 7.52 b 169.52 b 3.9 c 249.04 b 987.3 d 水溶性硅肥 Water soluble silicon fertilizer 0.141 95.6 a 7.59 b 160.96 b 4.6 b 262.77 a 1 197.6 b 硅酸鉀 K2SiO31.140 94.9 a 7.39 c 201.11 a 4.1 c 259.54 a 1 035.7 c 對照 Control 0 85.9 b 7.15 d 147.88 c 3.5 d 245.83 b 871.9 e 注：不同小寫字母表示鄧肯氏新復(fù)極差測驗達(dá) 5%顯著水平，下同。 Note： Different letters in the same column mean significant difference at 5% level by Duncans test. The same below. 2.2 葉面噴施硅肥對黃瓜果實糖分積累及相關(guān)酶的影響 2.2.1 糖分積累 黃瓜果實可溶性糖以果糖和葡萄糖為主，在 15.3 19.46 mg · g-1之間（表 3） 。 4 種硅肥處理的黃瓜果實果糖含量均顯著高于對照，其中以 1.420 和 1.144 g · L-1單硅酸處理最高，分別較對照增加13.79%和 13.27%。 1.420 和 1.144 g · L-1單硅酸及 1.140 g · L-1硅酸鉀處理的果實葡萄糖含量也顯著高于對照，其中以 1.420 g · L-1處理最高，較對照增加 18.08%?？梢?，葉面噴施硅肥促進(jìn)了黃瓜果實糖分的積累。 2.2.2 糖代謝相關(guān)酶活性 由表 3 可以看出，黃瓜果實中堿性轉(zhuǎn)化酶（ NI）活性高于酸性轉(zhuǎn)化酶（ AI），且各處理 NI 活性均顯著高于對照， 其中以 1.420 g · L-1單硅酸處理最高， 較對照提高 27.28%。 AI 活性以 1.140 g · L-1硅酸鉀處理高于對照，其他處理則低于對照。黃瓜果實蔗糖合成酶（ SS）活性高于蔗糖磷酸合成酶 表 3 葉面噴施硅肥對黃瓜果實中果糖、葡萄糖含量和 AI、 NI、 SS 和 SPS 活性的影響 Table 3 Effect of spraying silicon on the content of fructose and glucose and the activities of AI， NI， SS and SPS in cucumber fruits 處理 Treatment 濃度 /（ g · L-1）Concentration 果糖 /（ mg · g-1FW） Fructose content 葡萄糖 /（ mg · g-1FW） Glucose content 酶活 /（ mg · h-1· g-1FW） Enzymatic activity AI NI SPS SS 單硅酸 H4SiO4 1.420 17.41 a 19.46 a 25.03 c 65.88 a 4.09 b 23.18 a 單硅酸 H4SiO41.144 17.33 a 17.83 b 28.84 c 56.94 b 3.89 b 14.30 c 水溶性硅肥 Water soluble silicon fertilizer 0.141 16.58 b 16.73 c 27.00 c 55.40 b 4.48 a 22.33 a 硅酸鉀 K2SiO3 1.140 16.44 b 17.82 b 40.14 a 54.34 b 3.78 b 18.36 b 對照 Control 0 15.30 c 16.48 c 32.95 b 51.76 c 3.14 c 12.33 d 王苗苗，乜蘭春，徐瑞深，王珊珊 . 黃瓜葉面噴施硅肥對果實糖分和維生素 C 積累及相關(guān)酶的影響 . 園藝學(xué)報， 2018， 45 (2)： 351 358. 355 （ SPS）。各處理 SS 和 SPS 活性均顯著高于對照， SS 活性以 1.420 g · L-1單硅酸和 0.141 g · L-1水溶性硅肥處理最高，分別較對照提高 88.00%和 81.10%。 SPS 活性以 0.141 g · L-1水溶性硅肥處理最高，較對照 42.68%?？梢娙~面噴施硅肥可顯著提高黃瓜果實 NI、 SS 和 SPS 活性。 2.2.3 糖代謝酶基因表達(dá)量的影響 酸性轉(zhuǎn)化酶（ AI） 、中（堿）性轉(zhuǎn)化酶（ NI）不可逆地催化蔗糖水解為己糖，其中 NI 受 NI-1、NI-2 及 NI-3 基因的表達(dá)調(diào)控。 選取硅肥中效應(yīng)最大的 1.4200 g · L-1單硅酸處理測定糖代謝的基因表達(dá)量，由圖 1 可知，與對照相比，單硅酸處理的黃瓜果實中 AI 及 NI-1 相對表達(dá)量有所降低， NI-2與對照差異不顯著、 NI-3 顯著上升了 142.42%，由此推測， NI-3 可能在黃瓜轉(zhuǎn)化酶活性調(diào)控中起重要作用，進(jìn)而促進(jìn)己糖的積累。蔗糖合成酶（ SS）與蔗糖磷酸合成酶（ SPS）在蔗糖代謝中也起著重要作用，分別由 SS 及 SPS 基因表達(dá)調(diào)控。與對照相比，單硅酸處理的黃瓜果實中 SS 基因相對表達(dá)量有所降低，而 SPS 顯著上升了 27.09%。 圖 1 葉面噴施硅肥對黃瓜果實中 AI、 NI、 SS 及 SPS 基因相對表達(dá)水平的影響 Fig. 1 Effect of spraying silicon on the gene relative transcript level of AI， NI， SS and SPS in cucumber fruits 2.3 葉面噴施硅肥對黃瓜果實維生素 C 積累及其關(guān)鍵酶的影響 2.3.1 維生素 C 積累 由表 4 可知， 4 種硅肥處理的黃瓜果實維生素 C 含量均顯著高于對照，其中 1.420 g · L-1單硅酸處理最高，較對照高 75.11%，表明生長期葉面噴施硅肥能顯著提高果實的維生素 C 含量。 表 4 葉面噴施硅肥對黃瓜果實中維生素 C 含量和 GaILDH 活性的影響 Table 4 Effect of spraying silicon on the vitamin C content and the activity of GaILDH in cucumber fruits 處理 Treatment 濃度 /（ g · L-1） Concentration 維生素 C 含量 /（ mg · kg-1FW） Vitamin C content GaILDH 活性 /（ U · g-1FW） Activity of GaILDH 單硅酸 H4SiO41.420 153.4 a 1.87 a 單硅酸 H4SiO41.144 98.3 b 1.60 b 水溶性硅肥 Water soluble silicon fertilizer 0.141 100.7 b 1.76 a 硅酸鉀 K2SiO31.140 100.5 b 1.79 a 對照 Control 0 87.6 c 1.51 c 2.3.2 半乳糖內(nèi)酯脫氫酶活性 半乳糖內(nèi)酯脫氫酶（ GalLDH）是直接催化半乳糖內(nèi)酯形成維生素 C 的關(guān)鍵酶，對植物體內(nèi)維生素 C 含量的積累起著至關(guān)重要的作用。 Wang Miaomiao， Nie Lanchun， Xu Ruishen， Wang Shanshan. Effects of foliar application of silicon on accumulation of sugar and vitamin c and related enzymes in cucumber fruits. 356 Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (2)： 351 358. 圖 2 葉面噴施硅肥對黃瓜果實中 GaILDH 基因 相對表達(dá)水平的影響 Fig. 2 Effect of spraying silicon on the relative transcript level of GaILDH gene in cucumber fruits 由表 4 可知，各處理 GaILDH 活性均顯著高于對照，其中 1.420 g · L-1單硅酸、 1.140 g · L-1硅酸鉀和 0.1410 g · L-1水溶性硅肥處理最高，分別較對照提高 23.72%、 18.50%和 16.56%。可見葉面噴施硅肥可顯著提高黃瓜果實 GaILDH 活性。 2.3.3 半乳糖內(nèi)酯脫氫酶基因表達(dá)量 由圖 2 可知， 1.420 g · L-1單硅酸處理的黃瓜果實 GaILDH 相對表達(dá)量較對照升高了 8.51%。可見，單硅酸通過提升黃瓜果實中半乳糖內(nèi)酯脫氫酶基因表達(dá)量促進(jìn)了黃瓜維生素 C 的積累量。 3 討論 糖分的種類和含量很大程度上決定了黃瓜果實的風(fēng)味品質(zhì)，味道微甜已作為評價黃瓜果實品質(zhì)的一個重要指標(biāo)（劉春香 等， 2005） 。因而糖代謝及其相關(guān)酶的調(diào)控與黃瓜果實品質(zhì)形成密切相關(guān)（ Ruan et al.， 2010；米國全 等， 2011） 。黃瓜光合產(chǎn)物以水蘇糖為主要運(yùn)轉(zhuǎn)形式，當(dāng)水蘇糖被運(yùn)輸?shù)焦课粫r，被迅速分解成蔗糖，以蔗糖的形式繼續(xù)向果實運(yùn)輸。在果實中，蔗糖又迅速被轉(zhuǎn)化為己糖（蔣亞華， 2005） 。本研究結(jié)果也證實了這一點，黃瓜果實以果糖和葡萄糖為主。葉面噴施硅肥可顯著提高黃瓜果實果糖和葡萄糖含量，這與劉緩等（ 2014）報道的在含硅營養(yǎng)液條件下黃瓜果實含糖量顯著增加的結(jié)果一致。但有關(guān)硅提高果實含糖量的作用機(jī)理還鮮有報道。植物組織中，轉(zhuǎn)化酶不可逆地催化蔗糖水解為己糖。轉(zhuǎn)化酶包括酸性轉(zhuǎn)化酶（ AI）和中（堿）性轉(zhuǎn)化酶（ NI） （李肖蕖 等， 2008；趙杰堂， 2016） 。有研究表明，在成熟組織中， NI 對蔗糖分解更為重要，如草莓AI 活性隨著果實的發(fā)育而持續(xù)降低， NI 活性在果實發(fā)育的中期階段達(dá)到最高。但網(wǎng)紋甜瓜 NI 活性隨著果實發(fā)育下降的趨勢與 AI 相同（李肖蕖 等， 2008）。本研究表明，黃瓜果實 NI 活性明顯高于 AI，表明 NI 對黃瓜果實蔗糖代謝起主要調(diào)節(jié)作用。 NI 受 NI-1、 NI-2 及 NI-3 基因的表達(dá)調(diào)控，實時熒光定量 PCR 分析表明，硅處理的黃瓜果實 NI-1 表達(dá)量下降、 NI-2 表達(dá)量與對照無顯著差異，而 NI-3 表達(dá)量增加了 142.42%， NI 基因表達(dá)量總體是增加的，結(jié)合硅處理的黃瓜果實 NI 活性顯著提高，因此硅在轉(zhuǎn)錄水平和酶活性表達(dá)水平均促進(jìn)了黃瓜果實的蔗糖代謝，從而提高了果實葡萄糖和果糖的含量，其中 NI-3 可能發(fā)揮著更為重要的作用。 SPS 是蔗糖合成的關(guān)鍵酶， SS 既能催化蔗糖合成，也能催化蔗糖分解。它們分別由 SS 及 SPS 基因表達(dá)調(diào)控（劉景安， 2013）。本研究中黃瓜果實 SPS 活性很低，蔗糖含量也很低，僅為 0.18 0.36 mg · g-1，單硅酸處理的果實中 SS 相對表達(dá)量降低，說明黃瓜果實糖代謝以蔗糖分解、果糖葡萄糖積累為主。單硅酸處理果實中 SPS（分解）活性升高， SPS 表達(dá)上升了 27.09%。說明硅也通過提高 SPS 分解活性及其基因表達(dá)量來調(diào)節(jié)蔗糖代謝。 硅能提高果蔬維生素 C 含量（劉緩 等， 2014； 劉景凱 等， 2014） ，本研究中也取得與之一致的研究結(jié)果。但有關(guān)硅促進(jìn)植物維生素 C 合成的作用機(jī)理研究報道尚少。 GalLDH 是催化半乳糖內(nèi)酯合成維生素 C 的關(guān)鍵酶， 對植物體內(nèi)維生素 C 的積累起著至關(guān)重要的作用 （ Valpuesta & Botella， 2004） 。王苗苗，乜蘭春，徐瑞深，王珊珊 . 黃瓜葉面噴施硅肥對果實糖分和維生素 C 積累及相關(guān)酶的影響 . 園藝學(xué)報， 2018， 45 (2)： 351 358. 357 鹽脅迫下，茶的 GalLDH 基因表達(dá)量增加，維生素 C 含量提高（肖瑤， 2015） 。本研究結(jié)果表明，葉面噴施硅肥可顯著提高黃瓜果實 GalLDH 活性， GalLDH 表達(dá)量也顯著高于對照。表明硅通過增強(qiáng)GalLDH 基因表達(dá)量及其酶活性來提高維生素 C 的合成量，增加黃瓜果實維生素 C 的積累。 References Cao Bi-li， Liu Can-yu， Xu Kun. 2014. 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