云南省华宁县有特早熟蜜柑2 667 hm²，海拔1 080 m，年平均气温20 ℃，由于特殊的气候条件，特早熟柑橘上市早，商品价值高，但也普遍存在果实糖分含量低的问题。糖分含量是决定柑橘等果实品质的重要因子^[1]，蔗糖、葡萄糖和果糖是柑橘果实中主要的可溶性糖，蔗糖作为柑橘的转流糖，其含量对果实品质起重要作用。与蔗糖代谢和积累密切相关的酶主要有酸性转化酶(acid invertase, AI)、中性转化酶(neutral invertase, NI)、蔗糖合成酶(sucrose synthase, SS)和蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase, SPS)。柑橘叶片中的最初光合产物在一系列酶的作用下转化成蔗糖后才能转运到其他各器官^[2-8]，以叶(源)的研究为侧重点，探索特殊气候下，云南省特早熟柑橘叶片和果实不同发育时期的糖积累和相关酶活性的变化规律及其生理基础，为促进柑橘糖分积累提供理论依据，具有重要的理论和实践意义。

柑橘结实一般多以有叶结果枝为主，有叶结果枝由于枝叶齐全，发育充实，具有营养生长和结果的双重作用。随着结果枝上着生叶片数的增加，坐果率越高；在果实生长发育期及成熟过程中，结果枝上着生叶片的数量差异对果实发育和品质变化有明显的影响，其叶片的碳水化合物含量以及糖代谢酶的活性也在各个发育期有显著差异^[7-9]。本研究以特早熟柑橘兴津早生为试材，研究特早熟柑橘叶片和果实发育过程中糖积累及蔗糖代谢相关酶的活性变化，旨在探讨叶片和果实的相关蔗糖代谢酶在果实糖分变化中的作用，为生产实践中研发提高果实糖积累和品质的栽培技术提供理论依据。

1.   材料与方法

1.1   试验材料

本试验在国家柑橘产业体系试验站玉溪柑橘研究所的柑橘园内进行(N24°3′13″，E103°0′57″，H1192)，以相近结果量的13年生枳壳砧木的特早熟柑橘兴津早生为试材。

1.2   样品采集和处理

在相近高度的柑橘树冠外围相同部位，以结果枝着生叶片数量为1、4和7片的有叶花(果)枝为对象，每20 d左右随机采取果实和叶片样1次。样本从果实着色期后的7月31日开始采样，分别是7月31日、8月20日、9月11日、9月24日和10月5日，每处理3个重复。样本采好后立即放入冰盒中并带回实验室。果实在冰上迅速分离出汁胞，并相应混匀；分别将1、4和7的叶片剪碎并混匀，分别放入密封袋里待测。

1.3   碳水化合物和蔗糖代谢相关酶活性的测定

分别购买试剂盒，用分光光度计法对汁胞中蔗糖、葡萄糖和果糖的含量进行测定，对酸性转化酶(S-AI)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)进行提取及测定。

1.4   数据统计分析

运用Excel软件对数据进行整理分析。

2.   结果与分析

2.1   果实糖分组成成分变化

兴津早生果实糖分含量测定的结果(图1)表明：随着果实的发育，云南省早熟柑橘果实糖分中蔗糖含量最高，其次是葡萄糖和果糖；葡萄糖和蔗糖含量不断上升，果糖含量的增幅不明显。

图  1  不同结果枝着生叶片数对应的果实中糖分组成成分含量变化

Figure  1.  The content of sugar components in the fruit of different leaves on the fruiting branches

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图1表明：结果枝着生叶片数的差异不影响果糖含量的变化，但果实发育后期，结果枝着生叶片数为7片叶对应汁胞中果糖的含量有上升趋势，1片叶和4片叶对应的汁胞中果糖的含量有下降趋势。结果枝着生叶片数对葡萄糖含量的积累有影响，表现为结果枝着生叶片数为7片时，汁胞中葡萄糖含量一直处于上升的趋势并高于1片叶和4片叶的果实的葡萄糖含量；1片叶和4片叶汁胞中葡萄糖的含量也不断增加，但两者间差异不明显。果实发育前期，4片叶对应的汁胞中蔗糖含量相对较高；9月下旬以后，与结果枝着生叶片数为1片叶相比，4片叶和7片叶对应汁胞中蔗糖的含量上升趋势明显且高于1片叶对应汁胞中蔗糖的含量。果实总糖含量测定的结果表明：不同结果枝着生叶片数对应的汁胞中总糖的含量一直处于上升趋势。7月下旬以后，7片叶对应的汁胞中总糖含量一直处于最高水平。1片叶和4片叶对应的汁胞中总糖的含量无明显差异，但在10月初，4片叶对应的汁胞中总糖含量要高于1片叶对应的汁胞中总糖的含量。

2.2   蔗糖代谢相关酶的活性变化

兴津早生叶片的S-AI、SPS和SS活性都呈现出各自不同的变化趋势，结果枝着生叶片数的差异对叶片的S-AI、SPS和SS活性变化无明显影响(图2)。

图  2  不同结果枝着生叶片数的叶片蔗糖代谢酶活性变化

Figure  2.  Change of sucrose metabolizing enzyme activities of different number of leaves of bearing shoots

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叶片的S-AI活性7月最高，7月下旬到9月上旬，结果枝着生叶片数为1片和4片叶S-AI的活性不断下降，9月中旬后上升。结果枝着生叶片数为7片的叶片S-AI活性于8月中旬迅速下降，9月上旬以后维持上升趋势。9月下旬以后，不同结果枝着生叶片数间的S-AI活性无差异。结果枝着生叶片数为1片和4片叶片的SPS活性变化趋势基本相似，9月上旬以前下降平缓，9月上旬到9月中旬迅速下降之后又迅速上升；结果枝着生叶片数为7片叶的SPS活性9月上旬以后一直上升。不同结果枝着生叶片数的叶片SS活性变化趋势基本相似，从7月下旬至10月上旬SS活性总体处于下降趋势且活性值基本相近。

由图3可知：兴津早生不同的叶片数对应的汁胞的S-AI、SPS、SS活性都呈现相似的变化趋势，且结果枝着生叶片数的差异对汁胞的S-AI、SPS、SS活性变化影响不明显。

图  3  不同结果枝着生叶片数对应的果实中的蔗糖代谢酶活性变化

Figure  3.  The changes of sucrose metabolizing enzyme activities in the fruits of different numbers leaves of bearing shoots

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不同结果枝着生叶片数对应的汁胞的S-AI活性，除了7月初和10月末，1片叶对应的汁胞中S-AI活性在各个阶段都相对较高，高于4片叶和7片叶对应的汁胞中S-AI酶的活性。在9月中旬以后，结果枝着生叶片数为1片叶、4片叶和7片叶对应汁胞的S-AI活性迅速上升。不同结果枝着生叶片数对应的汁胞中SPS活性，在7月末1片叶、4片叶和7片叶对应的汁胞中的SPS活性值基本相似，之后开始下降，8月中旬以后逐渐上升。8月中旬到9月中旬，结果枝着生叶片数为7片叶对应的汁胞中SPS活性高于4片叶和1片叶。不同结果枝着生叶片数对应的汁胞中SS活性变化规律基本相似，于8月中旬，1片叶、4片叶和7片叶对应的汁胞中SS活性达到最大值，随后开始降低并于9月上旬达到最低，之后开始缓慢增加。

2.3   糖分组成成分含量与同时期叶片和汁胞中蔗糖代谢酶活性的相关性

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表  1  果实糖分组成成分糖含量与同时期叶片及汁胞中蔗糖代谢相关酶活性的相关性

Table  1.  The correlation between the soluble sugar of early maturing citrus and sucrose-metabolizing enzyme in the leaves and juice cells of the same period

项目 item		叶片S-AI活性 leaf S-AI activity	汁胞S-AI活性 juice sac S-AI activity	叶片SPS活性 leaf SPS activity	汁胞SPS活性 juice sac SPS activity	叶片SS活性 leaf SS activity	汁胞SS活性 juice sac SS activity
果糖含量 fructose content	1片叶 1 leaf	0.156	−0.974	0.275	−0.919	0.812	0.281
	4片叶 4 leaves	0.729	−0.208	0.703	−0.455	0.844	−0.026
	7片叶 7 leaves	−0.350	0.317	0.434	0.106	−0.629	0.690
蔗糖含量 sucrose content	1片叶 1 leaf	−0.564	0.763	−0.674	0.417	−0.877	0.106
	4片叶 4 leaves	−0.302	0.548	−0.372	0.625	−0.921	−0.042
	7片叶 7 leaves	−0.661	0.183	−0.212	0.595	−0.966	−0.15
葡萄糖含量 glucose content	1片叶 1 leaf	−0.205	0.815	−0.820	0.577	−0.789	0.109
	4片叶 4 leaves	−0.704	0.364	−0.451	0.374	−0.969	0.149
	7片叶 7 leaves	−0.715	0.133	−0.211	0.448	−0.960	−0.038

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结果枝着生叶片数为1片的汁胞中蔗糖含量与其叶片中的S-AI表现出中度负相关、与汁胞中的S-AI表现出高度正相关、与其叶片中的SPS活性表现出中度负相关、与汁胞中的SPS活性表现出中度正相关；4片叶对应的汁胞中蔗糖含量与其叶片中的S-AI表现出低度负相关、与汁胞中的S-AI表现出中度正相关、与其叶片中的SPS活性表现出低度负相关、与汁胞中的SPS活性表现出中度正相关；7片叶对应的汁胞中蔗糖含量与其叶片中的S-AI活性表现出中度负相关、与汁胞中的SPS活性表现出中度正相关。

结果枝着生叶片数为1片的汁胞中葡萄糖含量与汁胞中的S-AI活性表现出高度正相关、与其叶片中的SPS活性表现出高度负相关、与汁胞中的SPS活性表现出中度正相关；4片叶对应的汁胞中葡萄糖含量与其叶片中的S-AI活性表现出高度负相关、与其叶片中的SPS活性表现出中度负相关；7片叶对应的汁胞中葡萄糖含量与其叶片中的S-AI活性表现出高度负相关、与汁胞中的SPS活性表现出中度正相关。

3.   讨论

糖分积累是果实品质形成的关键，而蔗糖代谢又是糖分积累的重要环节，苹果^[11]、葡萄^[12]、猕猴桃^[13]、杧果^[14]、桃^[15]和柑橘^[16-17]的研究表明：蔗糖代谢相关酶与果实糖积累之间存在密切联系。蕉柑结果枝上着生叶片数与果实品质构成要素之间的关系，随着结果枝上着生叶片数的差异，其开花、坐果率、果实发育和品质有明显差异；其叶片的碳水化合物含量以及糖代谢酶的活性也在各个发育期有显著差异^[7-9]。兴津早生结果枝不同叶片数对应的果实中糖分组成成分含量的测定发现：果实采收前，结果枝上着生叶片数为7片叶对应的果实中果糖、葡萄糖和蔗糖的含量要高(图1)，说明结果枝不同叶片数对后期果实的糖分积累有明显影响。

温州蜜柑宫川早生在果实发育前期，酸性转化酶(AI)和蔗糖合成酶(SS)的活性大于蔗糖磷酸合成酶(SPS)；随后蔗糖代谢相关酶的活性随着果实的发育而下降^[18]。云南早熟柑橘温州蜜柑兴津早生的蔗糖代谢酶活性的测定中发现(图2、3)：结果枝不同着生叶片数中叶片及果实的蔗糖代谢相关酶活性有不同的变化规律，汁胞中蔗糖代谢酶的活性随着果实的成熟而升高，叶片中蔗糖代谢酶则相反；结果枝着生叶片数不同，其叶片及对应果实的蔗糖代谢相关酶活性的变化在果实发育的不同时期也有差异，特别是结果枝着生叶片数多的(7片)蔗糖代谢相关酶活性表现的差异性，从而影响了汁胞中糖分积累的差异性。

兴津早生中结果枝上不同叶片数的SS活性随着果实的发育而下降，而果实的蔗糖和葡萄糖含量不断增加；分析不同叶片数对蔗糖代谢酶与蔗糖、葡萄糖的相关性(表1)，结果表明：结果枝上不同叶片数对应的SS活性与其对应的汁胞中蔗糖和葡萄糖成高度负相关，进一步证实结果枝上不同叶片数对应的果实蔗糖和葡萄糖的积累和叶片中SS的下降有很大关系。

云南早熟柑橘结果枝着生叶片数多的4片叶和7片叶，对应的汁胞中葡萄糖含量与其叶片中S-AI活性成高度负相关，4片叶和7片叶的葡萄糖升高与叶片中S-AI活性的下降有明显的关系；汁胞中蔗糖和葡萄糖与汁胞中的SPS活性成中度正相关，SPS活性是促进云南柑橘果实糖分积累的重要代谢相关酶。

针对云南特早熟柑橘品质低的问题，本试验研究发现：结果枝着生叶片数多的果实可溶性糖含量相对较高，生产实践中可以通过促发抽生着生叶片数多的结果枝，并以结果为主进行栽培管理，以提高云南省特早熟柑橘的糖分含量。

4.   结论

云南早熟柑橘兴津早生结果枝上不同叶片数对果实糖分含量变化有影响，随着柑橘结果枝上着生叶片数的增加，果实的糖分含量明显增加。研发促进抽生着生叶片数多的结果枝的肥水管理和以其结果为主的花果管理技术，可以提高云南省特早熟柑橘糖分含量。