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葡萄是糖积累型果实,同时又属于呼吸非跃变型果实。葡萄果实在发育阶段碳水化合物的代谢以蔗糖代谢为主,而淀粉代谢在果实发育过程中的作用却鲜有报道。本研究以整个发育阶段的葡萄果实为研究对象,首先分别对参与淀粉合成的AGPase小亚基编码基因VvAPS和大亚基编码基因VvAPL、淀粉粒结合的淀粉合成酶编码基因VvGBSS1和参与淀粉降解的α-淀粉酶编码基因VvAMY的ORF进行克隆,初步了解各基因的功能,之后分别在组织结构、酶学和分子水平上对发育阶段的葡萄果肉和果皮组织中淀粉和蔗糖代谢机理进行研究,初步探明淀粉在葡萄果实发育中的作用；以葡萄幼果和叶片为试材,分别对葡萄幼果和叶片中积累的淀粉进行昼夜观察,探究幼果中的碳水化合物代谢的昼夜节律；以(E)-β-丁香烯合成酶基因在果实发育阶段的表达变化,探究葡萄果实萜类化合物的调控机理。主要研究结果如下：1.本研究利用生物信息学方法预测出葡萄中参与淀粉代谢关键酶的4个编码基因VvAPs、VvAPL、VvGBSSl和VPAMY,设计特异性引物,以叶片和果实混合cDNA为模板,进行PCR克隆。利用进化树进行同源性分析显示,克隆所得的4个基因与其他物种有较高的同源性。2.利用透射电镜观察发育阶段葡萄的果皮和果肉组织中淀粉粒的变化,通过对发育阶段的果肉和果皮组织中的淀粉和可溶性糖含量测定、淀粉代谢与蔗糖代谢相关酶活性和基因表达变化分析,结果发现,淀粉粒存在于叶绿体中,淀粉作为暂时性贮藏物质,参与幼果自身代谢。在葡萄幼果阶段(花后28d),淀粉代谢酶AGPase和蔗糖代谢酶SPS活性较高,相应的酶编码基因VvAPs、 VPAPL和VvSPS表达水平趋势也较高。果皮中的淀粉在转熟期出现微量积累与果皮在果实成熟期作为能量“供应站”有关；果实经历转熟期进入成熟后,由于果皮和果肉中的BMY和AMY酶活性对淀粉的降解大于AGPase对淀粉的合成,导致果皮和果肉中的淀粉含量都大幅度下降,其中VvBMY对BMY的调控起到了重要作用；VvcwINV在果肉组织中的表达早于果皮,促进果肉中糖卸载,使果肉中糖的积累早于果皮。蔗糖代谢其他相关酶SuS、AI、NI以及相关基因VvSuS、VvGIN1、 VvGIN2、VvNIN也为葡萄果实发育阶段糖的积累发挥了重要作用,这说明葡萄果实中糖的积累不仅仅是由单一酶起作用,而是各种酶和基因共同调控的结果,因此在研究糖积累机理时应考虑几种蔗糖代谢酶的综合作用。3.以叶片和幼果为材料,分别对叶片和果实中的碳水化合物、淀粉和蔗糖代谢相关酶和基因的昼夜变化情况进行分析,结果表明：葡萄叶片和幼果都以淀粉作为暂时的贮藏物质,幼果自身依靠光合作用积累淀粉,在夜间大量降解用于其他代谢,同时幼果又作为具有一定吸收能力的库,调集叶片中积累的蔗糖用于果实代谢消耗。幼果和叶片中淀粉和蔗糖代谢的酶活性变化及相关基因的表达变化都呈现一定的昼夜节律规律。4.(E)-β-丁香烯合成酶是形成果实香气物质的一种萜类合成酶,为确定葡萄果实发育过程中编码该酶基因的调控作用,本研究以‘德引84-1’葡萄果实为试材,利用荧光定量RT-PCR初步分析了Vv-ECar在葡萄果实不同发育阶段的相对表达水平。结果表明,Vv-ECar在幼果期表达水平最强,其他时期表达较弱。