碳水化合物的种类和含量是决定果实品质的重要因素，果实中碳水化合物的转化、积累除受内源激素、韧皮部卸载等因子影响外，很大程度上依靠其代谢相关酶活性的调控。糖是植物生长、发育的一个重要的、多重的角色，是果实生长发育的基础物质，同时为果实细胞膨大提供渗透动力。山梨醇属于糖醇类，是山梨糖光合同化产物，可以作为可溶性贮存物质，也可作为类似于蔗糖的一种同化物运输物质。此外，山梨醇与提高植物的抗逆性、改善果实风味也有关(周睿等，1993；Beruter et al., 1997)，其在果实内能通过其代谢酶被迅速转化(周睿等，1993；Bianco et al., 2002)，山梨醇脱氢酶(sorbitol dehydrogenase, SDH)和山梨醇氧化酶(sorbitol oxidase, SOX)是参与山梨醇代谢的关键酶，其中SDH催化山梨醇转化成果糖与葡萄糖，SOX催化山梨醇氧化成葡萄糖(周睿等，1993；Yamaki et al., 1986)。目前，有关桃(Amygdlus)果实发育过程中营养成分和酶活性变化的研究多数集中于中果皮和叶片(Johan et al., 1993; Vizzotto et al., 1996)，对内果皮特别是韧皮部的研究较少，而糖会经过韧皮部运输、卸载、转化，30%~40%的有机碳会在内果皮中经过苯丙氨酸途径代谢或积累(Boerjan et al., 2003)，了解这2个部位糖的变化动态，对促进果实产量进而提高果实品质有着至关重要的影响。本研究以‘京玉'、‘大久保'桃树为材料，跟踪监测果实发育过程中果皮、内果皮、韧皮部和叶片中山梨醇、果糖、葡萄糖含量及山梨醇代谢相关酶活性的变化规律，旨在进一步为探索桃果实糖的积累、转化、调控提供基础数据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

供试桃(Amygdlus persica)品种为‘京玉'(Jingyu)、‘大久保'(Okubao)，样品采自北京平谷区有机果园。现蕾期选取树势健壮，生长较为一致，株行距为4 m×6 m的6年生2品种桃树各10株，常规栽培管理，从开花当日起，分别于盛花后8，16，24，40，56，80，104，112天从每株树外围选取长势相近，上面结有果形端正、无病虫害的2~3个果实的1年生结果枝3~4条，置于手提冰箱中带回实验室，分离所有果实的中果皮、内果皮及所有枝条的韧皮部，摘取枝条中上部旺盛叶片，迅速进行各项指标的测定，剩余样品液氮处理后，-70 ℃冰箱中存放备用。

1.2 试验方法

采用完全随机取样方法，每次重复3次，可溶性总糖的提取与测定可参照陈俊伟等(2001)的方法，称取0.5 g样品进行测定；可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法(李合生，2000)，称取0.2 g样品进行测定；山梨醇含量通过高效液相色谱系统(HPLC)检测，色谱条件：Sugar-Pak^TM-1 (Part NO.WAT 085188)色谱柱(美国Agilent公司)，柱温85 ℃，流速0.4 mL·min^-1，流动相为超纯水，示差检测器；果糖和葡萄糖含量采用HPLC检测，色谱条件：Carbohydrate Analysis 84038色谱柱(美国Agilent公司)，流速1 mL·min^-1，流动相为乙腈:超纯水=8:2，常温示差检测器；山梨醇代谢相关酶的提取参照Lowell等(1989)的方法，称取1 g样品进行测定；SDH活性测定参照Yamaguchi等(1994)的方法，SOX活性测定参照Yamaki等(1986；1988)的方法。

数据处理应用SPSS数据处理系统，Duncan新复极差法进行多重比较；采用Excel软件进行示图制作。

2 结果与分析 2.1 山梨醇含量的变化

由图 1可知，果实发育期间，‘京玉'和‘大久保'桃树各部位山梨醇含量变化趋势相似。叶片中的含量显著高于韧皮部、中果皮和内果皮，证明山梨醇作为光合同化产物首先在叶片中积累，然后再以叶片为源输送至树体其他各部分。韧皮部在盛花16天后显著高于中果皮和内果皮，果实中山梨醇含量较低，说明山梨醇可以贮存形式存在于韧皮部中，待需要时进行运输；盛花后8~40天，内果皮和中果皮中山梨醇含量变化幅度一致且含量相近，但40天后表现出相反的态势，到第56天，内果皮中山梨醇含量接近于0，中果皮中山梨醇含量呈上升趋势，说明从56天后内果皮不再吸收营养物质；盛花后80天，中果皮和韧皮部中山梨醇含量均出现峰值，之后又同时降低，果实收获期中果皮山梨醇含量达到最低，至104天时叶片中的山梨醇含量降到最低，韧皮部仍维持较高水平，但随后又迅速下降，同时中果皮中山梨醇含量在112天也几乎降到零，说明104天后桃果实主要以自身代谢为主，山梨醇不再从源运输到库。

2.2 葡萄糖含量的变化

果实发育期间，品种间内果皮中的葡萄糖含量变化态势有所不同。由图 2可知：‘京玉'内果皮中葡萄糖含量在盛花后前24天变化不大，随后快速上升，第40天出现峰值，之后迅速降低；‘大久保'内果皮中的葡萄糖含量前16天较低且平稳，之后迅速升高，24~40天维持较高水平，第40天后急剧降低；中果皮葡萄糖含量先升高后降低，果实发育中后期(盛花后第56~104天)变化不大；叶片中葡萄糖含量都是在前期达到最高峰，后期变化较小；然而韧皮部却是在后期达到最高值，说明桃树不同部位葡萄糖的积累与代谢有明显差异。

2.3 果糖含量的变化

果实发育过程中，2品种桃树间各部位果糖含量变化趋势相似如图 3。韧皮部中的果糖含量在桃果实整个发育过程中都较低，说明韧皮部中果糖的积累较弱；叶子、内果皮和中果皮果糖的积累都是在前期达到最大值，类似与上述葡萄糖的积累，说明在盛花后的初期是桃树叶片、果实糖代谢的一个旺盛时期。

2.4 SDH活性的变化

SDH有2种类型：一种是以NAD⁺为辅酶因子的山梨醇脱氢酶，即NAD⁺-SDH，可催化山梨醇与果糖相互转化；另一种是以NADP⁺为辅酶因子，即NADP⁺-SDH，可催化山梨醇与葡萄糖之间的相互转化。由图 4可知：2品种桃树间叶片和韧皮部中SDH活性在果实发育期低于中果皮和内果皮中的SDH活性。叶片和韧皮部中的SDH活性变化趋势相同，各时期韧皮部中SDH活性均略高于叶片。内果皮中的SDH活性在前16天变化平缓，而后迅速升高，在第24天达到最大值，显著高于同期其他各部位的SDH活性，之后急剧下降，到56天活性最低；中果皮中的SDH活性在第8~56天迅速增加，56天出现峰值，之后快速降低；在果实采收期SDH活性都较低，说明桃果实发育过程中，从源中运输到库中的山梨醇，经SDH的作用，将山梨醇转变成葡萄糖或果糖，用于桃果实的发育，待盛花后40天，葡萄糖和果糖的代谢与转化主要集中在中果皮内。

2.5 SOX活性的变化

SOX不需要NAD⁺与NADP⁺作为辅酶因子，直接催化山梨醇与O₂反应生成葡萄糖。由图 5可知：在整个果实发育阶段，‘京玉'、‘大久保'桃树叶片、韧皮部中SOX活性较低、变化平稳，内果皮和中果皮中SOX活性变化幅度较大。内果皮中SOX活性在果实发育早期(盛花后8~56天)表现出先升高后降低的趋势，盛花后24~40天SOX活性较高，而后急剧下降，到第56天，SOX活性接近于0；中果皮中的SOX活性在盛花后的前40天内缓慢增加，盛花后的40~80天迅速上升，第80天出现峰值，显著高于其他部位，之后骤然下降，到第104天降到最低，在果实采收期(第104~112天)SOX活性较为稳定。说明桃果实SOX类似于SDH的活性变化，在桃果实中活性较大，将光合产物山梨醇转变成葡萄糖或果糖直接用于中、内果皮的代谢合成。

3 结论与讨论

蔷薇科果树中，同化物的主要运输形式是山梨醇，研究山梨醇代谢和积累的相关因子是改善果实品质的一个有效途径(Teo et al., 2006)。本试验结果显示：在桃果实整个发育过程中，叶片和韧皮部中山梨醇的含量显著高于果实，在桃果实发育第1，2阶段，果实中山梨醇含量维持在较低水平；到果实发育到中期第3阶段，桃果实中果皮山梨醇含量迅速上升在盛花后80天出现最高值，此时叶片和韧皮部中山梨醇含量也达到最高，而内果皮由于进入另一代谢过程，山梨醇含量降为0；到桃果实发育后期中果皮含量又有所下降，直至采收期中果皮中山梨醇的含量接近0。桃果实发育过程中，从叶片合成的山梨醇主要分成3部分进行分配，其中一部分用于叶片自身的消耗，一部分用于韧皮部自身的代谢而消耗掉，而另外一部分积累到桃果实中，积累量的多少与果实的吸收及代谢能力有关。本试验表明：在桃果实进入第1次迅速生长期时(盛花后24~40天)，内果皮山梨醇积累量及SDH和SOX活性都达到最高；同样桃果实进入第3发育阶段时(盛花后56~80天)，中果皮山梨醇含量及SDH和SOX活性也都达到最高，说明山梨醇吸收量和代谢能力增强能促进果实体积和重量的迅速增加。Archbold(1999)和Loescher等(1982)的研究结果也表明：果实的生长速率取决于果实获取山梨醇的能力以及山梨醇的转化效率，SDH和SOX对蔷薇科果树果实生长发育和品质的形成过程有重要的调控作用(周睿等, 1993；Archbold，1999；Beruter et al., 1997)。另一方面，桃果实中果皮山梨醇的积累量达到最大值时，叶片与韧皮部的山梨醇也达到最大值，这说明果实中山梨醇的积累量似乎与源合成产物有一定相关性，是否由于叶片自身或运输途径消耗太大而导致桃果实中积累量较低，有待进一步研究。同期通过叶面喷施有效糖成分是否可以提高糖的积累量有待进一步探索。

同一采样时间不同样品的可溶性蛋白质浓度基本相同，因此同一时间不同器官中酶活性的差异反映了不同器官中编码该酶的基因表达的差异；同一器官在不同时期酶活性差异反映了编码此酶的基因在不同时空表达的差异(孟海玲等，2007；2008)。本试验也表明：同一酶活性在不同时间、不同部位中表达强弱不一致，具有一定的时空性。果实发育时期，特别是果实发育的中后期，即进入果实发育的第3阶段，中果皮中的SDH和SOX活性明显高于叶片和韧皮部，说明由叶片合成的山梨醇，通过韧皮部进入果实后，在SDH和SOX的催化下迅速转化成果糖和葡萄糖用于中果皮自身的代谢，而前期由于中果皮自身代谢较弱，将葡萄糖和果糖作为贮藏物质积累起来。已有的报道中(齐红岩等, 2006；王永章等，2001；赵智中等，2007)蔗糖是桃果实中果皮碳水化合物积累的主要形式，成熟时中果皮中可溶性糖主要是蔗糖，果糖和葡萄糖次之，山梨醇含量最少。本试验结果显示：桃果实中果皮后期山梨醇、果糖和葡萄糖的积累量均降低，有可能主要是由于山梨醇进一步降解生成葡萄糖和果糖，然后葡萄糖和果糖进一步合成蔗糖积累起来。

桃果实内果皮盛花后60天左右，内果皮山梨醇、葡萄糖、果糖含量几乎为0，与其代谢相关的酶SOX和SDH活性也接近于0，表明桃果实内果皮基础代谢已经几乎停止。然而，60天后，桃果实中果皮山梨醇代谢急剧上升，内果皮发育的停止是否为中果皮的发育提供了更多的营养物质，对后期桃果实的发育是否有重要意义，有待进一步研究。