果实中糖分的含量、组分及其比例是决定果实甜度及风味品质的关键因素,不同品种梨果实中积累的糖分种类和糖分的积累特点存在差异。糖在果实内的积累和分配是决定果实品质的最重要因素,梨叶片光合作用产生的碳水化合物以山梨醇和蔗糖的形态运输到库器官果实中,这一长距离的运载需要经过糖转运蛋白的跨膜转运,而后卸载进入果实中,果实中的糖在相关酶的作用下进行代谢转化,最终以各种糖分的形式贮存在果实中。然而,目前国内外对梨果实发育过程中糖的转运与其转运蛋白基因的研究相对有限。因此,本文选用低蔗糖积累型的’鸭梨’（Pyrus bretschneideri Rehd.cv.’Yali’）和高蔗糖积累型的’丰水’（Pyrus pyrifolia Nakai.cv.’Hosui’）为材料,开展了果实发育过程中叶片和果实中糖分含量变化及其相关性研究;梨果实中蔗糖转运蛋白基因的克隆和功能分析、己糖转运蛋白基因的克隆和功能分析、山梨醇转运蛋白的克隆与表达特性分析和套袋对糖转运蛋白表达特性的影响等内容的研究,探讨了梨果实糖分积累的源库关系和梨果实的糖转运蛋白的基因功能,为阐明梨果实糖分转运与积累的分子机理和果实品质的基因改良奠定理论基础。主要结果如下:1.采用高效液相色谱法（HPLC）对’鸭梨’和’丰水’果实发育过程中果实和叶片的可溶性糖组分和含量进行测定,结果表明:’鸭梨’成熟果实中主要积累果糖和山梨醇,’丰水’梨成熟果实中主要积累的是蔗糖和果糖;’丰水’梨果实中蔗糖的含量约为’鸭梨’果实中蔗糖含量的13倍。无论是’鸭梨’还是’丰水’梨的枝条韧皮部中主要的转运物质是山梨醇。相关性分析的结果表明,在梨果实发育过程中’鸭梨’和’丰水’梨果实中蔗糖的含量与叶片中蔗糖的含量无显著相关性。2.对’鸭梨’和’丰水’梨果实发育过程中的蔗糖代谢相关酶的活性进行测定,结果表明:在果实成熟期,’丰水’梨果实中蔗糖合成酶（SSⅡ,合成方向）和蔗糖磷酸合酶（SPS）的活性急剧增加,而蔗糖合成酶（SSⅠ,分解方向）、酸性转化酶、中性转化酶的活性下降;’鸭梨’果实中蔗糖合成酶（SSⅡ,合成方向）的活性很低,蔗糖磷酸合酶（SPS）的活性下降。细胞壁转化酶（CWINV）的活性变化规律在’鸭梨’和’丰水’梨果实中具有相似性。SSⅡ和SPS的活性与’丰水’梨果实中蔗糖的含量具有显著正相关关系,而与 ’鸭梨’果实中蔗糖含量之间的相关性较小。3.以苹果蔗糖转运蛋白MdSUT1序列为模板从梨基因组数据中获得梨蔗糖转运蛋白基因序列,采用RT-PCR技术,从’鸭梨’果实中克隆获得了 1个全长为1497bp的蔗糖转运蛋白基因,编码499个氨基酸,命名为PbSUT2。通过构建GFP融合表达载体转化洋葱表皮的试验结果得出,PbSUT2为定位在细胞质膜上的糖转运蛋白基因。进化分析得出PbSUT2基因属于蔗糖转运蛋白中的SUT4成员。将构建的pBI121-PbSUT2表达载体转化Micro-Tom番茄,研究PbSUT2基因功能,试验结果得出,超量表达PbSUT2的转基因番茄植株表现出早花、结果量增加和植株变矮的表型;转基因的番茄植株叶片的光合效率提高;成熟果实中蔗糖含量显著提高,但果糖、葡萄糖和可溶性总糖含量下降。从以上试验结果可以推测,PbSUT2基因可调控番茄果实中糖分的含量和植株的花期。4.根据番茄LeHT1基因序列从梨基因组序列进行检索,得到预测的梨己糖转运蛋白基因序列全长,并根据此序列设计特异性全长扩增引物,通过PCR扩增得到的目的片段长度为1557 bp,编码519个氨基酸,命名为PbHT1。通过构建GFP融合表达载体转化洋葱表皮的试验结果得出,PbHT1为定位在细胞质膜上的己糖转运蛋白。分子信息生物学分析得出,PbHT1编码的氨基酸多肽具有12个跨膜区和一个中央胞质环,属于主要易化子超家族（Major facilitator superfamily,MFS）中的一员。将构建的pBI121-PbHT1表达载体转化Micro-Tom番茄,研究PbHT1基因的功能,试验结果得出,超量表达的转基因番茄植株表现出植株矮化,叶片褶皱明显,花期推迟,花朵数量增多的表型;转基因的番茄植株叶片的光合效率提高,成熟果实中己糖（果糖+葡萄糖）和可溶性总糖含量显著高于野生型,但转基因番茄果实中蔗糖含量与野生型果实无显著差异。从以上试验结果可以初步推测,PbHT1基因可促进番茄果实中己糖的转运和积累。5.以苹果MdSOT5基因进行比对,从梨基因组数据库中获得的与MdSOT5具有高同源性的序列模板,设计全长扩增引物进行PCR扩增,获得了全长为1611 bp的基因序列,命名为PbSOT2,该基因序列编码537氨基酸,其分子量为57.92kDa。通过氨基酸序列结构与系统进化树的分析表明,PbSOT2蛋白为一个具有12个跨膜结构（TMSs）的糖转运蛋白,与其他的山梨醇转运蛋白具有很高的同源性。亚细胞预测和亚细胞定位结果一致,PbSOT2定位于细胞膜。PbSOT2基因在’鸭梨’和’丰水’果实发育的整个时期都有表达,在果实快速膨大期（盛花后100d）其表达量最高。在’鸭梨’果实发育的幼果期和果实膨大期山梨醇脱氢酶NAD-SDH和NADP-SDH的活性较高。从以上试验结果可以推测,在’鸭梨’果实膨大期间,PbSOT2基因的大量表达与高活性的NAD-SDH和NADP-SDH可能促进了山梨醇的转运和代谢,从而增加了己糖的大量积累。6.对’鸭梨’和’丰水’果实进行套袋处理,研究套袋对果实糖分含量和糖转运蛋白基因表达量的影响,结果表明:无论是’鸭梨’还是’丰水’梨,套袋后果实中的可溶性总糖含量显著下降;套袋’丰水’梨果实中的蔗糖含量也显著低于对照果实。通过荧光定量PCR检测套袋果实和对照果实中蔗糖转运蛋白PbSUT2、己糖转运蛋白PbHT1和山梨醇转运蛋白PbSOT2的表达量,结果表明,在’鸭梨’和’丰水’梨果实成熟期,套袋果实中PbSUT2基因的表达量都低于对照果实;套袋对PbHT1基因的表达量的影响无明显规律性。’丰水’梨在果实成熟前期,套袋果实中的PbSOT2基因表达量高于对照果实,而果实成熟期套袋果实中PbSOT2基因表达量明显低于对照果实;而套袋对’鸭梨’果实中PbSOT2基因表达量的影响也无明显的规律性。从以上结果可以推测,梨果实套袋后果实中蔗糖含量的下降,有可能与蔗糖调控PbSUT2基因的表达有关;套袋对不同品种梨果实中糖转运蛋白的表达影响存在差异。