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北京市平谷区‘久保’和‘京玉’桃果实,几年来因其味美个大、外观漂亮,深受市场欢迎。但近几年,桃核开裂,引起微生物入侵,造成品质降低,为了解决这一难题,本论文对桃果实内果皮发育过程进行了系统地研究。以上述这两个桃品种为试材,应用间苯三酚-HCl对桃果实内果皮木质素进行染色,观察木质素沉积进程;应用透射电镜观察内果皮PCD(programmed cell death,细胞程序性死亡)进程中细胞结构的变化;测定木质素代谢相关酶(PAL、C4H和CAD)活性、不同部位(叶片、韧皮部、中果皮和内果皮)糖分含量及其代谢酶活性的变化;通过气质联用色谱,检测种子、内果皮和中果皮三个部位IAA、ABA的含量;应用分子生物学手段,检测开裂相关基因SPT和IND的表达水平;应用蛋白质组学方法初步研究中、内果皮发育中蛋白质点数的差异。主要研究内容及结果如下:1.观察了桃果实内果皮木质化过程中木质素沉积的进程及细胞器的动态变化。桃果实内果皮木质化过程中,从外观上观察,木质素先出现在内果皮里面,由内而外逐渐沉积;从细胞水平上看,是以颗粒状方式沉积,开始少量出现在胞间层及细胞角隅处,随后大量出现在次生壁上。在此沉积过程中,有丰富的高尔基体、内质网、线粒体等细胞器出现,其中线粒体降解最迟。2.研究了桃果实内果皮木质化PCD进程及与降解酶之间的关系。桃果核在发育前期,有明显的细胞器结构变化,DAFB 14天,叶绿体明显;但在DAFB(days after full bloom,盛花后天数)21天时,叶绿体已基本消失;到DAFB35天后木质素前体物质积累较多,细胞有可能进入不可逆地PCD过程,细胞色素C大量地从线粒体释放(用免疫胶体金原位杂交),并有凋亡小体的形成(用TUNEL方法检测);到DAFB 45天时,部分细胞次生壁沉积完毕,整个细胞所有细胞器和内含物都自溶,细胞成为中空的木质化细胞。蛋白酶与RNA酶活性上升;DNA酶较RNA酶提早进入高峰期。3.分析了桃果实发育中中果皮和内果皮糖积累量的分配及其酶活性的变化。桃果实发育前期(盛花后8-16天),幼叶的生长发育主要通过韧皮部来提供营养,中、内果皮的分裂分化主要通过子房或自身来获得营养。在‘京玉’桃品种中,DAFB24天,库(内果皮+中果皮)中山梨醇含量占韧皮部的92%(卸载率),其中内果皮占41%,中果皮占51%;DAFB 40天,韧皮部卸载率降到61%,其中内果皮占32%,中果皮占29%;到56天,韧皮部的卸载率降到32%,其中内果皮占4%,中果皮占28%,说明有很少光合产物运输到内果皮;到盛花后80天,韧皮部卸载率升到51%,一直持续到104天之后。由此说明,桃果实韧皮部的卸载率与库的代谢强弱有很大的相关性,中、内果皮的光合同化物的分配率与生长期有关。山梨醇代谢酶活性与中、内果皮可溶性总糖有关:蔗糖分解酶活性与中、内果皮葡萄糖和果糖高峰有关。山梨醇代谢酶与蔗糖代谢酶活性高峰都集中在桃果实增重期,‘库’代谢的强弱影响‘源’的光合力和运输力。4.进行了桃果实内果皮木质化过程中SPT和IND基因相对表达量分析及蛋白质组学初步的研究。桃果实内果皮木质化过程中,中果皮和内果皮IAA含量的变化曲线类似于SPT和IND基因相对表达量的变化,都是在DAFB 35天出现高峰,说明这两基因的表达量都与IAA有关,但与ABA相关性似乎较低。应用蛋白组学方法表明,随着发育的进程内果皮蛋白质点数越来越低,中果皮蛋白质点数明显低于内果皮蛋白质点数,说明内果皮有更复杂的代谢过程。5.分析了桃果实裂核的可能原因。桃核细胞角隅处没有木质素的沉积有可能是自身裂核的潜在原因;前期糖分积累不足有可能导致木质化程度不够,造成容易裂核。所以建议在前期通过叶面喷施糖分有可能减低裂核。