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甜高粱是粒用高粱的变种,其成本低、经济效益高,极具发展前景。本论文以碳离子辐照技术获得的甜高粱突变体KF1210-3,KF1210-4及对照的茎秆和叶片为材料,对可溶性糖含量、蔗糖代谢相关酶活力以及相关基因表达进行研究,探讨突变体与对照间糖分积累规律的差异。研究结果表明:1生长发育前期,突变体及对照的茎秆和叶片中蔗糖主要被代谢相关酶分解用于本体生长发育;后期则以蔗糖积累为主,其中茎秆是主要贮存组织。成熟时期KF1210-3、KF1210-4的蔗糖含量分别为对照的1.34和1.23倍,显著高于对照的蔗糖含量(p<0.05)。2突变体糖分的积累是SPS、SSs、SSc、INVN和INVA协同作用的结果。苗期茎秆分解蔗糖供本体生长发育的能力较对照强,成熟期对蔗糖分解的能力减弱且低于对照,这些生理变化状态伴随着叶片SPS、SSs较高的活性以及INVN、INVA较低的活性,导致蔗糖的大幅积累。3对照茎秆中蔗糖含量与INVA无明显相关性,却与SPS、SSs、SSc和INVN的活性存在极显著正相关,但KF1210-3、KF1210-4蔗糖含量与INVN、SSc无明显相关性,与INVA的活性呈极显著负相关性,与SSc活性呈极显著正相关性,与SPS呈正相关性。KF1210-3、KF1210-4叶片中各类酶的活性与蔗糖含量的相关性均高于对照,且KF1210-3比KF1210-4的相关性较高,导致KF1210-3较KF1210-4有较高的合成和存储糖的能力。4苗期KF1210-3茎秆中INV3表达量最高,从而保障更多的己糖参与植株的能量和物质代谢,抽穗、成熟期其表达水平较低说明调控蔗糖分解能力减弱,从而有助于蔗糖的迅速积累;和INV3相比,INV2仅在成熟时期发挥了一定作用。5在基因表达水平上提高酶功能的基因产物时,低聚或磷酸化困难以及与SPS酶的其他调控基因相互作用,导致基因SPS2、SPS3在生育末期表达水平较低。6 SUS1在生育前期调控蔗糖合成,后期调控蔗糖分解,且KF1210-3、KF1210-4 SUS1表达量均低于对照,使蔗糖大量积累。和SUS1相比而言,SUS2在蔗糖代谢过程中起相对主要的调控作用。综上所述,碳离子辐照可诱发甜高粱突变体KF1210-3、KF1210-4蔗糖含量的升高,其中较高的蔗糖合成能力和较低的分解蔗糖行为导致突变体KF1210-3比KF1210-4的蔗糖含量高。