天然橡胶是重要的工业原料,主要来自橡胶树。橡胶树以蔗糖为原料,在特化的乳管(细胞)中合成天然橡胶,乳管蔗糖的代谢调控是影响胶乳再生和橡胶产量的关键因素。乳管中的蔗糖来自橡胶树叶片,在橡胶生产中已发现叶片物候和发育状态直接影响胶乳产量,有关橡胶树叶片中蔗糖代谢调控的研究很少。本课题利用本实验已克隆的橡胶树中和中碱性转化酶(NIN)、液泡转化酶(VIN)、细胞壁转化酶(CWI)、蔗糖合成酶(Sus)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)等基因家族,系统分析了它们在不同发育时期叶片样品中的表达模式,同时分析了叶片中的可溶性糖和淀粉含量,以及NIN、VIN、CWI、SPS和Sus(合成及分解方向)酶活性的变化,主要结果如下:(1)建立了用橡胶树叶片粗酶液测定NIN、VIN、CWI、SPS和Sus等蔗糖代谢关键酶酶活性的方法;(2)探索了 NIN、VIN、CWI、SPS、Sus(合成和分解方向)活性的最适pH值、最适温度、底物Km值、Vmax和酶稳定性,发现CWI可能在橡胶树叶片的蔗糖代谢调控中发挥关键作用;(3)研究了利用HPLC-ELSD测定橡胶树叶片中主要可溶性糖(蔗糖、葡萄糖和果糖)含量的条件,确定了最佳测定体系:柱温30℃,漂移管温度82℃,氮气流速2L/min,乙腈流动相比例75%。利用该体系,可很好的将不同组分分开,提高了分析精确度和效率;(4)利用优化的HPLC-ELSD体系,测定了不同发育时期叶片中可溶性糖和淀粉的含量,发现橡胶树叶片属于典型的糖型叶,以蔗糖为主要储藏物质,蔗糖含量是淀粉含量的10倍以上;(5)筛选出适于不同发育时期叶片基因表达qPCR分析的内参基因RH8,UBC2a和YLS8;(6)利用qPCR分析了HbNIN、HbVIN、HbCWI、HbSPS和HbSus在叶片发育过程中的表达模式,除HbSPS外的其它四个家族中都有基因成员与相应类型酶的酶活变化趋势正相关。本文首次从生化和分子水平上分析了蔗糖代谢关键酶(基因)在橡胶树叶片不同发育时期中的动态变化,结果有助于深入了解橡胶树叶片蔗糖代谢途径与发育调控,为进一步解析影响胶乳再生的“源(叶片)—库(乳管)”分子互作奠定了基础。