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果蔬的贮藏保鲜实际上是一个呼吸与代谢网络流通控制过程,需要深入研究其代谢控制规律才能真正实现这些活体材料生存期的延长。本文以哈密瓜为试验材料研究果实在贮藏过程中的呼吸代谢网络及其控制。将哈密瓜置于不同的温度(0,5,10,15,20,25,30,35,40,45℃)条件下贮藏,得到在不同温度下哈密瓜不同空间位置糖酵解途径、戊糖磷酸途径、蔗糖合成途径和TCA循环的代谢通量,通过不同温度条件下这一代谢网络中主要酶的合成量的测定,从而获得这些酶对蔗糖的合成通量和乳酸的代谢通量的控制系数。蔗糖合成途径的研究结果显示,5℃和45℃时蔗糖有较高的合成通量。对通量控制系数的研究发现蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS,FCC=0.424)对蔗糖通量控制作用较大。对乳酸代谢途径的研究结果显示,乳酸在5℃时代谢通量较高。对通量控制系数的研究发现乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase,LDH,FCC=0.143)、磷酸丙糖异构酶(TPI,FCC=0.136)和丙酮酸激酶(PK,FCC=0.136)对乳酸通量有较大的控制作用,6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH,FCC=-0.246)起负控制作用。这为深入研究果蔬的贮藏代谢机理提供参考。对蔗糖合成途径和乳酸代谢途径中各种酶合成量的研究发现,3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、磷酸甘油酸激酶(PGK)、磷酸丙酮异构酶(TPI)、乳酸脱氢酶(LDH)和丙酮酸激酶(PK)在0℃时酶合成量都显著升高。蔗糖磷酸合成酶的合成量在5℃时最高。丙酮酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、磷酸果糖激酶等酶的合成量在45℃时有显著的升高趋势。温度改变了代谢网络中各种酶的合成量,通过对不同温度下贮藏果蔬的呼吸代谢、中心代谢和蔗糖与乳酸代谢等代谢网络进行通量和通量控制分析发现5℃是哈密瓜的最佳贮藏温度,在此温度下,分解(脱氢与氧化呼吸)代谢最低,而合成代谢最高。这为保证果蔬品质和风味的前提下最大限度地延长其贮藏期开创新方法。对哈密瓜不同部位的研究发现,哈密瓜在贮藏过程中不同部位组织间的交流存在差异。蔗糖的合成通量从外到内呈先降低后升高的趋势。乳酸通量呈降低趋势,在果皮部位受温度的影响较大,在果皮中5℃和25℃时乳酸的通量较高。哈密瓜的乳酸代谢途径中采用主成分和lin-log两种方法进行控制分析,分析的结果表明,这两种方法具有一致性。主成分分析方法可简化代谢控制分析过程。这为代谢网络的研究提供一个新的分析方法。