王秀贞，吴琪，王志伟，宋国生，唐月异，崔凤高，谢宏峰，穆书旗，李平涛，王传堂，3

（1.山东省花生研究所，山东 青岛 266100；2.烟台市大成食品有限责任公司，山东 烟台 264118；3.山东鲁花集团有限公司，山东 莱阳 265200）

花生（Arachis hypogaea L.）是少有的营养丰富、油食兼用、经济效益高的作物，广受世界各国消费者喜爱。一直以来，受国内食用植物油短缺的影响，我国花生主要用于榨油和加工食品，近年来，随着消费需求的变化，鲜食花生也越来越受欢迎，消费量逐年提升［1］。甜味是影响鲜食花生口感的主要指标，也是影响烤花生风味的重要指标。花生子仁中的游离糖主要为蔗糖、氨基葡糖、水苏糖、棉白糖，蔗糖是最主要的糖分［2］。游离糖和氨基酸是烤花生香味成分的母体，蔗糖和总糖含量与烘烤评分呈显著正相关［3］。目前普遍认为，花生含糖量尤其蔗糖含量是影响花生及其制品口感的重要因素之一，花生风味研究多将含糖量作为风味和偏好评价的重要参考指标［4，5］。

除品种因素外，花生含糖量还与子仁成熟度、土壤、栽培措施和海拔高度等因素有关［6-8］，这些因素可能通过影响相关酶活性来促进或减少蔗糖等糖分的积累。其他作物的研究表明，蔗糖合酶和蔗糖磷酸合酶是催化蔗糖合成的主要酶类，其中蔗糖合酶是植物中广泛存在的一种糖基转移酶，既能催化蔗糖合成也能催化蔗糖分解，是叶片光合作用产物蔗糖进入各种代谢途径所必需的关键酶之一，在植物的生长发育过程中发挥着至关重要的作用；转化酶包括酸性转化酶和中性转化酶，其不可逆地催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖。但这些酶类与花生子仁含糖量之间的关系尚未见报道。

本研究的主要目的在于通过典型相关分析揭示花生子仁糖含量与相关酶活性间的关系，为优质花生品种培育和花生生化品质调控提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试花生基因型包括WS2、粉红、花育664、泉花12、泰花5号、珍珠红1号。花生种植模式：小区长5 m，垄宽85 cm，一垄双行，每行30穴，每穴2粒，覆膜栽培，管理措施同常规。2018年5月7日在山东省花生研究所莱西试验基地种植，9月12日收获。收获时各参试品种依刮壳法观察花生壳马鞍部中果皮颜色来确定荚果成熟度［9］。各参试花生基因型分别选取6～7个不同成熟度的鲜荚果，脱壳后取子仁进行含糖量和相关酶活性测定。

1.2 花生含糖量和酶活性测定

花生蔗糖、可溶性总糖、果糖、蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶、转化酶使用台湾生工（MDBio，Taipei，China）ELISA检测试剂盒进行检测，具体步骤参照试剂盒说明书进行。蔗糖合酶可逆地合成与分解蔗糖，本研究中检测的是其合成方向。转化酶包括酸性和中性转化酶，本研究中检测的是转化酶的总活性。

1.3 数据分析

简单相关分析和典型相关分析采用DPS 14.50进行。为消除量纲和数值差异的影响，在典型相关分析前对原始数据进行标准化处理。典型相关分析结果解释参考文献［10］。

2 结果与分析

2.1 糖含量与酶活性间的简单相关分析

由表1可见，三种酶活性与糖含量之间以及三种酶活性之间、三种糖含量之间除蔗糖磷酸合酶活性与可溶性总糖含量外都有显著或极显著相关关系。蔗糖合酶活性与蔗糖磷酸合酶活性极显著正相关，与转化酶活性极显著负相关；转化酶活性与蔗糖磷酸合酶活性显著负相关。蔗糖含量与可溶性总糖含量极显著正相关，与果糖含量极显著负相关；果糖含量与可溶性总糖含量显著负相关。蔗糖含量与蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶活性均极显著正相关，与转化酶活性极显著负相关；可溶性总糖含量与蔗糖合酶活性极显著正相关，与转化酶活性极显著负相关；果糖含量与蔗糖磷酸合酶活性、蔗糖合酶活性均极显著负相关，与转化酶活性极显著正相关。由于多个因素之间互相关联，简单相关分析结果未必可靠，仍需进行进一步的多元统计分析。

表1 三种糖含量与三种酶活性间的相关系数

2.2 糖含量与酶活性之间的典型相关分析

2.2.1 典型相关系数显著性检验 酶活性与糖含量的第一对典型变量（U1、V1）相关系数为0.7356，第二对典型变量（U2、V2）相关系数为0.4484，分别达到了极显著和显著水平（表2）。因此花生糖分含量与酶活性间关系的研究可转化为研究第一对、第二对典型相关变量间的相关性。

表2 典型相关系数及其显著性检验

2.2.2 典型相关变量组成 由各组典型变量的组成（表3）可以看出：第一对典型变量中，酶活性U1中蔗糖合酶活性（x2）、蔗糖磷酸合酶活性（x1）权重绝对值较大，糖含量V1中蔗糖含量（y1）权重绝对值最大；第二对典型变量中，酶活性U2中蔗糖合酶活性（x2）、转化酶活性（x3）权重绝对值较大，糖含量V2中可溶性总糖（y2）权重绝对值最大。说明第一对和第二对典型变量主要解释上述指标间的关系。

表3 糖含量与酶活性之间典型相关变量的组成

2.2.3 典型载荷分析结果 由表4、表5得出，典型变量U1主要与原始变量中的蔗糖合酶和蔗糖磷酸合酶活性相关，且均为负相关；U2则主要与原始变量中的转化酶活性相关，且为正相关。典型变量V1与原始变量中的蔗糖和可溶性总糖含量负相关，相关系数分别为-0.9148和-0.7264，而与果糖含量正相关，相关系数为0.7580；V2则主要与可溶性总糖含量正相关，相关系数为0.6872。

2.2.4 典型冗余分析结果 典型冗余分析结果（表6、表7）表明，2对典型变量一共解释了酶活性总变异的77.48%、糖含量总变异的84.39%；酶活性的2个典型变量能解释糖含量总变异的38.95%，糖含量的2个典型变量能解释酶活性总变异的33.85%（表8、表9）。

表4 酶活性观察值与其典型变量间的相关系数

表5 糖含量观察值与其典型变量间的相关系数

表6 酶活性观察值的变异能被典型变量解释的比例

表7 糖含量观察值的变异能被典型变量解释的比例

表8 酶活性观察值的变异能被其相对的典型变量解释的比例

表9 糖含量观察值的变异能被其相对的典型变量解释的比例

3 讨论与结论

本研究发现，与花生糖代谢相关的三种酶活性间有一定关联性，蔗糖合酶、蔗糖磷酸合酶活性均与转化酶活性呈显著负相关，意味着蔗糖合成和分解高峰可能是错开的。蔗糖是可溶性总糖的主要组分，随着蔗糖含量的提高可溶性总糖含量迅速提升，而果糖作为蔗糖的分解产物与这两种糖的含量呈极显著负相关是合乎逻辑的。

糖和酶活性之间关系密切，但不同的糖含量受不同酶活性的影响不同。蔗糖作为一个重要的代谢中间产物，与蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶及转化酶活性都有着密切关系，其含量主要与蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶活性密切相关；以蔗糖为主要成分的可溶性总糖则主要受蔗糖合酶和转化酶活性的影响；果糖作为蔗糖降解产物，与转化酶活性呈极显著正相关，但是与两种蔗糖合成酶活性极显著负相关，蔗糖合成与分解直接决定果糖含量的高低。在甘蔗研究中也获得了类似的结论［11］。蔗糖积累型甜瓜中果实蔗糖含量的上升就是蔗糖磷酸合酶活性上升与转化酶活性下降共同作用的结果［12］。

在小麦（Triticum aestivum L.）灌浆过程中，可以通过控制水量来调节与果糖和蔗糖代谢有关酶的活性，从而促进茎中碳储备的转移，加速灌浆［13，14］。本研究发现蔗糖合酶、蔗糖磷酸合酶和转化酶活性均与花生子仁糖含量密切相关，提示也可以通过调节这三种酶的活性改善花生子仁的糖含量，并可以通过提高蔗糖合酶、蔗糖磷酸合酶活性提高花生子仁的蔗糖含量，以满足加工需要。