毛竹笋采后木质素合成相关酶活性及其相关酶基因表达规律研究

发布时间：2020-10-25 07:53

　　 毛竹笋(Phyllostachys edulis)是一种高蛋白、低脂肪、低糖分、高纤维的绿色保健食品,由于其不仅营养价值高而且价廉味美,深受广大消费者的欢迎。然而毛竹笋作为生长旺盛的芽,具有极强的新陈代谢能力,而采后的毛竹笋极易发生木质化,常温条件下1-2天既失去食用价值。而在木质化过程中,纤维素和木质素的合成与沉积是非常重要的一个因素,而木质素的合成又是一个极其复杂的生理过程,涉及到许多酶,例如PAL、POD、4CL和CAD等四个木质素合成相关酶。本文主要研究毛竹笋采后在常温条件下木质化的发生机制,通过对木质素四个合成相关酶的生理指标的测定以及表达水平情况的分析,研究毛竹笋采后木质素合成基因表达情况以及与木质素合成酶活性的情况,以及基因表达情况和酶活性及木质素合成三者之间的相关性。对采后毛竹笋的木质素合成生理的研究,有利于我们掌握竹笋的生长特性,便于生产管理以及适时采摘,调控和延缓其老化进程,达到最大的经济价值,同时也能引导采后竹笋加工、生产,对延长加工期和货架期等具有重要的意义。研究结果如下:1、常温条件下,毛竹笋上中下都存在着木质化的发生,上部位的木质素由4.9%增长到了6.41%,中部位的木质素由5.44%增长到了10.5%,下部位的木质素由5.87%增长到了12.42%,木质化是从下部向上部推进的一个过程。2、常温条件下,随时间变化,PAL、POD和4CL在毛竹笋上中下三个部位的活性变化都与木质素在毛竹笋上中下的含量变化呈极显著相关性,三个酶可能均参与了木质素的生物合成。3、毛竹笋中CAD酶活性上中下三个部位均在第2h时已经达到了最高值,而毛竹笋中上部位CAD相关基因在第10h时表达量最高,中部位在第2h时表达量最高,下部位在第18h时表达量最高。4、随时间的变化,PAL、POD、以及4CL基因的在毛竹笋上中下三个部位的表达水平与木质素相应部位的含量的分布呈正相关性,这三个基因可能参与调控木质素的生物合成途径。
【学位单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S795.7
【部分图文】：

4图.1-1 不同木质素单体结构及其聚合木质素[27]Fig.1-1 Structure of the three monolignols and the residues derivedfrom them[27]木质素单体通过不同的方式连接在一起。从单体本身的结构来看，丙烷基的α、β和γ位碳与苯环上的各位碳的反应活性各异且化学键连接原子不同而生成C-C 和 C-O 键，相应可形成的主要连接方式包括图 1-2 所示的β-O-4、α-O-4、4-O-5、β-β、β-5、5-5 和 β-1 结构[28]。β-O-4 连接方式在阔叶材和针叶材的木质素中所占比例最大。例如，该连接方式在云杉中约占 50%，在桦树和桉树中约占 60%[29]。郑志峰[30]等对核桃壳磨木木质素的结构测定分析后发现，核桃壳木质素中的β-O-4 的连接键含量达到 43.83%。秦特夫[31]在研究了杉木和“三北”一号杨木的磨木木质素的化学官能团后发现，杉木木质素β-O-4 的连接键含量达到了 52.1%，而杨木达到了 66.5%左右。竹笋中的木质素属于禾草类木质素这里一类型

的生长和增殖停止后，竹子的高生长也随着停止，而竹竿中细胞的生长便木质化增长为主，来实现细胞厚度的增加，以便增强竹材的强度[33]。1.2.2.2 木质素合成相关途径的研究当前，虽然木质素单体运输机制、合成部位、单体的聚合、木质素的构至今尚未清楚，但是木质素单体合成渠道的大概轮廓已经被揭示[34]。已发现，木质素生物合成主要分为三个部分，即莽草酸途径、苯丙烷途径以素合成特异途径，然后再经过一系列复杂的生化反应，最终生成 3 种主素单体，分别是芥子醇(Sinapyl alcohol)、松柏醇(Coniferyl alcohol)醇(Coumaryl alcohol)， 它们通过不同的化学键作用而连接在一起（图

温度（Temperature） 时间（Time）95℃ 5 min95℃ 40 s60℃ 30 s72℃ 30 s95℃ 15 s60℃ 1 min72℃ 10 min2.6 取样时间间隔的选择为了更好的确定短时期内的取样时间间隔，我们先进行了预实验，对木质素含量以及其中一个木质素合成相关酶（PAL）进行了测定，分别取了间隔 1 h 和2 h，实验结果如下。
【参考文献】

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本文编号：2855669